Studium zastosowania Vorarlberger Illwerke AG – Austria

W maju 2014 roku przedsiębiorstwo energetyczne Vorarlberger Illwerke AG rozpoczęło realizację projektu Obervermuntwerk II - budowy swojej drugiej największej elektrowni szczytowo-pompowej o mocy 360 MW. Ten ogromny projekt realizowany jest w alpejskim masywie górskim Silvretta prowincji Vorarlberg na wysokości 1700 metrów w dolinie Montafon, pomiędzy dwoma zbiornikami zaporowymi Silvretta i Vermuntsee.

Będąc równoległym projektem do Obervermuntwerk, który został zrealizowany w 1943 roku, nowa elektrownia umożliwia jeszcze bardziej wydajne wytwarzanie energii. Zapewnia również możliwość tymczasowego magazynowania energii przy optymalnej wydajności, bez konieczności wykorzystywania dodatkowych zasobów wodnych. Uruchomienie nowej elektrowni planowane jest na rok 2018. Dzięki budowie Obervermuntwerk II, firma Vorarlberger Illwerke AG w stopniu znaczącym przyczynia się do integracji odnawialnych źródeł energii w Europie.

Obervermuntwerk ll w dużej mierze usytuowany jest w podziemnej wnęce powstałej wskutek urobku skał. Właśnie dlatego projekt ten zwany jest “elektrownią w jaskini”. Jaskinia ma 140 metrów długości, 33 metry szerokości oraz 35 metrów wysokości. Zainstalowano w niej dwie umocowane poziomo jednostki, w tym turbiny Francisa, sprzęgła, generatory silnikowe, konwertery i pompy szczytowe. Aby zapewnić właściwą interakcję między tymi komponentami, bez ich zużycia i uszkodzeń, muszą zostać one precyzyjnie zamontowane, zamocowane i dopasowane wzajemnie pod właściwymi kątami.

Przedsiębiorstwo Vorarlberger Illwerke musiało zmierzyć się z wieloma wyzwaniami, w tym z wysokimi kosztami projektu, napiętym harmonogramem oraz trudnymi warunkami górnictwa podziemnego. W tych jakże wymagających warunkach pomiarowych precyzyjny, trwały i maksymalnie mobilny system metrologiczny stanowił konieczność.

Firma Vorarlberger Illwerke AG wcześniej nabyła tracker laserowy Leica Absolute Tracker AT901. Tracker zapewniał wymaganą dokładność do pracy w jaskini, jednak nie był wystarczająco trwały i mobilny, aby wyjść na przeciw najnowszym wyzwaniom, przed którymi stanęło austriackie przedsiębiorstwo. Dlatego Ralf Laufer, Dyrektor Działu Metrologicznego, postanowił rozszerzyć zestaw narzędzi pomiarowych swojego działu o tracker Leica Absolute Tracker AT960 wraz z sondą Leica T-Probe i skanerem Leica T-Scan 5. “System ten sprawił, że pomiary podziemne oraz osiowanie stały się możliwe. Żaden inny system dostępny obecnie na rynku nie zapewnia takiej mobilności i niezawodności przy jednoczesnej dokładności w zakresie mikrometrów” - mówi Ralf Laufer.

Before the reinforcement of its housing is cemented, the turbine spiral is exactly aligned with the Leica T-Probe.
Rysunek 1. Zanim zostanie zacementowane umocnienie jej obudowy, następuje precyzyjne osiowanie turbiny spiralnej za pomocą sondy Leica T-Probe.

Absolute Portability: The laser tracker and its equipment are perfect for applications in a cavern.
Rysunek 2. Absolutna mobilność: Tracker laserowy i jego akcesoria metrologiczne stanowią idealne rozwiązanie do przeprowadzania pomiarów w jaskini.

Wysoka wilgotność, zapylenie, drgania oraz częściowo ograniczona widoczność nie stanowią problemu dla systemu pomiarowego opartego na trackerze AT960. “Dzięki certyfikacji zgodnie z normą IP54, system ten jest nad wyraz niezawodny. Zintegrowana stacja meteo sprawia, że wpływ zmian środowiskowych jest kompensowany, co zapewnia stabilne wyniki pomiarowe. Oprócz tego funkcja poziomowania trackera ma dla nas ogromne znaczenie - np. w przypadku osiowania pionowego spirali względem siebie i względem połączeń typu upstream” - dodaje Laufer.

Biorąc pod uwagę miejsce jakim jest jaskinia, nie da się uniknąć wąskich przestrzeni, trudnego podłoża oraz ograniczonego dostępu do mierzonego obiektu. Jednak kwestie te nie stanowią żadnego problemu dla Ralfa Laufera. “Leica Absolute Tracker, dzięki swojej niezawodności i mobilności, funkcji WiFi oraz ekonomicznemu zasilaniu bateriami, bez problemu jest w stanie sprostać tym wszystkim trudnościom. Firma Hexagon udowodniła, że możliwe jest stosowanie najnowszych technologii w trudnym środowisku” - tłumaczy Laufer.

Oprócz budowy nowej elektrowni zespół odpowiedzialny jest również za wsparcie w zakresie metrologii podczas przeprowadzania konserwacji istniejących elektrowni Illwerke VKW. Niezbędna jest regularna kontrola elektrowni, aby działały w sposób optymalny, “Skanowanie kół łopatkowych naszych turbin pozwala nam wykryć ich zużycie, znaleźć przyczynę i rozwiązać problem” - dodaje Laufer.

“System sprawia, że pomiary przeprowadzane pod ziemią oraz osiowanie stają się możliwe.”

Ralf Laufer

Dyrektor Działu Metrologicznego

Vorarlberger Illwerke AG

Kontrola przeprowadzana jest za pomocą skanera Leica T-Scan. Dokładne i precyzyjne wyniki pomiarowe określają zużycie i naprężenie łopatek. “Generalny przegląd elektrowni jest tak samo ważny jak konserwacja. Pragniemy zwiększyć wydajność naszych elektrowni, a także wdrożyć techniczne udoskonalenia. Dzięki mobilności trackera Leica Absolute Tracker AT960 jesteśmy w stanie przeprowadzić wiele pomiarów z zainstalowanymi komponentami i bez wyłączania elektrowni” - wyjaśnia Ralf Laufer.

Oprócz trackera laserowego Leica Absolute Tracker AT960 ze skanerem Leica T-Scan 5 i sondą Leica T-Probe, firma Vorarlberger Illwerke AG posiada również ramię pomiarowe Absolute Arm ze zintegrowanym skanerem. Ramię stosowane jest w przypadku mniejszych gabarytów pomiarowych i trudno dostępnych przestrzeni - np. do skanowania czarek turbin Peltona.

Ralf Laufer podaje kolejny powód wyboru rozwiązania pomiarowego oferowanego przez firmę Hexagon: “Mój zespół i ja doceniamy możliwość zakupu kompletnego systemu od jednego dostawcy. Pozostajemy w dobrym kontakcie z kierownikiem ds. sprzedaży odpowiedzialnym za kontakt z naszą firmą. Zawsze służy nam konkretną radą i pomocą w kwestii wyboru odpowiedniego rozwiązania pomiarowego odpowiadającego naszym wymaganiom. A przede wszystkim zawsze zapewnia nam wsparcie, nawet po dokonaniu zakupu”.

The Hexagon sales manager advises the measurement team at Vorarlberger Illwerke AG regarding special challenges.
Rysunek 3. Kierownik ds. sprzedaży w firmie Hexagon zawsze służy radą zespołowi metrologicznemu przedsiębiorstwa Vorarlberger Illwerke AG w kwestii specjalnych wyzwań.