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Die Bedeutung von Gleitlagern bei der Bewältigung der Herausforderungen der Wasserkraftindustrie

Kritische Komponenten in Wasserkraftwerken, wie z.B. Turbinen und Tore, sind für ihre einwandfreie Funktion auf Gleitlager angewiesen. Aus den Interaktionen von GGB mit mehreren Kraftwerksbetreibern wissen wir, dass die Aufrechterhaltung des Betriebs mit weniger Unterbrechungen, die Senkung der Betriebskosten und die Vermeidung von Umweltverschmutzung oberste Priorität der Branche sind.

Gleitlager spielen eine große Rolle bei der Erreichung dieser Ziele, wobei die Zuverlässigkeit der Gleitlager besonders wichtig ist. Traditionell wurden gefettete Bronzelager in Wasserkraftanwendungen eingesetzt, bedingt durch die Historie und der Vertrautheit der Branche mit ihnen. Trotzdem ist bekannt, dass gefettete Lager das Risiko eines Turbinenausfalls erhöhen, wenn sie nicht ordnungsgemäß gewartet werden, zusätzliche jährliche Kosten durch den Kauf von Schmierfett/Schmiermittel verursachen, Personalzeit für die Wartung verbrauchen und das Risiko einer Umweltverschmutzung darstellen.

Tatsächlich werden 15 % der Ausfälle von Rotor, Schleusentor und Turbine auf Probleme mit der Schmierung zurückgeführt, während weitere 7 % auf Lagerverschleiß zurückzuführen sind. Weitere 8% werden sowohl auf Schmierungs- als auch auf Verschleißprobleme zurückgeführt. Wie gezeigt, hat die Wahl des Gleitlagers erhebliche Auswirkungen auf den Betrieb von Wasserkraftwerken.

 

DIE KOSTEN FÜR GEFETTETE GLEITLAGER

Der Ausfall eines Gleitlagers ist ein kostspieliges Ereignis für Wasserkraftwerke, das bis zu 3 Monate Ausfallzeit für den Austausch erfordern kann - ein Einnahmeverlust von fast 4 Millionen Dollar für ein 30-MW-Kraftwerk. Unsachgemäße Wartung traditioneller Bronzelager, wie z.B. das Fehlen einer einzigen Schmierfetteinspritzung oder das Auftragen einer unzureichenden Schmiermittelmenge, erhöht die Möglichkeit eines Lagerausfalls.

Zusätzlich zur Erhöhung dieses Ausfallrisikos summieren sich die Kosten für die Schmierung der Gleitlager jährlich. Regelmäßige Lagerschmierung ist ein zeitaufwändiger Prozess für Maschinenbautechniker, der in der Regel zwei Stunden pro Tag für die Wartung der Schmierausrüstung erfordert. Zwischen Personalzeit und Fettverbrauch werden jährlich über 8.100 EURO pro Techniker ausgegeben, um einen ununterbrochenen Betrieb der Anlage mit geschmierten Metalllagern zu gewährleisten!

Wenn außerdem Fett oder Öl in die Umwelt gelangt, können einer Anlage Reinigungskosten in Höhe von etwa 120 EURO pro Gallone entstehen - die Kosten für andere Bußgelder nicht eingerechnet.

VORTEILE VON FASERVERBUND-GLEITLAGERN

GGB Fiber reinforced composite bearings and filament wound bushings

PTFE-haltige Verbundgleitlager bieten hervorragende reibungsarme Leistung bei Wasserkraftanwendungen. Diese Gleitlager haben auch eine größere Toleranz für Fluchtungsfehlerr sowie einen geringeren Stick-Slip als herkömmliche Bronzelager, wodurch das Risiko eines unsachgemäßen Betriebs verringert wird. Die reibungsarme Leistung dieser Gleitlager führt auch zu einer wesentlich längeren Lagerlebensdauer als bei gefettete Lager, was zu längeren Anlagenlaufzeiten zwischen Lagersanierungen führt.

Zusätzlich zu ihren Leistungsvorteilen erfordern Verbundlager keine regelmäßige Wartung, was die jährlichen Betriebskosten senkt. Durch den Wegfall des Schmierfetts wird auch die Möglichkeit einer Umweltverschmutzung ausgeschlossen, wodurch eine Anlage vor möglichen Geldbußen und Reinigungskosten bewahrt wird. Nachfolgend ist ein Beispiel dafür aufgeführt, wie das globale GGB Expertenteam einem Kunden geholfen hat, diese Vorteile zu nutzen, indem es ein kundenspezifisches Lager aus faserverstärktem Verbundwerkstoff (FRC) für seine Wasserkraftanwendung konstruierte.

 

DAS CHINESISCHE PUMPSPEICHERKRAFTWERK JIXI

GGB self-lubricating FRC bearings are ideal for hydropower applications

Im Jahr 2016 trat die Dongfang Electric Company an GGB heran, um eine eng tolerierte Gleitlagerlösung für ihr Pumpspeicherwerk in JiXi, Provinz Anhui, China, zu erhalten.

Während enge Toleranzen in der gesamten Branche immer mehr zur Norm werden, benötigte diese Einrichtung insbesondere Gleitlager mit einem Aufmaß für die nachträgliche Bearbeitung der Lagerbohrung nach dem Einbau, um einen noch zu bestimmenden Versatz einzuhalten.

Um ein geeignetes Gleitlager zu liefern, führte das funktionsübergreifende Anwendungstechniker und Tribologen Team von GGB eine umfassende Bearbeitungsstudie durch, um zu untersuchen, welche Fasermatrix die beste Bearbeitungsreaktion bietet, ohne die tribologische Leistung zu beeinträchtigen.

Letztendlich stellte sich heraus, dass das hochpräzise faserverstärkte HPMB®-Verbundwerkstofflager mit einer dicken, bearbeitbaren tribologischen Schicht die Anforderungen der Anlage am besten erfüllt.

DAS GGB ANGEBOT AN WASSERKRAFT-LAGERN

GGB hydro plain bearings were specified for Xiangjiaba hydropower plant

Gleitlager aus faserverstärktem Verbundwerkstoff sind keine Commodities.

Sie haben sich in den letzten 20 Jahren in der Wasserkraftindustrie erfolgreich bewährt und lösen die gefetteten Bronzelager ab.

Die Faserverbund-Gleitlager von GGB, einschließlich HPM-, HPMB®- und HPF® Gleitlager, eignen sich besonders für Wasserkraftanwendungen mit Laufflächen, die speziell zur Minimierung von Stick-Slip und zur Verringerung der Reibung entwickelt wurden.

Bekannte OEMs wie Voith und GE entscheiden sich für GGB Gleitlager aus faserverstärktem Verbundwerkstoff aufgrund der Tatsache, dass sie Fluchtungsfehler tolerieren und Kantenbelastungen besser handhaben als Bronzelager.

Darüber hinaus wurden die Faserverbund-Gleitlager von GGB vom US Corps of Engineers auf eine Lebenserwartung von über 30 Jahren getestet.

Alles in allem reduzieren GGB Wasserkraftlager die Betriebsunterbrechungen der Anlage, machen Fett- oder Ölschmiermittel überflüssig und senken durch ihren wartungsfreien Aufbau die Systemkosten. Da unsere Hydrolager weltweit in Wasserkraftwerken von Xiangjiaba in China bis Belo Monte in Brasilien eingesetzt werden, hat GGB ein umfangreiches Expertenwissen an Oberflächenlösungen für Wasserkraftanwendungen. 

Um mehr zu erfahren, sehen Sie sich das Video der GGB-Präsentation über Verbundwerkstoff-Gleitlager für die Wasserkraftindustrie an, das auf der internationalen Konferenz HYDRO 2017  aufgenommen wurde. 

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