Energieeffiziente, ölfreie Lagerungen für Anwendungen in Turbomaschinen, Windrädern und Energiespeichern

Allgemeine Informationen

Projektnummer	61007307
Projekttitel laut Förderbescheid	Energieeffiziente, ölfreie Lagerungen für Anwendungen in Turbomaschinen, Windrädern und Energiespeichern
Akronym	TURBO
Projektlaufzeit	01.12.2015 - 30.06.2019
Forschungsschwerpunkt	Energie und Umwelt
Projektkategorie	Forschung
Grundeinheit	Institut für Prozesstechnik, Prozessautomatisierung und Messtechnik

Inhaltliche Projektbeschreibung

Das Projekt ist Bestandteil des Zittauer Kraftwerkslabors (ZKWL).

Gesamtziel des Vorhabens ist die Steigerung der Energieeffizienz von Turbomaschinen durch die Erhöhung des Wirkungsgrades. Dabei wird das Ziel verfolgt, wissenschaftliche und technische Grundlagen zur Entwicklung geeigneter aktiver Magnetlagerungen für die Anwendung bei hohen Temperaturen und aggressiven Atmosphären zu erarbeiten. Dazu wurden die theoretischen Grundlagen für die Auslegung, Modellierung und Simulation. Mit einem vorhandenen Großversuchsstand ist es möglich, diese Lagerungen unter extremen Umgebungsbedingungen zu testen und Modelle zu validieren.

Die Bearbeitung des Projektes folgt in vier komplexen Aufgabenpaketen:

1. Entwicklung von Modellen zur Hochtemperaturfanglagerauslegung und -simulation
2. Entwicklung von Modellen zur Hochtemperaturmagnetlagerauslegung und -simulation
3. Entwicklung und Test eines Sensorsystems für aktive Magnetlager
4. Theoretische und experimentelle Untersuchungen zum sicheren Betrieb magnetgelagerter Rotoren unter Extrembedingungen

Hochtemperaturfanglagerauslegung und -simulation

Im ersten Arbeitspaket wurde die Interaktion zwischen Rotor und Fanglager unter Berücksichtigung der physikalischen Zusammenhänge, insbesondere der Statik und Dynamik des Rotor-Fanglager-Kontaktes auf der Grundlage von Auslegungsrechnungen und Simulationsrechnungen analysiert. Dabei spielen besonders die sich bei Hochtemperaturanwendungen einstellenden Materialeigenschaften eine Rolle.

Hochtemperaturmagnetlagerauslegung und -simulation

Für die Entwicklung der Modellwelt für die Auslegung und Simulation der aktiven Magnetlagerung und des Sensorsystems wurden die Auswirkungen der Temperaturänderung analysiert. Es wurden geeignete Materialien recherchiert welche für eine Anwendung in einer solchen Magnetlagerung in Frage kommen.

Untersuchungen zum sicheren Betrieb magnetgelagerter Rotoren unter Extrembedingungen

Im Arbeitspaket 4 wurde eine Systematik der Turbomaschinen erarbeitet und allgemeine applikationsspezifische Belastungen betrachtet. Hierbei werden interne und externe Kraftwirkungen und ihre Ursachen zunächst allgemein und im Weiteren für ausgewählte Applikationen vertieft. Anschließend erfolgt die Betrachtung statischer und dynamischer Kraftwirkungen für eine Kreiselpumpe, für Industriedampfturbinen und Verdichter sowie Windkraftanlagen. Dazu wurden für die Abschätzungen der Belastungen die notwendigen Gleichungen benannt. Im Anschluss wurden ausgewählte kraftwerksspezifische Störungen und Störfallszenarien während des Betriebes von Turbomaschinen beschrieben. Daraus resultierende veränderte Kraftwirkungen am Laufzeug müssen durch die Magnetlager erkannt und kompensiert werden.

Weitere Daten

• Ansprechpartner

  • Herr Prof. Frank Worlitz (Projektleitung)
  • Herr Stephan Düsterhaupt
  • Herr Hagen Hoffmann
  • Herr Li Li
  • Frau Bärbel Münzberg
  • Herr Holger Neumann
  • Herr Ivo Noack
  • Herr Christian Panescu
  • Herr Sebastian Reinicke
  • Herr Torsten Rottenbach
  • Herr Olaf Schreiber
  • Herr Mikhail Shmachkov
  • Herr Christian Vanek

• Fördermittelgeber

  • 100231478 - EFRE/SMWA/SAB
  
  
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• Finanzierung

  • 1.278.077,00 €

• Bilder

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