NEWS – December 2022

NEUIGKEITEN in Deutsch: Die innovativen Packungs-Lösungen POWERPACK der Firma Garlock: Der Problemlöser in Molten Salt Anwendungen von Solarkraftwerken.

Garlock’s innovative POWERPACK packing solutions: The problem solver in Molten Salt applications of solar power plants.

For operators of solar power plants, leakages and failures, as well as particularly short service lives of stuffing box packings, especially in the tower, are a frequent concern. Two recent cases studies show that Garlock POWERPACK, as a solution optimally tailored to the requirements, can provide a remedy quickly. .

The supply of renewable energies, such as solar energy, is becoming more important every year as “green” energies play an increasingly important role in the supply of electricity and heat.

Concentrated Solar Power (CSP) plants generate energy by heating a medium with mirrors. The heated medium can store the energy so that the power plant can convert this heat into electricity day and night. Molten salt is often used as the heat transfer medium to make this process efficient, but this presents a sealing challenge. Depending on the system, the working temperature can be in two ranges: the lower temperature is approximately 400 °C and the higher temperature can be as high as 585 °C.

POWERPACK 1220 MS (Molten Salt) is designed for use at lower temperatures in solar power plants up to 450 °C. The packing set combines high temperature resistant Synthepack fibers and a THERMa-PUR^® insulation ring.

POWERPACK 9020 HMS as well as POWERPACK 9021 HMS (Hot Molten Salt) are designed for applications in solar power plants with higher temperatures up to 585°C. The packing design combines cup & cone sets with high performance valve stem packing rings and THERMa-PUR^® insulation rings.

Two case studies from the field show that Garlock POWERPACK meets the high demands of solar power plants and is the solution to the problems faced by operators:

The first case study is a solar power plant of an engineering and technology group with radiation concentrating in the central tower, heliostats and salt receiver technology with a gross production capacity of 150 MW, and a storage capacity of 7.5 production hours. Molten salts are used as the heat transfer fluid (HTF). Any problems with the valves in the HTF piping have a direct impact on the plant’s performance and yield. The original OEM packings in the valves had constant problems with leaks since the plant was commissioned. This required weekly tightening, and replacement of the packings every few weeks. After consulting with Garlock, the customer installed Garlock’s POWERPACK 9021-HMS sets in globe valves and butterfly valves (motorized and manual) in the hot salt melt circuit leading from the tower to the hot salt tank. POWERPACK 1220-MS sets were installed in globe valves and butterfly valves (motorized and controlled) in the circuit of the “cold” molten salt. The customer replaced the competitor packings in all butterfly valves of this plant with POWERPACK sets from Garlock. During 12 months of continuous operation with the POWERPACK sets, there were no more leaks in the molten salt lines, and the “cold” and “hot” circuits no longer had to be shut down due to valve leakage problems.

The second case study involves a valve manufacturer for solar power plants. The customer was experiencing problems with a stuffing box packing. The service life of the packing was very short, especially when used at the top of the tower. In addition, the supplier’s support did not meet the customer’s expectations. Therefore, an alternative packing with a longer service life, and a supplier with better customer support was sought. The customer contacted Garlock to discuss their problems with the expert team. POWERPACK 9020-HMS, 9021-HMS and 1220-MS from Garlock were presented as the best solutions. In addition, FLEXSEAL® spiral wound seals with THERMa-PUR® were offered to withstand extremely high temperatures. After ensuring that all specific requirements could be met, the Garlock solutions were implemented in the application. Currently, after 2 years, the sets are still in use and were set as the standard for the application.

Case studies of this solutions:
Garlock_Case-Study_Powerpack_Solar_EN-EU.pdf
Garlock_Case-Study_Powerpack_Valve_Manufacturer_EN-EU.pdf

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Caption: POWERPACK 1220 MS (Molten Salt), POWERPACK 9020 HMS (Hot Molten Salt), POWERPACK 9021 HMS (Hot Molten Salt)

Image rights: Garlock

Die innovativen Packungs-Lösungen POWERPACK der Firma Garlock: Der Problemlöser in Molten Salt Anwendungen von Solarkraftwerken.

Leckagen und Ausfälle sowie eine besonders kurze Lebensdauer von Stopfbuchspackungen in Solarkraftwerken, insbesondere im Turm, bereiten den Betreibern häufig Sorge. Garlock POWERPACK beweist in zwei Fallstudien, dass es, als optimal auf die Anforderungen zugeschnittene Lösung, schnell Abhilfe schaffen kann.

Die Versorgung mit erneuerbaren Energien, wie z.B. Solarenergie, wird von Jahr zu Jahr wichtiger. Bei der Strom- und Wärmeversorgung spielen „grüne“ Energien eine immer größere Rolle.

Solarkraftwerke (Concentrated Solar Power, CSP) erzeugen Energie, indem sie ein Medium mit Spiegeln aufheizen. Das erhitzte Medium kann die Energie speichern, so dass das Kraftwerk diese Wärme Tag und Nacht in Strom umwandeln kann. Um diesen Prozess effizient zu gestalten, wird häufig Salzschmelze als Wärmeträgermedium verwendet, was jedoch eine Herausforderung für die Abdichtung darstellt. Je nach System kann die Arbeitstemperatur in zwei Bereichen liegen: Die niedrigere Temperatur liegt bei etwa 400 °C und die höhere Temperatur kann bis zu 585 °C betragen. Eine ausgesprochen hohe Temperatur, die in Solarturmanlagen leicht erreicht werden kann.

POWERPACK 1220 MS (Molten Salt) ist für den Einsatz bei niedrigeren Temperaturen in Solarkraftwerken bis zu 450 °C konzipiert. Das Packungsset kombiniert hochtemperaturbeständige Synthepack-Fasern und einem THERMa-PUR^®-Isolationsring. POWERPACK 9020 HMS sowie 9021 HMS (Hot Molten Salt) sind für Anwendungen in Solarkraftwerken mit höheren Temperaturen bis zu 585°C ausgelegt. Die Packungskonstruktion kombiniert Cup & Cone-Sets mit Hochleistungs-Ventilspindelpackungsringen und THERMa-PUR^®– Isolationsringen.

Zwei Fallstudien aus der Praxis zeigen, dass Garlock POWERPACK den hohen Anforderungen von Solarkraftwerken gerecht wird und die Lösung für die Probleme der Betreiber darstellt:

Im ersten Fallbeispiel handelt es sich um ein Solarkraftwerk mit Strahlungsbündelung im zentralen Turm, Heliostaten und Salzreceiver-Technologie mit einer Bruttoproduktionskapazität von 150 MW und einer Speicherkapazität von 7,5 Produktionsstunden eines Ingenieur- und Technologiekonzerns. Salzschmelze wird dort als Wärmeübertragungsflüssigkeit (HTF) verwendet. Jegliche Probleme mit den Armaturen in den HTF-Rohrleitungen haben direkte Auswirkungen auf die Leistung und den Ertrag der Anlage. Die ursprünglichen OEM-Packungen der Armaturen hatten seit der Inbetriebnahme der Anlage ständig Probleme mit Leckagen. Dies erforderte wöchentliches Nachziehen und alle paar Wochen den Austausch der Packungen. Der Kunde wandte sich an Garlock und beschrieb das Problem. Diese untersuchten den Fall und kamen zu dem Schluss, dass Garlock POWERPACK die beste Lösung darstellte. POWERPACK 9021-HMS-Sets wurden in Durchgangs- und Absperrklappen (motorisiert und manuell) im Kreislauf der heißen Salzschmelze installiert, der vom Turm zum Heißsalztank führt. POWERPACK 1220-MS-Sets wurden in Durchgangs- und Absperrklappen (motorisiert und gesteuert) im Kreislauf der „kalten“ Salzschmelze installiert. Der Kunde ersetzte die Mitbewerber Packungen in allen Absperrklappen dieser Anlage durch POWERPACK Sets von Garlock. Während des 12-monatigen Dauerbetriebs gab es keine Leckagen in der Salzschmelze mehr, und die „kalten“ und „heißen“ Kreisläufe mussten nicht mehr aufgrund von Leckageproblemen der Armaturen abgeschaltet werden.

Im zweiten Fallbeispiel handelt es sich um einen Armaturenhersteller für Solarkraftwerke. Den Kunden beschäftigten Probleme mit einer Stopfbuchspackung. Die Lebensdauer der Packung war sehr kurz, insbesondere beim Einsatz im oberen Bereich des Turmes. Hinzu kam, dass der Support des Lieferanten nicht den Erwartungen des Kunden entsprach. Aus diesem Grund wurde eine alternative Packung mit längerer Lebensdauer und ein Lieferant mit besserer Kundenbetreuung gesucht. Der Kunde kontaktierte Garlock, um seine Probleme mit dem Experten-Team zu diskutieren. Als beste Lösungen wurden POWERPACK 9020-HMS, 9021-HMS und 1220-MS von Garlock präsentiert. Außerdem wurden FLEXSEAL® Spiraldichtungen mit THERMa-PUR® angeboten, die extrem hohen Temperaturen standhalten. Nachdem sichergestellt wurde, dass alle speziellen Anforderungen erfüllt werden konnten, wurden die Garlock-Lösungen in die Anwendung implementiert. Aktuell sind die Sätze nach 2 Jahren immer noch im Einsatz und das Design wurde als Standard für die Anwendung festgelegt.

Fallstudien zu diesen Lösungen:
Garlock_Case-Study_Powerpack_Solar_DE.pdf
Garlock_Case-Study_Powerpack_Valve_Manufacturer_DE.pdf 

 Download Pressemitteilung in Deutsch – PDF

Bildunterschrift: POWERPACK 1220 MS (Molten Salt), POWERPACK 9020 HMS (Hot Molten Salt), POWERPACK 9021 HMS (Hot Molten Salt)
Bildrechte: Garlock