2022-10-01  –  2025-09-30

380.307,87 EUR

Technische Universität Berlin - Fakultät Verkehrs- und Maschinensysteme - Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb - Fachgebiet Füge- und Beschichtungstechnik, Berlin, Berlin

03EE5133D

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]

01249161/1  –  EviProd - Datenevidentes thermisches Beschichten hochbeanspruchter Komponenten von Gasturbinen für die alternative Energieproduktion

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

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. Es erfolgt die Modifikation und Weiterentwicklung eines MPE-Spritzbrenners, um einen neuartigen prädiktiv wirkenden datenevidenten Anlagenregelkreis auf Basis einer individuellen Strom-Spannungsanalyse für jeden einzelnen Plasmalichtbogen zu ermöglichen. Auf Basis der KI-basierten Prozessreglung 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, zerstörende Werkstoffprüfung und aus Verschleißtests fusioniert. Zur Technologieintegration wird in 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.