Eirich Mischtechnik Hochleistungswerkstoffen für Brennkammern
Entwicklung und Herstellung von Hochleistungswerkstoffen für Brennkammern in Gasturbinen - mit Mischtechnik von EIRICH
Elektrischer Strom ist die Basis einer fortschrittlichen Gesellschaft. Der Strombedarf wächst – auch wegen zunehmender Nutzung der Informationstechnik und Telekommunikation. Elektrische Energie wird durch Umwandlung aus anderen Energieformen erzeugt. Trotz Ausbau der Nutzung erneuerbarer Energiequellen ist es erforderlich, weiterhin Energie aus fossilen Brennstoffen zu erzeugen. Von Kraftwerken wird ein hoher Wirkungsgrad gefordert, die im Brennstoff enthaltene Energie soll bestmöglich in Wärme und Strom umgesetzt werden. Die hohen Prozesstemperaturen verlangen Hochleistungswerkstoffe. Für die Entwicklung und Produktion greifen Unternehmen und Forschungseinrichtungen auf die Mischtechnik von Eirich zurück.
Die Stromversorgung wird in Deutschland von Jahr zu Jahr grüner: dennoch besteht die Energieerzeugung zur Hälfte aus konventionellen Energieträgern. Um weiterhin den noch vorhandenen fossilen Anteil voll auszunutzen, müssen Kraftwerke einen hohen Wirkungsgrad erreichen. Mit der Eirich-Mischtechnik können dafür Hochleistungswerkstoffe entwickelt und produziert werden. Diese sind für hohe Prozesstemperaturen im Kraftwerk nötig, um aus der Energie Wärme und Strom zu erzeugen.
Zu den Anforderungen an ein Kraftwerk gehört heute – neben einem hohen Wirkungsgrad und geringen Emissionen – eine flexible Fahrweise. Für stationäre Anlagen, die als Kraftwerksre-serve dienen sollen, ist eine Schnellstartfähigkeit äußerst wichtig; je nach Bedarf muss die Stromerzeugung schnell hoch- bzw. heruntergefahren werden. Diese Kraftwerke arbeiten mit Gasturbinen, die z. B. mit Erdöl oder Leuchtgas betrieben werden. Die Anlagen haben Wirkungsgrade bis ca. 40 %. Bessere Wirkungsgrade werden in Gas-und-Dampf-Kombikraftwerken (GuD-Kraftwerken) erreicht, bis ca. 60 %.
Eine Gasturbine besteht aus einem Kompressor, einer Brennkammer und einer Turbine. Der Kompressor saugt Umgebungsluft an und leitet sie unter hohem Druck in die Brennkammer. Dort wird Brennstoff eingespritzt und verbrannt. Die heißen Verbrennungsgase strömen mit hoher Geschwindigkeit in die Turbine, deren Drehbewegung einen Stromgenerator antreibt. In GuD-Kraftwerken wird das noch heiße Abgas über einen Abhitzekessel zum Betrieb einer nachgeschalteten Dampfturbine genutzt.
Die Brennkammern sind mit hochtemperaturbeständigen Keramikelementen ausgekleidet. Verbrennungstemperaturen von mehr als 1500 °C erfordern feuerfeste Hochleistungswerkstoffe. Die für deren Herstellung verwendeten Rohstoffe, wie z. B. in Schmelz- oder Sinterprozessen aufbereitetes Aluminiumoxid, sind hart (und werden deshalb auch als Schleifmittel eingesetzt). Für die Aufbereitung der keramischen Massen braucht man einen Mischer, der möglichst wenig Mischwerkzeuge hat. Diese Mischer hat Eirich 1924 erfunden; sie sind - entwickelt aus dem Planetenmischer - mit einem sich drehenden Mischbehälter ausgeführt, welcher das Mischgut zu den Mischwerkzeugen transportiert. Der Transport des Mischguts ist so vom eigentlichen Mischvorgang entkoppelt. Dies führt dazu, dass man weniger Mischwerkzeuge braucht als bei anderen Mischern. In der Folge ist der Eirichmischer heute weltweit in der Produktion von feuer-festen Werkstoffen der Standard. Zum Einsatz kommen - neben Labormischern mit 1, 5, 10 und 40 Liter - Mischer in Baugrößen zwischen 75 und 3.000 Liter. Größere Mischer wurden bisher in dieser Branche nicht gebraucht; für andere Branchen stehen größere Mischer zur Verfügung, z. B. für die Sinteraufbereitung mit 12.000 Liter Nutzvolumen.
Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal ist, dass die Mischwerkzeuge schneller laufen können, ohne übermäßig Reibung und Verschleiß am Mischbehälter zu bewirken.
Dies führt dazu, dass der Eirichmischer alle Konsistenzen verarbeiten kann, also sowohl Pressmassen als auch plastische Massen sowie Trockenmassen (wie Feuerbetone) oder Suspensionen aufbereitet werden können – alles in ein und derselben Maschine.
Weltweit arbeiten viele Unternehmen an Produktverbesserungen, welche die Haltbarkeiten der Werkstoffe für Brennkammern verlängern und den Wirkungsgrad der Anlagen steigern sollen. Vorstufe eines Mischereinsatzes sind in der Regel Mischversuche in einem der Technika, die an den Eirich-Standorten weltweit zur Verfügung stehen. Erfahrene Verfahrenstechniker stehen für Produktoptimierungen mit den Werkstoffen des Kunden bereit.
