Damit die Flamme nie erlischt Zuverlässiger, effizienter und sauberer: Dr. Ghenadie Bulat optimiert Verbrennungssysteme von kleinen Siemens-Gasturbinen Gasturbinen von Siemens gehören zu den effizientesten der Welt. Sie werden ständig weiterentwickelt, um zum Beispiel ihren Wirkungsgrad stetig zu erhöhen. Dazu leistet Dr. Ghenadie Bulat (35) mit seinen Erfindungen einen wichtigen Beitrag: Seit 2010 ist das von Bulat optimierte System zur Verbrennungssteuerung Standard in den SiemensGasturbinen SGT-100, -200, -300 und -400, die zu den sogenannten Industriegasturbinen mit einer Leistung von bis zu 15 Megawatt gehören. Außerdem werden immer mehr ältere Gasturbinen dieses Typs nachgerüstet. Das ist Innovationskraft, die sich auszahlt. Bulat arbeitet bei Siemens Power and Gas in Lincoln, Großbritannien. Dr. Ghenadie Bulat – Erfinder des Jahres 2015 Verbrennungsspezialist bei Power and Gas, Lincoln, Großbritannien 01 Dr. Ghenadie Bulat – Erfinder des Jahres 2015 »Nur wenn der Brenner einwandfrei funktioniert, können Strom und Wärme zuverlässig erzeugt werden.« Ghenadie Bulats Augen glänzen, wenn er von Feuer spricht. »Ich halte die Fähigkeit, Feuer zu kontrollieren, für die wichtigste Erfindung der Menschheit«, sagt der 35-jährige Ingenieur für Verbrennungssysteme von Gasturbinen. Egal ob im Garten am Grill oder im Testzentrum von Siemens Power and Gas in Lincoln, Großbritannien: Bulat liebt das Spiel mit den Flammen. Deswegen war es für ihn auch mehr als nur eine Aufgabe, die Steuerung der Gasverbrennung in den kleinen Gasturbinen von Siemens zu verbessern. Man kann durchaus von Leidenschaft sprechen: »Damit begonnen habe ich vor zehn Jahren als junger Ingenieur, der kaum Berufserfahrung hatte«, erzählt Bulat. Am Siemens-Standort Lincoln sind sowohl Forschung und Entwicklung als auch das Testen und der Service für die Siemens-Gasturbinen SGT-100 bis -400 beheimatet. »Das ermöglicht mir, auch die Erfahrung von Kollegen in meiner Arbeit zu berücksichtigen, beispielsweise welche Probleme bei der Wartung eines Turbinentyps häufig auftreten«, sagt Bulat. Die kleineren Turbinen werden zu etwa 70 Prozent zur Stromerzeugung in der Öl- und Gasförderung und -verarbeitung sowie zu etwa 30 Prozent zur Strom- und Wärmeerzeugung in kleineren Industrieanlagen und großen öffentlichen Gebäudekomplexen wie Universitäten oder Krankenhäusern eingesetzt. Mit bis zu 40 Jahren sind sie lange im Einsatz. Die Steuerung der Gasverbrennung, einer der wichtigsten Parameter zur Optimierung und Erhöhung der Zuverlässigkeit einer Gasturbine, muss immer wieder angepasst werden. Wie wichtig die zuverlässige Versorgung mit Strom und Wärme ist, davon kann sich der Erfinder immer wieder selbst ein Bild machen. So überzeugte er sich persönlich davon, dass die Siemens-Gasturbine SGT-300, die die Universität von New Hampshire, USA, mit Strom und Wärme versorgt, dank der Nachrüstung mit seiner Erfindung ohne Ausfälle läuft, auch in Ausnahmesituationen: »Während des großen Stromausfalls, den der Hurrikan Katrina verursachte, konnten mehr als 10.000 Studenten in ihren Unterkünften auf dem Campus bleiben, wo es warm und hell war«, erzählt Bulat. Ein anderes Beispiel sind die beiden SGT-400-Turbinen eines Kraftwerks in Boston, USA. Es versorgt fünf Krankenhäuser mit insgesamt 2.000 Betten für jährlich 100.000 Patienten sowie die medizinischen Institute der Universität Harvard mit Strom, Dampf und gekühltem Wasser. Die Turbinen waren dort bereits mehr als zehn Jahre im Einsatz. Sie wurden mit dem neuen Steuerungssystem für die Verbrennung ausgestattet und laufen seitdem ohne Reparaturstops. »Wenn sich die Qualität des Gases ändert, mussten früher sehr viele Einstellungen in der Verbrennungskammer von Hand geändert werden«, erklärt Bulat. Bereits vor rund zehn Jahren begann er, Algorithmen zu entwickeln, die diese Einstellungen automatisch vornehmen können, indem sie Sensordaten zu Temperatur und Druck analysieren. Erstmals getestet wurden seine Algorithmen 2006 in einer SGT-200. »Es funktionierte sehr gut: Die Turbine hatte noch weniger Ausfälle, arbeitete effizienter, und die Emissionen wurden reduziert«, erinnert sich Bulat. Doch damit gab er sich nicht zufrieden: Er verbesserte das Steuerungssystem für die Verbrennungskammer immer weiter. So entwickelte er beispielsweise eine noch weiter optimierte Steuerung des Brenners. »Wenn die Flamme erlischt, steht die ganze Turbine still«, erklärt der Erfinder. Um diesen »Worst Case« zu vermeiden, muss die Flamme mithilfe von Sensordaten genau überwacht werden, und die Gaszufuhr muss näher an die Flamme gebracht werden, wenn diese auszugehen droht. Allerdings darf sich die Brennkammer nicht überhitzen, was ebenfalls zu einem Ausfall führen würde. Besonders stolz ist Bulat darauf, dass Siemens-Gasturbinen dank seiner Verbrennungssteuerung sehr flexibel eingesetzt werden können: Die SGT-300 an der Universität von New Hampshire funktioniert nicht nur mit Erdgas, sondern auch mit Dieselkraftstoff oder sogar Deponiegas, ohne dass sie neu eingestellt werden muss. Der junge Ingenieur hat bereits 47 Erfindungen gemeldet, von denen 15 in Einzelpatenten – in 19 Schutzrechtsfamilien – geschützt sind. »Ich bin erst zufrieden, wenn meine Idee auch im Produkt verwendet wird«, erklärt er. Neue Ideen diskutiert er am liebsten mit seinen Kollegen und verbessert sie im Lauf dieses Austausches immer weiter. Bulat ist in Moldawien geboren, hat dort an der Technischen Universität studiert und ist nach einer ersten beruflichen Station in der Schweiz 2003 für seine Tätigkeit bei Siemens nach Lincoln gezogen. Während er bereits bei Siemens arbeitete, hat er am Imperial College in London zum Thema Verbrennung promoviert. »Meine Hobbys kann ich zurzeit nicht pflegen, denn ich bin stolzer Vater von zwei kleinen Kindern«, sagt er. Aber für ein hübsches Feuer auf dem Grill reicht die Zeit immer. SIEMENS.COM/INNOVATION 02
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