Leica Absolute Tracker AT901 garanterar effektivitet hos vattenkraftverk

Vorarlberger Illwerke driver tio vattenkraftverk i Montafon-dalen i Österrikiska Vorarlberg och producerar värdefull toppbelastnings- och regleringsenergi. Företaget undersöker regelbundet hur effektiva deras turbiner är så att vattenkraften kan omvandlas till elektricitet så effektivt som möjligt. Basdatan för de här undersökningarna skapas med hjälp av ett Laser Tracker-system från Leica Geosystems.

Den som kör Silvretta-vägen genom alperna vet att det behövs välluftade bromsar. Stigningar på upp till 14%, den ena hårnålskurvan efter den andra och utsikt över fantastiska alplandskap är karakteristiska egenskaper längs den här 25 km långa, privata bergsvägen. Vägen ägs av Vorarlberger Illwerke AG, en del av Illwerke vkw, den största elleverantören i Vorarlberg. Företaget byggde sådana här vägar på 1920-talet för att skapa framkomlighet vid konstruktionen av vattenkraftverk och vattenmagasin långt upp i bergen.

Mätteknik för att mäta stora dimensioner

Vattenkraft är en viktig del i den framtida energiförsörjningen i Vorarlberg. Vorarlberger Illwerke har en ledande roll i detta. Företaget har nya kraftstationer som redan är på gång och strävar också efter att effektivisera sina existerande anläggningar. Vorarlberger Illwerke förlitar sig på mycket tillförlitlig mätteknik från Hexagon Metrology för att uppnå detta mål.

Ralf Laufer ingår i ett övervakningsteam med 13 personer som har sin bas på konstruktionsavdelningen hos Vorarlberger Illwerkes anläggning i Schruns. Ett av Laufers huvudsakliga arbetsfält är industriell mätteknik. Hans favoritinstrument är en Leica Absolute Tracker AT901. När den används med den bärbara Leica T-Proben och Leica T-Scan laserscannern bildar den en portabel koordinatmätmaskin (CMM) som passar extra bra till mätning av stora objekt. Systemet kan manövreras av en person tack vare den optiska ”PowerLock”-teknologin. Den här teknologin flyttar automatiskt laserstrålen, basen i det här mätsystemet, mot användaren.

Undvika effektförluster

Innan nya turbiner tas i drift är det Ralf Laufers uppgift att fånga tubinrotorns exakta form för senare undersökningar. Han använder Leica T-Scan och digitaliserar hela turbinrotorn för att säkerställa att dess skick kan kontrolleras exakt vid framtida kontroller. En typisk turbinrotor till en Pelton turbin, som de som används av Vorarlberger Illwerke, väger 10 ton, har en diameter på över 2 m och mer än 20 blad. Den drivs av vatten som träffar den med hög hastighet – det krävs mer än 25 000 liter vatten i sekunden för att flytta en Pelton turbinrotor av den här storleken. Efter ett års drift ger en ny scanning information om hur turbinrotorn har deformerats och var det kan tänkas finnas effektförluster. “Vårt mål är att upptäcka skada och slitage och att förhindra defekter,” säger Ralf Laufer.

När ett vattenkraftverk kontrolleras är även Ralf Laufer med för att digitalisera turbinrotorer som använts under många årtionden. Man kan även dra slutsatser om alla turbinrotorer av samma modell utifrån mätresultatet. “Om det finns slitage hos en av dem så är risken mycket stor att andra också är drabbade,” säger Ralf Laufer. Det är därför mycket viktigt för maskiningenjörerna hos elproducenten att informationen från mätteknikerna analyseras.

Undersöka känsliga delar

En turbinrotors känsliga delar kräver extra uppmärksamhet, t.ex. utmatningsöppningarna på “skopornas” ytterkant. Här kan virvelrörelser inträffa vilket reducerar turbineffekt och snabbar på slitage. Den optiska formen på själva turbinbladet är också viktig. Andra undersökningsområden är: Är alla blad identiska? Träffar vattnet bladet på det ställe där det är mest effektivt? Mätningarna som produceras när Leica Absolute Tracker och Leica T-Scan används gör den här analysen mycket enklare.

Varje dag räknas

“När en existerande kraftstation kontrolleras är det vår uppgift att säkerställa att de demonterade turbinerna sätts tillbaka exakt så som de satt från början. Vi skapar ett nätverk av referenspunkter, kontrollerar följsamheten hos maskinaxlarna och om flänsplatta och monteringsöppningar är i linje med varandra,” säger Ralf Laufer. För att göra detta använder han Leica T-Probe som kan fånga upp de mest svårtillgängliga punkter utan fri sikt till Laser Trackern. De geografiska förutsättningarna, alltså de industriella kontrollteknikerna, är mycket viktiga för de här kontrollerna. Ibland måste Vorarlberger Illwerke använda tungt lyftande helikoptrar för att transportera turbiner och maskindelar i den här storleken till den aktuella platsen där de används, högt uppe i bergen. Den här sortens transport är riskfylld och dyr – om det behövs mer än ett försök kan budgetar och leveranstider dras över mycket snabbt. Ralf Laufer: “Varje dag räknas i energiproduktionen.” Leica Absolute Tracker AT901 följer med vid helikopterfrakten och levererar bevis på att den inte påverkas av besvärliga situationer som hög luftfuktighet och temperaturer nära fryspunkten.

“Tracker-systemet är perfekt för oss,” sammanfattar Laufer. “Växlingen mellan scanning och probing på samma detalj fungerar alldeles utmärkt. Leica T-Probe har ingen motsvarighet. Vi har använt instrument från Leica Geosystem under många år och vi uppskattar deras tillförlitlighet. Samma sak gäller också den snabba service vi får från Hexagon Metrology Österrike.