Steuerung Spezielle Steuerungsanlage sichert Diesel, Dampf und Strom in der Wüste

Autor / Redakteur: Ingo Großmann / Dr. Jörg Kempf

Die saudi-arabische Raffinerie Rabigh II produziert Öl und erzeugt als Power Station mithilfe von Dampfturbinen Strom für das staatliche Energieversorgungsunternehmen SEC Saudi Electricity Company. Reibungslose und unterbrechungsfreie Prozesse sind hier von größter Bedeutung. Entsprechend wichtig ist auch, dass nach einer Netzstörung das Kraftwerk schnell wieder anläuft. Dafür sorgt eine spezielle Steuerungsanlage von Eaton.

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Sicherheit im Wüstensand: Die Schutzart IP55 zum Schutz gegen Staubablagerungen war eine wesentliche Bedingung für das Schaltanlagensystem.
Sicherheit im Wüstensand: Die Schutzart IP55 zum Schutz gegen Staubablagerungen war eine wesentliche Bedingung für das Schaltanlagensystem.
(Bild: © Alexmar - Fotolia; Eaton; Kempf/PROCESS; [M]Tscherwitschke)

Fällt der Strom in einer Raffinerie der Größenordnung von Rabigh II aus, ist dies mit sehr hohen Kosten für den Betreiber verbunden. Nach einem Stromausfall geht es folglich darum, das Kraftwerk möglichst schnell wieder in Betrieb zu nehmen. Diese Aufgabe übernehmen drei Schwarzstart-Dieselaggregate. Bei einem Ausfall der Netzversorgung treiben diese Notstromaggregate die Hilfsantriebe an, über welche die Dampfturbinen hochgefahren werden. Zum Hochfahren benötigt die Anlage zwei betriebsbereite Aggregate mit je 5 MW Leistung. Das dritte Aggregat dient der Redundanz. Ist die gesamte Anlage nach ungefähr einem halben Tag wieder komplett angelaufen, wird vom Schwarzstart-Betrieb zurück auf Normalbetrieb umgeschaltet.

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Im Rahmen eines Erweiterungsprojekts der Rabigh II Raffinerie und des angeschlossenen Dampfturbinenkraftwerk erhielt Hanseatic Power Solutions, mit Sitz in Norderstedt bei Hamburg und Spezialist für Steuerungsanlagen in den Bereichen Energieerzeugung und Energieverteilung, den Auftrag für die Steuerungstechnik der Schwarzstart-Aggregate.

Die Herausforderung bestand darin, eine kosteneffiziente und sichere Umsetzung mit höchster Verfügbarkeit zu realisieren, die den Bedingungen am Standort gerecht wird. Denn die direkt am Roten Meer in der Wüste gelegene Raffinerie ist weitestgehend von Sand umgeben. Entsprechend wurde vom Auftraggeber die Schutzart IP55, die den Schutz gegen Staubablagerungen in schädigender Menge im Innern sowie vollständigen Berührungsschutz gewährleistet, vorgeschrieben. Für HPS war es zudem wichtig, die erforderlichen Steuerungsschränke für die Notstromaggregate selber bauen zu können, um so die gesamte eigene Wertschöpfungskette zu erfüllen.

Für den asiatischen Generalunternehmer, der die Erweiterung der Raffinerie verantwortete, war es das erste arabische Projekt. Dementsprechend hoch gestaltete sich der Druck auf alle weiteren an der Raffinerieerweiterung beteiligten Unternehmen in Bezug auf Qualität und Lieferfristen. HPS setzte im Rahmen seines Lieferumfangs auf international bewährte Partner wie Eaton. „Mit den Lösungen von Eaton greifen wir auf Produkte zurück, die global be- und anerkannt sind. Damit konnten wir auch bei diesem Projekt überzeugen“, so Bernd Mähnss, Geschäftsführer von HPS.

Standby-Lösung mit xEnergy

Die drei Schwarzstart-Notstromaggregate stehen in einem so genannten Power House und sind über jeweils eine individuelle Steuerungseinheit mit der Mittelspannungsanlage verbunden. Zur Ansteuerung der Hilfsantriebe – je Aggregat rund 20 Motoren für diverse Pumpen und Lüfter – kommt jeweils ein Motor Control Center (MCC) zum Einsatz. Hier entschied sich HPS für Eatons xEnergy in Schutzart IP55. Da HPS als „xEnergy Partner“ über die Lizenz verfügt, das Schaltanlagensystem selbst bauen zu dürfen, erfüllte das System die Anforderung des Unternehmens hinsichtlich der Maximierung der internen Wertschöpfung.

Das flexible Schaltanlagensystem steht in verschiedenen Ausführungen zur Verfügung: Festeinbau-, Steckeinsatz- oder Volleinschubtechnik. Um die Anforderung an höchste Verfügbarkeit im Falle einer Netzunterbrechung zu gewährleisten, setzt HPS auf die Ausführung in Volleinschubtechnik.

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Die MCC-Lösung ist so ausgelegt, dass das System für jede Leistungsstufe über einen entsprechenden Reserveeinschub verfügt. Bei einem Defekt eines Einschubes kann der Servicetechniker diesen ohne jegliche Spezialwerkzeuge herausziehen und durch den Reserveeinschub ersetzen. Dies bedeutet wesentliche Vorteile: Der Austausch nimmt nur wenige Sekunden in Anspruch, sodass der Hilfsantrieb sofort wieder betriebsbereit ist; der defekte Hilfsantriebseinschub kann umgehend repariert werden, und es muss nicht die gesamte Anlage, sondern nur der Antrieb selbst abgeschaltet werden.

Dieser Faktor leistet zudem einen wichtigen Beitrag zur Steigerung der Kosteneffizienz. „Entsprechend den gestellten Anforderungen passte das xEnergy-System mit seiner guten Funktionalität, einfachen Handhabung und Modernität ideal in dieses Projekt hinein“, betont Mähnss. „Dies war das erste Volleinschubprojekt mit xEnergy, und wir haben gemeinsam mit Eaton eine Lösung entwickelt, die uns erfolgreich zum Ziel geführt hat.“

Um die Anforderungen an Verfügbarkeit und Sicherheit auch im Inneren der Schaltanlage zu berücksichtigen, kamen bewährte Leistungs- und Motorschutzschalter sowie Schütze von Eaton zum Einsatz. Verwendet wurden 400 A NZM Leistungsschalter, DIL Schütze, Motorschutzschalter PKZ sowie PKE mit elektronischem Überlastschutz. Der PKE bot HPS als Weitbereichsauslöser eine hohe Flexibilität, da man im Vorfeld nicht wusste, welche Leistung die Antriebe vor Ort tatsächlich haben würden, und der weite Einstellbereich eine große Bandbreite abdeckt.

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Im Fall der Fälle läuft’s

Nach rund neun Monaten hatte HPS das Projekt erfolgreich und fristgerecht abgewickelt. „Die Anlage ist in Betrieb genommen, vom Kunden abgenommen und heute einsatzbereit“, freut sich Mähnss. „In Zusammenarbeit mit dem Generalunternehmer, der ein sehr gutes Management bewiesen hat, haben wir unsere Aufgaben mit xEnergy ideal umsetzen können und freuen uns über den reibungslosen Prozess und unseren erfolgreichen Beitrag zu diesem internationalen Projekt.“

Die Raffinerie Rabigh II verfügt dank HPS und Eaton über eine sichere und hoch verfügbare Ansteuerung der Notstromaggregate, die im Fall der Fälle zur Stelle ist, um die Dampfturbinen des Kraftwerks wieder hochzufahren.

„Wir haben eine Lösung entwickelt, die vollständig den gestellten und auch unseren eigenen Anforderungen entspricht“, resümiert Mähnss. „Wir greifen auf Eaton zurück, um unseren Kunden Sicherheit zu gewährleisten. Die Produkte haben sich einfach immer bewährt. xEnergy ist für uns eine besonders gute Lösung, da uns das vielseitige System ermöglicht, die weiteren Einbauten selbst vornehmen und flexibel an die Kundenanforderungen anpassen zu können. Auch in Zukunft werden wir auf die Technik von Eaton vertrauen und gemeinsam noch viele Projekte in Deutschland und auf internationaler Ebene umsetzen.“

* Der Autor ist regionaler Vertriebsleiter Region Nord im Bereich Industrie & Automatisierung bei Eaton, Bonn.

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