Tools


Siemens Worldwide

Pictures of the Future

Contact

Kontakt

sts.components.contact.mr.placeholder Sebastian Webel
Herr Sebastian Webel

Chefredakteur

Tel: +49 89 636-32221

Fax: +49 89 636-35292

Werner-von-Siemens-Straße 1
80333


sts.components.contact.mr.placeholder Arthur F. Pease
Herr Arthur F. Pease

Executive Editor English Edition

Tel: +49 89 636-48824

Fax: +49 89 636-35292

Otto-Hahn-Ring 6
81739 München

Pictures of the Future
Das Magazin für Forschung und Innovation
 

Innovationen: Erfinder des Jahres 2016 – Dr. Hans-Gerd Brummel

Pionier der Ferndiagnose für Gasturbinen

Mit 69 EInzelpatenten kann Dr. Hans-Gerd Brummel von Siemens Power Generation Services, Berlin, auf eine sehr erfolgreiche Erfinderlaufbahn verweisen. Für sein Lebenswerk wurde er mit dem Titel Erfinder des Jahres 2016 ausgezeichnet.

Wer in der Innovation an die Spitze will, darf sich nicht mit dem Standard zufrieden geben. Diese Einstellung hat Hans-Gerd Brummel den Titel Erfinder des Jahres 2016 in der Kategorie Lebenswerk gebracht. Viele Technologien zur Optimierung des Betriebs von Gasturbinen gehen auf sein Konto. So ist er einer der Väter der Fernüberwachung und -diagnose für große Gasturbinen und hat jüngst ein selbst lernendes System für die Brennereinstellung entwickelt.

Wenn Brummel über das Gelände des Gasturbinenwerks in Berlin-Moabit geht, wird er von allen Seiten gegrüßt. Der Erfinder ist hier bekannt. Kein Wunder, ist doch das Werk seit mehr als zehn Jahren seine berufliche Heimat. In der denkmalgeschützten Peter-Behrens-Halle werden die Läufer für einige der technologisch anspruchsvollsten Gasturbinen der Welt zusammengesetzt, beispielsweise für das Flaggschiff SGT5–8000H. Von Berlin aus gehen die Turbinen in die ganze Welt, um zuverlässig und effizient Strom zu erzeugen. Und Brummel kann mit Fug und Recht behaupten, aktiv dazu beigetragen zu haben.

„Wenn große Kraftwerksgasturbinen ausfallen, kostet das schnell bis zu 100.000 Euro am Tag", erklärt Brummel. Der Spezialist für innovative Messtechniken und Monitoring-Systeme bei der Division Power Generation Services entwickelt neue Methoden von Grund auf. Dafür arbeitet er eng mit anderen Fachleuten zusammen, sehr häufig mit den Kollegen von Siemens Corporate Technology – „da ist Siemens in puncto Vorfeldforschung ja exzellent aufgestellt." Die Ideen für neue Verfahren ergeben sich für ihn meist im Austausch mit den Kollegen: „Wir reden über Probleme und Schwachstellen, und irgendwann ist die Eingebung da, und es ist auch nicht mehr so wichtig, wer den ersten Geistesblitz hatte, denn wir arbeiten wegen der Komplexität der Aufgabenstellungen in der Regel in hoch motivierten Teams."

Meistens wurden Entwicklungen aufgrund eigener Ideen gestartet, gerade, wenn zuvor keine geeignete Messtechnik existierte. Eine seiner wichtigsten Entwicklungen kam allerdings als Anregung aus dem Management: Um den Service für Gasturbinen auf eine neue Stufe zu stellen, wünschte man sich eine Methode für die Ferndiagnose zur Risikominimierung. Brummel entwickelte  eine Infrastruktur  in enger Zusammenarbeit mit einem neuen Kraftwerk, die mithilfe einer Diagnoseplattform vor Ort mit Datenfernübertragung an ein Spezialistenzentrum das Innere der Turbine überwacht. „Den Durchbruch erzielten wir, als wir in unserem neuen Überwachungszentrum in Orlando einen Schaden in einer Tausende von Kilometern entfernten Gasturbine diagnostizierten“, erinnert sich der Erfinder. Der Betreiber des Kraftwerks wollte der schlechten Nachricht zunächst nicht glauben. Die Maschine lief auf Kundenwunsch tatsächlich noch weiter, jedoch nun unter stetiger Beobachtung durch das Diagnosezentrum. Sobald die Daten auf eine weitere Verschlechterung hinwiesen, wurde der Kraftwerksblock gemäß der vorher vereinbarten Anweisung aus dem Center abgefahren. Die nachfolgende Inspektion der Gasturbine zeigte mehrere große Risse im Übergangsstück Brenner – Turbine, die wenig später zum kompletten Ausfall der Turbine und zu noch größeren Schäden hätte führen können. Eines der beschädigten, mehrere Kilogramm schweren Metallstücke hat Brummel bis heute aufbewahrt. Aus diesen Anfangserfolgen zu Beginn des Jahrtausends entwickelte sich dann sehr schnell die standardmäßige Fernüberwachung und -diagnose, an die heute über 700 Siemens-Kraftwerksgasturbinen weltweit angeschlossen sind und die ein wichtiges Element im Servicegeschäft darstellt.

„Das selbst lernende System hat ein Elefantengedächtnis und merkt sich alle verfügbaren Daten aus dem Betrieb einer Gasturbine."

Mit einer seiner jüngeren Erfindungen hat Brummel ein Verfahren vorangetrieben, das Schäden in der Gasturbine erst gar nicht entstehen lässt: Zusammen mit Corporate Technology hat er ein selbst lernendes, intelligentes System entwickelt und zum Einsatz gebracht. „Das System hat ein Elefantengedächtnis, merkt sich jede Abweichung vom bestmöglichen Betrieb und gewinnt zudem ständig an Erfahrung dazu“, erklärt Brummel. Daran gekoppelt ist eine Steuerung, die die komplexe, vielstufige Verbrennung durch Regelung der einzelnen Brennstoffströme kontinuierlich optimiert. „Zuvor hat dies ein angereister Verbrennungsspezialist alle paar Monate justiert, das war natürlich zu unflexibel für die vielen, auch saisonalen Betriebsschwankungen."

Hintergrund der neuen Entwicklung ist die schwierige Balance, im jeweiligen Lastpunkt eine Gasturbine effizient zu betreiben, aber gleichzeitig möglichst wenig Schadstoffe in die Umgebung zu emittieren. Treibt man jedoch die Schadstoffminderung auch nur etwas zu weit, treten möglicherweise hochenergetische Verbrennungsschwingungen auf, die sich auf die Wände der Brennkammern übertragen und zu Schäden führen können. Diese gegenläufigen Effekte mit vielen Einflussparametern lassen sich vorteilhaft über mathematische Optimierungsansätze wie Künstliche Intelligenz und selbst lernende Methoden in den Griff bekommen. Das war der eigentliche Gedankenansatz der Erfindung.

Viele seiner 58 Erfindungsmeldungen drehen sich um selbst lernende Systeme sowie um Diagnose- und Inspektionsverfahren, aber auch um neue Sensorentwicklungen. Wie erfolgreich Brummel in seiner Erfinderlaufbahn ist, zeigen seine 69 Einzelpatente, die in 48 Schutzrechtsfamilien angesiedelt sind.

Katrin Nikolaus