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Sichere Schüttgutförderung mit Energieketten und Sensorik in Schaufelradgerät

Eine Rollen-Energiekette ersetzt eine Kabeltrommel auf 670 m Verfahrweg – Weltrekord eingestellt.

bronzener vector award

Gewinner des bronzenen vector awards 2022: Dieses Schaufelradgerät zur Förderung von Kohle wird im indischen Banawala eingesetzt. Das Absetz- und Rückladegerät (stacker reclaimer) bewegt sich auf 700 m langen Schienen und muss auf dieser Strecke zuverlässig mit Strom versorgt werden. Da die Kabeltrommel zur allerdings vermehrt zu Ausfällen führte und das frei liegende Hochspannungskabel beschädigt wurde, suchte man nach einer wartungsfreundlicheren Alternative. Eine Energiekette zusammen mit Leitungen und überwachender Sensorik erhöhen die Zuverlässigkeit und Sicherheit im laufenden Betrieb deutlich.

Steckbrief

  • Was wurde benötigt: Rollenenergiekette des Typs 5050RHD, chainflex Leitungen, iSense Modul für die Zustandsüberwachung der Energiekette
  • Anforderungen: Die zuvor verwendete Kabeltrommel  war wartungsaufwändig und das frei liegende Hochspannungskabel wurde beschädigt. Die Erhöhung der Leitungsdurchmesser führte zu mehr Gewicht, Durchhängenden Kabeln und hoher Abnutzung bis hin zu Stillständen der Leitungsführung. Daher suchte der Betreiber nach einer wartungsfreundlichen und sicheren Alternative.
  • Branche: Schüttguthandling
  • Erfolg für den Kunden: Der Verbund aus Energiekette, Leitungen und Sensorik führte zu einer erhöhten Anlagenverfügbarkeit, Langlebigkeit und Sicherheit im laufenden Betrieb. Die Kunststoff-Energiekette spart Gewicht, vereinfacht die Leitungsführung und spart dem Betreiber hohen Wartungsaufwand- und Kosten.

Die Rollen-Energiekette zur Leitungsführung dieses Schaufelradgeräts verfährt auf 670 m Strecke – Weltrekord eingestellt.

Problem

Die Talwandi Sabo Power Limited (TSPL) ist ein Kohlekraftwerk im indischen Banawala. Stacker reclaimer werden hier im Schüttguthandling zum Abbauen und Verladen von Kohle genutzt, wobei das Kohlekraftwerk direkt mit der Kohle zur Energieerzeugung genutzt wird. Da es zentral für den durchgängigen Betrieb des Kohlekraftwerks ist, kann man sich einen Ausfall nicht erlauben.
Bei Stacker reclaimern handelt es sich um eine Kombination aus zwei verschiedenen Maschinen wobei der Stacker hier die Kohle zu einer Halde befördert und der Reclaimer sie je nach Bedarf zum Brennkessel des Kraftwerks schickt.
Um beim Abbau flexibel verschiedene Positionen anzufahren, verfährt der gesamte Stacker Reclaimer ständig auf einer riesigen 700 m langen Schienenstrecke. Die bewegliche Leitungsführung der Maschinerei und damit die Stromzufuhr wurde bislang immer über eine Kabeltrommel (Cable Reeling Drum; CRD) gewährleistet. Da sich die Energiezuführung über diverse Einzelkomponenten wie z.B. Motor, Getriebe, Schalter, Schleifring oder Lager zusammensetzt, sind wiederholte Wartungsmaßnahmen für den Betreiber unabdingbar gewesen. Ebenfalls hohe Aufmerksamkeit galt dem dabei frei liegenden Hochlspannungskabel (11kV), dessen Außenmantel durch die in der Anlage beförderte Kohle beschädigt werden konnte. Während der 3-jährigen Einsatzzeit wurden die Leitungsdurchmesser daher erhöht, was zu einem erhöhten Gewicht und zunehmenden Durchhängen der Kabel geführt hat. Der Antrieb der Kabeltrommel wurde dadurch belastet, lief nur noch unzuverlässig und führte zu Spannungsproblemen der Leitungen. Die teilweise starken Beschädigungen der Kabel führten zu einer unzuverlässigen Funktion der Anlage und hohen Wartungskosten.

Lösung

Aufgrund der wiederholten Probleme und vermehrten Stillstände der gesamten Anlage stellte der Betreiber vermehrt Nachforschungen nach einer geeigneten Lösung an. Im Frühjahr 2019 wurde schließlich ein Vorhaben zur Überholung des Leitungsführungssystems zwischen dem Betreiber und einem igus Projektteam gestartet. Ein über mehrere Monate andauernder enger Kontakt umfasste den gesamten Prozess vom Projektdesign bis zur finalen Installation der neuen Leitungsführung. Kern der neuen Lösung ist eine riesige Energiekette mit einem Verfahrweg von 670 m. Damit wurde der aktuelle Weltrekord eingestellt, denn sie ist die zweite Kunststoff-Energiekette weltweit mit dieser Verfahrlänge.
Da eine solche Lösung der Superlative natürlich auch Unsicherheiten mit sich bringen kann, wurde die vorgeschlagene Kette – eine Rollenenergiekette E4/4 des Typs 5050RHD – in Form eines Musters vorab ausgiebig in unserem hauseigenen Labor getestet.
Die Leitungen werden sicher im Inneren der Kette geführt und sind vor äußeren Einflüssen besser geschützt. Auch unsere für bewegte Anwendungen ausgelegten und in Zusammenhang mit unseren Energieketten konzipierten chainflex Leitungen wurden in der neuen Leitungsführung verwendet. Um bei diesen Dimensionen zusätzliche Planungssicherheit zu ermöglichen, wird die gesamte Leitungsführung durch smart plastics, also intelligente Sensorik in Kombination mit Energieketten, ergänzt.
Sogenannte iSense Module sorgen für eine kontinuierliche Zustandsüberwachung, indem Sensoren entlang der Kette die herrschenden Zug- und Schubkräfte messen. Diese Daten werden über ein Modul im Schaltschrank ausgewertet und können bei Überschreitung eines Grenzwerts Aktionen ausführen wie etwa die Abschaltung des Systems. Beschädigungen der Leitungsführung können so verhindert werden, bevor sie entstehen.
Insgesamt ist durch das Zusammenspiel aus Energiekette, Leitungen und Sensorik eine Lösung entstanden, die einen großen Sprung nach vorne bei der Anlagenverfügbarkeit, der Langlebigkeit sowie der Sicherheit im laufenden Betrieb machen konnte. Die Kunststoff-Energiekette spart Gewicht, vereinfacht die Leitungsführung und spart dem Betreiber hohen Wartungsaufwand- und Kosten.


„Seitdem wir glücklicherweise auf Energieketten als Leitungsführungen gestoßen sind, sind die Probleme der Kabeltrommel Geschichte. Mit der Energiekette für lange Verfahrwege konnte die Bewegungsgeschwindigkeit des Stacker/Reclaimer und damit die Produktivität deutlich erhöht werden."

Satyam Badala, Talwandi Sabo Power Limited

Energieketten
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