SÜDTIROLER RECHENREINIGUNGS-TECHNIK ALS GARANT FÜR BETRIEBSSICHERHEIT

Autor: Roland Gruber , 02.09.2016

In einem präzisen Uhrwerk greifen selbst die kleinsten Zahnräder perfekt ineinander – nur so kann eine zuverlässige Zeitanzeige über Jahrzehnte hinweg gewährleistet werden.

Selbiges gilt auch für grobmechanische Systeme wie etwa Wasserkraftwerke und ihre Zahnräder – die Anlagenkomponenten. Rechenreinigungsmaschinen (RRM) spielen hierbei eine ganz besondere Rolle, denn sie stehen im Prozess der Energieerzeugung in Pole-Position. Damit der Einlaufbereich eines Kraftwerks nicht zum Flaschenhals wird, beraten Unternehmen wie die Südtiroler Gufler Metall KG seit Jahren Kraftwerksbetreiber über den richtigen Einsatz von RRM. Dabei sind neben der Wahl des richtigen Typs auch die Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit einer RRM zu beachten.

Schon in der Zeit der mechanischen Wasserkraft und Wasserräder spielte die Reinigung des Einflussbereichs eine wichtige Rolle. Wasserräder konnten aber Laub und kleines Geschwemmsel relativ problemlos schlucken und weitertransportieren. Maßnahmen bezogen sich damals also meist auf das Fernhalten von grobem Geschwemmsel vom Zulauf – was relativ unproblematisch ohne den Einsatz von Treibgutrechen möglich war. Das ganze änderte sich aber, als im 19. Jahrhundert die ersten Turbinen für die Wasserkraft entwickelt wurden. Turbinen verarbeiten viel größere Wassermengen, und auch die durchströmten Querschnitte sind um einiges enger als bei Wasserrädern. Sie sind daher wesentlich em­pfindlicher gegen Schwemmzeug (W.Radhuber, Rechenreinigung: Anfänge – Gegenwart – Ausblicke, Institut für Thermodynamik und Energiewandlung Wien 2008).

Treibgutrechen als Schutzbarriere
Für das Auffangen von Schwemmgut in Turbinenkraftwerken kamen fortan Treibgutrechen im Einlaufbereich zum Einsatz. Ein Treibgutrechen besteht bekannter Weise aus einer Vielzahl parallel meist vertikal zur Gewässersohle angeordneter Metallstäbe. Je nach Schwemmgut unterscheidet sich dabei die Spaltweite. Die vertikale Anordnung begründete sich damals – wie auch heute noch – in der einfacheren Reinigung. Um Stauhöhen- und Fließverluste zu vermeiden, muss aber das im Rechen hängengebliebene Schwemmgut regelmäßig entfernt werden. In der Anfangszeit wurde dieses noch mit der Handharke unter Einsatz von Muskelkraft erledigt. Damit Wasserkraftwerke effizienter betrieben werden können, begann man vor über 100 Jahren mechanische Rechenreinigungssysteme zu entwickeln. Schon damals errechnete man sich einen 2,5 fachen Kostenvorteil der mechanischen gegenüber der händischen Reinigung. Die ersten Lösungen, die entwickelt wurden, waren Ketten-RRM. Sie reinigten die Rechen mittels einer Streichleiste die durch eine endlose Kette angetrieben wurde. Heute werden moderne Ketten-RRM nur mehr bei kleineren Kraftwerken angewendet (W.Radhuber, Rechenreinigung: Anfänge – Gegenwart – Ausblicke, Institut für Thermodynamik und Energiewandlung Wien 2008).

Zahllose Typen heute
Im Laufe der Jahrzehnte wurden immer mehr Typen entwickelt. Zum einen weil sich die Anforderungen durch Innovationen im Kraftwerksbereich – vor allem im Bereich der Turbinentechnik – änderten, und zum anderen weil auch die elektrotechnische Entwicklung immer schneller voranschritt. Doch auch umgekehrt hatten die Rechenreinigungsmaschinen einen großen Einfluss auf die Bauart von Wasserkraftwerken. In der Zeit der händischen Reinigung war man auf eine Rechentiefe bis maximal 6 m und eine Strömungsgeschwindigkeit von maximal 0,7 m/s limitiert1. Die Einführung der RRM machte die Kraftwerke also nicht nur betriebssicherer bei geringeren Kosten, sondern ermöglichte völlig neue Arten von Anlagen.

Teleskop- und Baggerarm-RRM
Eine heute sehr häufig auftretende Rechenreinigungsmaschine ist die voll- oder teilautomatische Teleskop-Rechenreinigungsmaschine. „Die Teleskop-RRM ist robust, flexibel an das Projekt anpassbar und stets zuverlässig im Betrieb“, so Alfred Gufler, Gesellschafter der Firma Gufler Metall KG. Kunden von Gufler Metall können dabei je nach Anforderung zwischen Einfach- und Mehrfach-Teleskopausführung und hydraulische und elektrische Antriebe jeder Art wählen. Auch in der Materialauswahl kann zwischen beschichtetem, verzinktem, rohem oder nichtrostendem Stahl ausgewählt werden. Doch die Teleskop-RRM hat noch weitere Vorteile: „Unsere Teleskoprechenreinigungsmaschinen können auch bei beengten Platzverhältnissen noch sehr gut eingesetzt werden“, so Gufler. Möchte man auf ein fahr- oder drehbares System zurückgreifen, so bieten sich Baggerarm-RRM an. Sie arbeiten nach derselben Funktionsweise wie die Teleskop-RRM.

Spezial-RRM
Fischfreundlichkeit ist nicht erst seit der Einführung der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie ein wichtiges Thema in der Wasserkraft. Vertikale Rechen, so vorteilhaft sie zu reinigen sind, können Fische nur bedingt vor den Turbinen fernhalten. Horizontale Rechen sind in dieser Hinsicht um einiges fischfreundlicher, da sie der meist vertikalen Form der Fische entgegengesetzt sind. Für die Reinigung eines Horizontalrechens mussten aber spezielle RRM entwickelt werden: „Horizontale Rechenreiniger arbeiten nach dem Prinzip eines Kammes der den Rechen entlangfährt. Das Schwemmgut treibt so nach oben und wird weggespült, oder automatisch abgetrieben“, erklärt Alfred Gufler. Horizontale Rechenreinigungsmaschinen arbeiten dabei vollautomatisch und können mit einem Spülschütz kombiniert werden. Die Firma Gufler hat aber noch eine ganz besondere Art von RRM im Angebot: „Ein Tirolerwehr reinigt sich zum größten Teil selbst. Dennoch kann sich mit der Zeit einiges in den Stäben verfangen und hier kommt unsere im Tirolerwehr integrierte RRM zum Einsatz“, so Alfred Gufler. In dieser Spezialversion einer RRM schiebt sich von unten ein hydraulischer Reinigungskamm in die Spalten des Tirolerwehrs und hebt so das Geschwemmsel an, das anschließend von der Strömung fortgetragen wird. „Dieses System eignet sich besonders für den Einsatz in exponierten Lagen im hochalpinen Raum, die nur schwer oder gar nicht zugänglich sind“, erklärt Gufler.

Kompetente Beratung wichtig
Mit der Vielfalt kommt die Qual der Wahl. Die richtige Rechenreinigungsmaschine zu finden bedarf einer umfangreichen Planung und kompetenter Beratung.
Für die Wirtschaftlichkeit sind dabei drei Kriterien besonders maßgebend: Anschaffungspreis, Lebensdauer und Betriebskosten. Wichtig ist aber auch, den Bedarf und die Möglichkeiten genau abzuschätzen. Eine gut funktionierende Rechenreinigungsanlage kann für hohe Betriebssicherheit und sicheren Stromerträgen sorgen, eine unzureichende kann einer Anlage aber sprichwörtlich den Hahn zudrehen.


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Heutzutage häufig anzutreffen sind Teleskop-Reinigungsmaschinen.

Foto: Gufler

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Die Teleskop-RRM ist robust, flexibel und selbst bei geringen Platzverhältnissen einsetzbar.

Foto: Gufler

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Eine Besonderheit im Portfolio der Firma Gufler: Ein Tirolerwehr mit integrierter RRM.

Foto: EUT

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Ein hydraulischer Reinigungskammm fährt bei Bedarf von unten zwischen die Spalten des Tirolerwehrs hindurch.

Foto: EUT