Sicheres Netz: Schall-Emissions-Prüfung in Darmstädter Gasturbinenkraftwerk

Ohne Energie ist unser Leben undenkbar. Jeden Tag verbrauchen wir große Mengen: Ob als elektrischer Strom für unzählige Endgeräte, als Heizung für unsere Wohnungen oder als Treibstoff in Fahrzeugen. Angesichts der Klimakrise ist der Umstieg auf regenerative Energiequellen alternativlos. Kein Wunder, dass der Anteil von Strom aus erneuerbarer Energie im 1. Halbjahr 2023 in Deutschland bereits 53,4 Prozent betrug.

Regenerative Energiequellen sind allerdings nicht zu jeder Zeit verfügbar. Wenn keine Sonne scheint oder der Wind nicht weht, sollte die Energieversorgung trotzdem gewährleistet sein. Daraus entstehen Schwankungen im Stromnetz, die ausgeglichen werden müssen. Deshalb kommen schnell regelbare Spitzenlastkraftwerke zur konstanten Stromversorgung zum Einsatz. Spitzenlastkraftwerke stellen sehr kurzfristig und innerhalb von wenigen Sekunden hohe Leistungen zur Verfügung. Anschließend können diese Kraftwerke schnell wieder auf Null abgeregelt werden.

Systemrelevantes Spitzenlastkraftwerk

In Darmstadt betreibt der Energieanbieter ENTEGA AG seit 2013 ein modernes Gasturbinenkraftwerk mit einer Leistung von rund 100 Megawatt. Das Kraftwerk kann Regelenergie erzeugen, um Schwankungen bei der Stromerzeugung aus Wind und Sonne auszugleichen. Deshalb hat die Bundesnetzagentur das Kraftwerk auch als systemrelevant kategorisiert. Derzeit hat die Gasturbine den Status der Netzreserve.

Zu den regelmäßigen wiederkehrenden Kontrollen zählen beispielsweise die innere Prüfung sowie Festigkeitsprüfung der zugehörigen Rohrleitungsstränge und der verbundenen Druckbehälter. Die Prüfung ist gemäß Betriebssicherheitsverordnung vorgeschrieben. Damit wird der vorschriftsmäßige Zustand von Druckbehältern und Rohrleitungen überprüft und mögliche Schädigungen frühzeitig erkannt.

Prüfung mit Schall-Emissionen

Für die wiederkehrende Prüfung wurde das Verfahren der Schall-Emissions-Prüfung angewendet. Dabei kommen piezoelektrische Sensoren zum Einsatz, die an den Prüfobjekten außen befestigt werden und die Schallwellen erfassen. Um die Wellenübertragung sicherzustellen, wird Koppelpaste zwischen dem Sensor und der metallischen Oberfläche des Prüfobjektes angebracht.

„Während der Schall-Emissions-Prüfung wird der Druck in der Leitung oder im Behälter stetig erhöht“, erklärt Radoslaw Bonczyk, Abteilungsleiter Anlagensicherheit bei TÜV Hessen. „Sind im Werkstoff bereits Schädigungen vorhanden, führen diese mit der Druckerhöhung zur Emission von Schall. Diese transienten elastischen Schallwellen werden schließlich von den Sensoren aufgenommen und visualisiert.“

Stickstoff als Prüfmittel

Mit den ermittelten Daten werden kleinste Beeinträchtigungen zuverlässig erkannt, bevor ein kritischer Zustand eintritt. Des Weiteren stellt die Schallemissionsprüfung eine integrale Prüfung dar, mit der Schäden im gesamten Prüfobjekt identifiziert werden können. Diesen Vorteil nutzte auch TÜV Hessen für die Prüfung des Gasturbinenkraftwerks der ENTEGA AG.

In Darmstadt wurden dafür zwei Rohrleitungsstränge und die dazu gehörenden Druckbehälter im Zuge der wiederkehrenden Inneren Prüfung und der Festigkeitsprüfung vom TÜV Hessen-Sachverständigen Hubertus Breunig einer wiederkehrenden Prüfung mittels Schallemissionsprüfung unterzogen. Die Druckaufbringung erfolgte mittels Stickstoff entsprechend den Anforderungen der Betriebssicherheitsverordnung sowie den Technischen Regeln für Betriebssicherheit. Die wiederkehrende Festigkeitsprüfung konnte somit sicher als Gasdruckprüfung durchgeführt werden. Es war nicht erforderlich die Prüfobjekte zu entleeren und mit Wasser für eine konventionelle Druckprüfung zu befüllen.

Die Schall-Emissions-Prüfung im Gasturbinenkraftwerk der ENTEGA AG verliefen erfolgreich und ohne Auffälligkeiten. Das Gasturbinenkraftwerk steht bei Netzschwankungen als Reserve deshalb weiterhin zur Verfügung.