Caldwell Energy verlässt sich auf Vaisala HMT333 Feuchte- und Temperaturmessgeber für Kühlsysteme an Turbineneinlässen

„Die Vaisala Messgeber sind für industrielle Umgebungen ausgelegt. Wir hatten in sechs Jahren keine Ausfälle.“ Mark Ammons, Project Engineer, Caldwell Energy

Die Turbinen von Kraftwerken nehmen große Mengen an Luft auf, die gekühlt und gefiltert werden müssen, damit die Turbinen für die Stromerzeugung mit maximaler Effizienz laufen können. Um eine angemessene Luftkühlung zu erreichen, verlassen sich Kraftwerke in aller Welt auf die Erfahrung von Caldwell Energy, einem globalen Lieferanten von Kühltechnologien für Turbineneinlässe, einschließlich Verdunstungskühlung mit Wet Compression, Dampfstrahlkälte und Speicherung thermischer Energie.

Thermodynamik der Einlassluft

Kühlere, dichtere Luft führt zu einer größeren Luftmasse, die durch die Turbine strömt, was zu einer erhöhten Stromerzeugung führt. Im Gegensatz dazu sinkt bei warmer, weniger dichter Luft die Luftmasse, die durch die Turbine strömt, was die Leistungsabgabe deutlich verringert und die Kosten für den Betrieb der Turbine erhöht. Die Technologie PowerFog® Evaporative Inlet Air Cooling von Caldwell Energy wird häufig in heißen, trockenen Klimazonen verwendet, wo die Verdunstungskühlung am effektivsten ist.

Verdunstungskühlung durch Vernebelung

Die PowerFog technology von Caldwell kühlt die Einlassluft durch Erzeugung eines feinen Verdunstungsnebels. Um die Wassermenge zu bestimmen, die erforderlich ist, um unter den atmosphärischen Bedingungen den gewünschten Kühleffekt zu erzielen, ist die Vernebelungstechnologie von einer genauen und zuverlässigen Überwachung von Temperatur und Feuchtigkeit abhängig. Durch Hinzufügen von zu viel Wasser könnten größere Wassertröpfchen entstehen, die zur Erosion oder Beschädigung der Turbinenschaufeln führen könnten. Wenn zu wenig Wasser hinzugefügt wird, wird die Luft nicht ausreichend gekühlt, um die Turbinen im maximalen Leistungsbereich zu halten.

Konstruiert für industrielle Umgebungen

In industriellen Umgebungen können zuverlässige Feuchte- und Temperaturmessungen durch Umweltbedingungen wie Kondensation und Verschmutzungen beeinträchtigt werden. Caldwell benötigte ein Gerät, das auf Zuverlässigkeit, Genauigkeit und geringe Wartungsanforderung in Kraftwerksumgebungen konstruiert ist.

Genaue Kühlgrenztemperatur

Genaue Messungen der Kühlgrenztemperatur sind besonders wichtig für effizientes Vernebeln. Die Verdunstungskühlung ist so lange wirksam, wie Wasser in die Luft verdunsten kann. Sobald eine Kombination aus relativer Feuchte, Sättigungsdampfdruck und Temperatur einen Punkt erreicht, an dem Wasser nicht mehr in die Luft verdunsten kann, fallen die Vorteile der Verdunstungskühlung weg. Dies bezeichnet man als Kühlgrenztemperatur. Da Vernebler nur bis zu diesem Punkt kühlen können, ist eine genaue Messung der Kühlgrenztemperatur der Außenluft sehr wichtig für den optimalen Betrieb wie auch das Abschalten des Verneblers, falls keine Kühlung mehr möglich ist. Der übermäßige Betrieb von Verdunstungskühlaggregaten erhöht, ohne Vorteile für die Turbinenleistung, den Energieverbrauch, den Wasserverbrauch und die Wartungskosten.

Kontinuierliche automatisierte Überwachung

Um die optimale Mischung aus Luft und Wasser für die Erzeugung des Kühlnebels zu finden, verwendet Caldwell einen Vaisala HMT333 HUMICAP® Feuchte- und Temperaturmessgeber in Nähe der Einlassöffnung, um die äußere Trockentemperatur und die Kühlgrenztemperatur zu überwachen. Die HUMICAP-Sensortechnologie von Vaisala bietet genaue und stabile Messungen auch in Umgebungen mit hoher Feuchte und chemischen Verunreinigungen. Caldwell verwendet außerdem den HMT337, der mit einer Heizsonde versehen ist, um Kondensation auf dem Sensor selbst zu verhindern – für höchste Leistung in kondensierenden Umgebungen. Eine Funktion für die chemische Sensorreinigung verhindert zusätzlich die Auswirkungen von Fremdstoffen auf die Messgenauigkeit.

Die Installation hängt von der Systemkonstruktion ab, Caldwell installiert die Geräte jedoch meistens am SCADA-Steuerkasten oder in der Nähe der Einlassluftführung. Der Messgeber ist mit dem Systemcontroller verbunden, um den Betrieb zu automatisieren.

Neben dem HMT333 verwendet Caldwell den Vaisala Radiation Shield der Baureihe DTR500, um die Feuchte- und Temperatursonden des HMT333 vor Sonneneinstrahlung und Niederschlag zu schützen, um die größtmögliche Messgenauigkeit zu erreichen. Sonneneinstrahlung und Niederschlag können sowohl bei der Trocken- als auch bei der Kühlgrenztemperatur zu verfälschten Werten führen.