Modernisierung der Krananlage Schluchseewerk AG

Die Schluchseewerk AG macht ihre Anlagen fit für richtig schwe­re Aufgaben: Das Pumpspeicherkraftwerk Witznau im Südschwarz­­wald nutzt seit Jahrzehnten das Wasser des Schluch­sees, um Strom zu erzeugen. Jetzt müssen die mehr als 200 Ton­nen schweren Generatorpolräder zur Revision – deshalb mo­dernisiert die Schluchseewerk AG ihre Krananla­gen. Konecranes hat veral­tete Komponenten demontiert und die Maschinenhaus-Zweiträgerbrü­cken­krane mit neuen  ilfshubwerken und digi­talen Features aus­gestattet – sie machen Transportprozes­se im Kraftwerk Witznau jetzt deutlich  icherer, effizienter und können bei Bedarf von nur einem Kranführer gesteuert werden.

Im Südschwarzwald ist die Energiewende seit Jahrzehnten Reali­tät. Rund um den Schluchsee liefern fünf Pumpspeicherkraftwerke der Schluchseewerk AG aus Laufenburg umweltfreundliche Ener­gie. Das Wasser aus dem See treibt die Turbinen der Kraftwerke an. Sie erzeugen mit ihren Generatoren Strom – jährlich rund 2,2 Milliarden Kilowattstunden. Die rund 360 Mitarbeiter der Schluchseewerk AG decken so rechnerisch den Jahresstrom­verbrauch von rund 630.000  aushalten. Seit 1943 ist das Pumpspeicherkraft­werk Witz­nau in Betrieb. Hier fällt das Wasser des Schluchsees aus 250 Meter Höhe in den mehr als neun Kilometer langen Druckstollen; rund 130 Kubikmeter Wasser drücken pro Sekunde gegen die Rotor­blätter der Turbinen. Sie treiben die vier Generatoren an, die den Strom erzeugen – mit einer Leistung von 220 Megawatt. Jetzt müs­sen die jeweils mehr als 200 Tonnen schweren Generatoren zur Revision. Dafür benötigt die Schluch­seewerk AG extrem tragfähige Krane. Sie sollen die Generato­ren­wel­len präzise positio­nieren und Kollisionen zwischen Rotor und Stator beim Anheben verhindern. Konecranes hat des­halb für die Schluch­seewerk AG wichtige, in die Jahre gekom­mene Kompo­nen­ten der Krananlagen demontiert und er­setzt so­wie die Katz­bahn eines der beiden Maschinenhaus-Zweiträgerbrücken­krane exakt ver­messen und geprüft.

Um die Sicherheit beim Ein- und Ausbau sowie beim Transport der Generatorenkompo­nenten zu erhöhen, hat Konecranes die Kran­­anlagen mit neuer Antriebs- und Steue­rungstechnik ausge­stattet. Zudem er­fol­gte die Mon­tage der Kompo­nenten in Einzelteilen, weil in der Kraft­werkshalle zwischen Träger und Hallendecke kein Platz für den Einsatz eines Autokrans ist. Konecranes hat im Kraft­werk Witznau unter anderem neue Hilfshubwerke, Getrie­be­­motoren und Schmiersysteme für die Zweiträgerbrückenkrane in­stalliert. Zusätzlich hat der Kran- und Hebetechnikher­steller beide Maschinenhauskrane mit rückspeise­fähigen Frequenzumrichtern für stufenloses Heben und Fahren ausgestattet sowie die Schaltschrän­ke und elektrischen Anschlüs­se komplett modernisiert.

Eine Fernsteuerung für zwei Krane im Tandembetrieb

Um Komponenten und die Generator-Polräder zu heben, verfügen die zwei Maschinenhauskrane im Kraft­werk Witznau jeweils über ein Haupthubwerk mit 120 Tonnen und ein Hilfshub­werk mit 12,5 Ton­nen Tragkraft. Die Hilfshubwerke konnten nicht mit der geforderten Technik nach­gerüstet werden, „wir haben deshalb die beiden alten Hilfs­hub­werke gegen neue ausge­tauscht“. Sie dre­hen mit ihren jeweils 12,5 Tonnen Tragkraft bei 30 Meter Hubhöhe jetzt Kompo­nenten während der Montagearbeiten in die richtige Position und unter­stüt­zen so die Haupthubwerke. Zugleich lassen sie sich komplett autark nutzen. Bei den Hebe­prozessen bieten neu­este Features höhere Sicherheit und Effizienz. „Mit dem Mas­ter/Slave-Modus lenkt ein Kranführer mit einer Funkfern­steuerung gleich­zeitig beide Krane“, sagt Andreas Scheerer, Leiter der Modernisierungsabteilung bei Konecranes. „Die Krane lassen sich so im Tan­dembe­trieb absolut synchron steuern.“ Wo früher zwei Kran­führer die Kran­bewe­gungen per Zuruf koordi­nie­ren mussten, ist heute jede Kran­be­wegung im Sekunden-Takt syn­chronisiert.

Für zusätzliche Sicherheit während des Transports der Generator- Polräder sorgen die lasergesteuerten Zusammenfahrsicherungen und die Last­messung samt Überlastschutz. Auch beim Heben „denken“ die beiden Maschinenhauskrane mit: Sie sind mit einem intelli­gen­ten Sys­tem zur Drehzahlrückführung ausgestattet, das prüft, ob sich die Seil­winden korrekt drehen. Entspricht die aktuell ge­mes­sene Dreh­zahl nicht der vom Kranführer via Fernsteuerung vorge­gebenen, korrigiert das System automatisch die Synchronge­schwindigkeit zwischen Master- und Slavekran. Neben Transport­si­cher­heit spielt im Pumpspeicherkraft­werk Witznau natürlich auch Energieeffizienz eine Rolle. Die bei­den Maschinenhauskrane sind mit rückspeisefähigen Fre­quenzum­rich­tern ausgestat­tet, die stufen­­loses Heben ermöglichen und zu­gleich die Brems­energie zurück ins Stromnetz speisen. „Im Kraftwerk ist eine hohe Arbeits­sicherheit enorm wichtig. Deshalb sind die Sicherheitssysteme wie zum Beispiel Überlastsicherung und Endabschaltungen redun­dant“, sagt Andreas Scheerer.

Ein wichtiger Bestandteil der Anlagenmodernisierung im Pump­spei­cherkraftwerk Witznau ist die Inspektion der rund 13 Meter langen Katzbahn ei­ner der beiden Hilfshubwerkskatzen mit der GeoQ-Methode. Dafür haben die Konecranes-Experten die Katz­bahn mit Laser vermes­sen, ein 2D-Modell erstellt und die gesam­melten Daten zu Spann­weite und Geradheit der Katzbahnen sowie zur Höhendifferenz der Schienen aus­gewertet. „Das Prüfergebnis ist hervorragend. Alle Werte liegen in den, nur wenige Millimeter großen, Toleranzberei­chen. Damit ist si­cher­gestellt, dass die Hilfshubwerkskatze ein­wandfrei auf der Katz­bahn fahren kann“, erklärt Andreas Scheerer.

Zentrale Anlagenprogrammierung per Touchdisplay

Um Verlässlichkeit und Sicherheit der Maschinenhauskrane zu­sätz­lich zu erhöhen, wurden weitere Anlagenkomponenten moderni­siert, etwa die Katz- und Kranfahrgetriebemotoren, die Hubseile und Getriebemotoren inklusive Magnetscheibenbremsen der Haupthubwerke, die Stromzuführungen und die gesamte Kran­verkabelung. „Auch die Schmieranlage ist komplett neu. Wir haben für jeden Kran drei neue Zentralschmiersysteme instal­liert, die sich elek­tro­nisch steuern lassen“, ergänzt Andreas Scheerer. In den ebenfalls aus­getauschten Schaltschränken ist jetzt ein Bild­schirm mit Touchdis­play integriert, über das sich die Zyklen der Zentral­schmieranlage einstel­len lassen. Zusätzlich können die Mitarbeiter der Schluchsee­werk AG darüber die elek­trischen Anlagen pro­grammieren und überwachen. „Andreas Scheerer von Konecranes hat uns schon bei Modernisierungsarbeiten in zwei unserer Kraftwerke unterstützt“, sagt Manfred Spitz, Teilbereichsleiter Elektrotechnik und Projektleiter der Kranmodernisierung bei der Schluchseewerk AG. „Alles lief auch dieses Mal optimal. Und mit dem Tan­dem­betrieb der beiden Zweiträgerbrücken­krane sind unsere Trans­port­prozesse jetzt viel sicherer und effizienter. Denn nun kann ein Fahrer im Mas­ter/Slave-Betrieb beide Krane gleichzeitig und syn­chron steuern.“

Quelle und Fotos: Konecranes GmbH; Bildtext (Vorschaufoto): Schwere Aufgabe: Mehr als 200 Tonnen wiegen die Generator­polräder im Pumpspeicherkraftwerk Witznau, die einmal jährlich zur Revision müssen. Konecranes hat dafür die Krananlagen rundum modernisiert, damit der Transport der Generatorpolräder jetzt deutlich sicherer und präziser funktioniert. Bildtext: Flexibel und stark: Beide extrem tragfähigen Maschinenhaus­krane im Werk Witznau hat Konecranes mit rückspeisefähigen Frequenz­umrichtern für stufenloses Heben und Fahren ausgestattet.