Verbundvorhaben: EviProd - Datenevidentes thermisches Beschichten zur Produktion hochbeanspruchbarer Gasturbinenkomponenten für regenerative Energieträger; Teilvorhaben: Sensorik und Regelung von MPE-DC-Plasmabrennern
Zeitraum
2022-10-01 – 2025-09-30
Bewilligte Summe
280.038,11 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE5133C
Leistungsplansystematik
Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]
Verbundvorhaben
01249161/1 – EviProd - Datenevidentes thermisches Beschichten hochbeanspruchter Komponenten von Gasturbinen für die alternative Energieproduktion
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)
Förderprogramm
Energie
Ziel des Forschungsvorhabens ist die intelligente Steuerung innovativer Produktionsprozesse bzw. -anlagen zur Herstellung verbesserter Wärmedämmschichten auf Turbinenschaufeln für nachhaltige Gasturbinen. Dazu werden industrietypische Einanoden-Einkathoden-Spritzbrenner durch innovative Spritzsysteme auf Basis von Multipaar-Elektroden-Systemen (MPE) substituiert. Die Modifikation und Weiterentwicklung eines MPE-Spritzbrenners erfolgt, um einen neuartigen prädiktiv wirkenden datenevidenten Anlagenregelkreis auf Basis einer individuellen Strom-Spannungsanalyse für jeden einzelnen Plasmalichtbogen zu ermöglichen. Auf Basis der KI-basierten Prozessregelung sollen Düsen- und Elektrodenverschleiß des Brenners automatisch ausgeregelt und dadurch die Prozesssicherheit signifikant erhöht werden. Um optimale Produktionsbedingungen zu gewährleisten, wird eine automatische, individuelle Arbeitspunktanpassung für jede der drei Stromquellen des MPE-Plasmagenerators auf Basis einer aktiven Kennlinienanpassung erreicht. Dazu werden Echtzeitdaten mit zeitlich versetzt bereitstehenden Analysedaten aus der Werkstoffcharakterisierung, Metallografie, der zerstörenden Werkstoffprüfung und aus Verschleißtests fusioniert. Zur Technologieintegration wird ein industrietypisches Anlagenkonzept realisiert (Erweiterung von Mess-, Steuer- und Regelungsfunktionen) und mit Hilfe komplex geformter Funktionsmuster (Turbinenschaufeln mit MCrAlY-Haftgrund und YSZ-Funktionsschicht) erprobt. Das neuartige Funktionsprinzip kann zukünftig sowohl in bestehende Industrieanlagen mit verschiedenen MPE-Plasmageneratoren als auch in Neuanlagen implementiert werden.