Siemens und E.ON erfolgreich mit 3D-gedrucktem Brenner für Gasturbine

Siemens und E.ON haben beim 3D-Druck für den Energiesektor einen wichtigen Meilenstein erreicht. Der weltweit erste 3D-gedruckte Brenner für eine Gasturbine SGT-700 von Siemens ist nun seit einem Jahr im E.ON-Gas-und-Dampf-Kraftwerk im hessischen Philippsthal in Betrieb. Die Unternehmen zeigen sie mit den Ergebnissen zufrieden.

2017 begann Siemens, Gasturbinenbrenner mit selektiver Laserschmelztechnik zu drucken. Dies waren die ersten Brenner, die im Rahmen des Siemens-Programms für intelligente Brennerfertigung (IBUMA) in Finspång, Schweden, hergestellt wurden.

Während bei konventionellen Fertigungsverfahren 13 Einzelteile und 18 Schweißvorgänge benötigt wurden, wird hierbei der Brennerkopf wird in einem Stück gefertigt. Konstruktionsverbesserungen, z. B. die Ausführung der Pilotgaszufuhr als Teil des Brennerkopfes statt der äußeren Brennstoffleitung, ermöglichen eine niedrigere Betriebstemperatur und tragen so zu einer längeren Lebensdauer der Komponenten und letztendlich der gesamten Gasturbinen bei. Der Brenner ist seit über 8.000 Stunden ohne Problemmeldungen im Einsatz.

Enge Zusammenarbeit von Siemens und E.ON bei diesem Projekt

Siemens und E.ON, die bei bei diesem Projekt als “Mitgestalter” eng zusammenarbeiteten, konnten auf beiden Seiten Vorteile realisieren. Siemens forciert die Entwicklung innovativer Entwurfs- und Fertigungstechnologien, von denen E.ON dann frühzeitig profitieren kann.

“Für uns als Energiedienstleister sind Präzision und Konstanz ein absolutes Muss”, betont Niklas Lange, Projektleiter bei E.ON Energy Projects. “Die additive Fertigung erfüllt nicht nur diese Voraussetzungen, sondern kann nach unserer Erfahrung sogar Leistungsverbesserungen gegenüber älteren Modellen erzielen.”

“Es ist uns ein Anliegen, Innovationen voranzutreiben”, ergänzt Lange. “Als ich diese Brenner von Siemens in Schweden sah, wusste ich, dass wir von ihrem Einsatz in einer kommerziellen Turbine profitieren könnten. Wichtig ist auch, dass unsere praktische Zusammenarbeit mit Siemens entscheidend dazu beiträgt, unseren Kunden den bestmöglichen Service zu bieten.”

Die additive Fertigung revolutioniert die Entwicklung und Produktion von Komponenten – nicht nur in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, sondern auch im Energiesektor. Beispielsweise kann es mit konventionellen Fertigungstechnologien schwierig sein, effizientere oder emissionsärmere Turbinen mit höheren Temperaturtoleranzen herzustellen. Mit dem 3D-Druck lässt sich nun nahezu jede erdenkliche Struktur herstellen. Das Verfahren ermöglicht es, Turbinenkomponenten wie die Lauf- und Leitschaufeln von Gasturbinen durch komplexe interne Kanäle zu kühlen und dadurch ihren Wirkungsgrad zu verbessern.

Seit 2008 investiert Siemens in 3D-Metalldruck

Siemens begann bereits 2008, in den 3D-Metalldruck zu investieren, und hat diese Technologie speziell für den Stromerzeugungsbereich weiterentwickelt. 2012 nahm Siemens den ersten Drucker EOS M280 SLM in Betrieb und passte ihn für die Reparatur von Brennern an. 2013 wurden die ersten 3D-gedruckten Brennerspitzen und Drallkörper in kommerziell eingesetzten Gasturbinen installiert. Im Jahr 2016 übernahm Siemens das britische Unternehmen Materials Solutions, eine der weltweit führenden Firmen im Bereich additive Fertigung. 2017 konstruierten und druckten die 3D-Experten von Siemens die weltweit ersten Gasturbinenschaufeln und erprobten sie unter Betriebsbedingungen. Im gleichen Jahr wurden in Finspång die Brenner gebaut, die dann in Philippsthal für E.ON eingesetzt wurden.

Der Artikel basiert auf eine Pressemeldung von Siemens