Саяно-Шушенская ГЭС: турбины новые, опасность старая. Гэс турбинаЛикбез № 18: Такие разные турбиныЭлектромеханическое оборудований любой ГЭС состоит из турбин, генераторов и трансформаторов. Именно сочетание гидротурбины с гидрогенератором и называют гидроагрегатом (хотя в СМИ иногда так нарекают и одну турбину, и колесо, что неправильно). Главный элемент во всей этой на самом деле не особо сложной конструкции – рабочее колесо гидротурбины, которое и преобразует механическую энергию воды в энергию вращающегося вала. Вал, в свою очередь, вращает гидрогенератор. А уже с него – через трансформаторы и распределительные устройства – электричество поступает в сеть. И по линиям электропередач доходит, в том числе, вплоть до конкретного жилого дома или предприятия. Важным преимуществом гидроэнергетики является высокая маневренность гидроагрегатов – их можно запустить на полную мощность за очень короткое время (буквально полминуты). Тепловые и атомные энергоустановки этим свойством не обладают. При этом по принципу действия все гидротурбины делятся всего на два классе - активные и реактивные. И все. Внутри этих классов типов турбин гораздо больше, но в практике гидростроительства широко используются только четыре: осевые, диагональные и радиально-осевые, которые относятся к реактивным, а также ковшовые активные турбины. Каждый из этих типов подходит под определенные сочетания расходов воды и напоров, уникальных для каждого гидроузла. При выборе турбин для той или иной ГЭС также учитывают необходимость обеспечения высоких КПД в заданном диапазоне напоров и нагрузок, кавитационные показатели и ряд других факторов. Впрочем, диапазоны бывают схожие, поэтому на одних и тех же напорах могут работать турбины разных типов. Например, на низконапорных ГЭС обычно ставят поворотно-лопастные турбины, но на Волховской ГЭС, первенце Плана ГОЭЛРО, уже больше 90 лет работают радиально-осевые. Так уже там сложилось исторически, но менять этот расклад не стали даже в ходе модернизации. Теперь посложнее. Активные турбины используют только кинетическую энергию потока воды, причем сами в воде не находятся. Давление на входе в рабочее колесо и на выходе из него одинаковое, и равно атмосферному. Прообразы таких турбин появились еще в средние века; для создания напора в них используют сопла, с помощью которых и регулируют мощность. Активные турбины еще называют струйными, и этим прилагательным легко объяснить суть их работы – под сильным напором струя воды ударяет в лопатки колеса, тем самым заставляя его вращаться. Такие турбины делятся на ковшовые, наклонно-струйные, кольце-струйные и двойного действия. Самые распространенные, однако, ковшовые, подходящие в основном под напоры более 200 метров (чаще всего 300-500 метров и более) и расходы до 100 кубометров в секунду. Мощность наиболее крупных ковшовых турбин может достигать 200-250 МВт и выше. Как правило, ГЭС с такими турбинами строят по деривационной схеме, так как получить столь значительные напоры при помощи плотины практически невозможно. Наиболее крупная высоконапорная ковшовая турбина установлена на ГЭС Будрон в составе гидроузла Клузон-Диксан в Швейцарии. При напоре более 1869 метров (мировой рекорд!) она развивает мощность 400 МВт. Крупнейшая действующая ГЭС в России с ковшовыми гидроагрегатами - Гизельдонская в Северной Осетии, введенная в эксплуатацию в 1934 году. Но ее мощность всего 22,94 МВт. Также ковшовые турбины планируется установить на строящейся с 1976 году Зарамагской ГЭС-1 в той же Алании. Планируемая мощность ГЭС — 342 МВт, в здании должны быть установлены два гидроагрегата, работающих при напоре 619 метров. Если станцию все же запустят (в планах - 2018 год), ее гидротурбины станут одними из крупнейших турбин этого типа в мире. kislorod.life Классификация гидравлических турбинВ сентябрьском номере газеты «Энерговектор» за 2013 г. мы уже рассматривали основные виды гидроэлектростанций. Сегодня хотелось бы вернуться к этой теме, вспомнить историю развития гидроэнергетики и более подробно остановиться на вопросе эффективности применения различных гидравлических турбин в зависимости от конкретных условий работы - напора, мощности потока, вида плотины. От Древнего Китая до XXI векаС давних времён человечество стремилось продуктивно использовать энергию воды. За несколько веков до начала нашей эры уже существовали водяные мельницы в Китае, Индии, Средней и Малой Азии. На Руси водяные мельницы появились, судя по дошедшим до нас летописям, в XI веке и использовались для помола зерна. Особенно широко водяные колёса стали применяться в качестве промышленных двигателей во времена Петра I в связи с бурным развитием горнорудного дела на Урале. Водяные двигатели использовались для привода кузнечных мехов, поршневых воздуходувов, кузнечных молотов, прокатных станков, водоотливных насосов и других машин.  Сегодня водяные мельницы крутятся в основном для туристов Для дальнейшего развития промышленности потребовалось создать более совершенный водяной двигатель, который был теоретически обоснован и разработан в начале XIX века и впервые назван турбиной. В отличие от примитивного водяного колеса, которое было создано по наитию, гидравлическая турбина оптимизирована для наилучшей передачи валу силы давления, создаваемой потоком на лопастях рабочего колеса. Современные гидравлические турбины по принципу подвода и прохождения потока по рабочему колесу делятся на следующие три основных типа.
По второму способу классификации гидравлических турбин - в зависимости от изменения давления воды - различают реактивные турбины (осевые и радиально-осевые) и импульсные (ковшовые). Большинство гидравлических турбин являются реактивными и подходят для работы при низком ( Осевые турбиныНа самых низких напорах (от 5 м) применяют пропеллерные турбины, которые наиболее быстроходны, что позволяет при малых скоростях потока получать достаточно высокую скорость вращения. Высокие обороты турбины, в свою очередь, позволяют применять более быстроходные, а значит, более лёгкие и дешёвые электрогенераторы. Пропеллерные турбины наиболее эффективны при постоянных напоре и расходе воды, а при значительных колебаниях напора и работе генератора на переменную нагрузку оправдано применять поворотно-лопастные турбины Каплана, в которых мощность регулируется поворотом не только лопаток направляющего аппарата, но и рабочего колеса, что помогает поддерживать высокий КПД (более 90%).  Колесо поворотно-лопастной турбины, отработавшей на Угличской ГЭС 70 лет Число лопастей на рабочем колесе турбины зависит от величины напора - чем выше напор, тем больше их число. Четырёхлопастные колёса применятся для напоров от 5 до 20 м, при напорах от 20 до 60 м устанавливают рабочие колёса с 5-8 лопастями. В нашей стране развитию поворотно-лопастных турбин уделялось большое внимание. Первые четыре турбины этого типа были установлены на Нижнесвирской ГЭС в 1933-1935 гг., и две из них работают до сих пор. Турбины построенных позднее Угличской и Жигулёвской ГЭС на момент пуска были крупнейшими в мире. Одними из самых крупных в мире поворотно-лопастных турбин стали турбины сербско-румынской ГЭС Джердап I на Дунае, изготовленные на Ленинградском металлическом заводе. Их единичная мощность - около 200 МВт. Детище ФренсисаВ отличие от равнинных ГЭС России, где доминируют поворотно-лопастные турбины, по всему миру более распространены турбины Френсиса, напоминающие большие диски с изогнутыми лопастями. Рабочее колесо такой турбины состоит из ступицы, верхнего и нижнего ободьев, а также лопаток, которые неподвижно прикреплены к ним. Конструкция рабочего колеса, не содержащая движущихся деталей, с одной стороны, очень прочна, что позволяет турбине работать при весьма высоких напорах. С другой стороны, невозможность поворота лопаток приводит к наличию в графике нагрузки зон с низким КПД, а также зон с повышенной вибрацией, работа в которых не рекомендуется.  Радиально-осевая турбина Френсиса способна работать при больших напорах Турбины Френсиса, как правило, располагают у основания плотины. Для подвода воды к малым радиально-осевым гидротурбинам при небольших величинах напора применяют открытые подводящие камеры. А к гидротурбинам средних и больших мощностей вода подводится через закрытые спиральные камеры. Профили сечений спиральной камеры подбираются так, чтобы вода равномерно, по всей окружности, поступала к направляющему аппарату, а из него - на рабочее колесо. Турбина и направляющий аппарат целиком помещаются под водой, и только регулирующий вал, который помогает открывать лопатки направляющего аппарата, выходит в машинный зал. Современные радиально-осевые турбины могут использоваться при напорах от 20 до 700 метров (но наиболее оптимальны средние напоры от 50 до 300 метров), а их выходная мощность колеблется в диапазоне от нескольких киловатт до гигаватта. Изобретение ПелтонаНа самых больших напорах воды применяют ковшовые турбины (см. рисунок). Изобрёл их в 1870-х годах американский инженер Аллан Пелтон. Первая турбина Пелтона была установлена в 1878 г. и использовалась для прямого привода насосов и других механизмов в золотоносной шахте в Неваде. В 1887 г. на другой шахте решили использовать электродвигатели, для чего к турбине Пелтона присоединили генератор - это и была первая ГЭС с ковшовой турбиной.  Колесо турбины Пелтона эффективно преобразует импульс водяных струй во вращательное движение В ковшовых турбинах вода подаётся через сопла по касательной к окружности, на которой расположены середины ковшей. Проходящая через сопло вода собирается в струю, летящую с большой скоростью и ударяющую о лопатку турбины, таким образом, приводя рабочее колесо в движение. После отхода одной лопатки под струю попадает другая. Рабочее колесо турбины вращается в воздухе при нормальном атмосферном давлении, в отличие от осевых и радиально-осевых турбин, работающих под водой. Лопатки турбины Пелтона имеют двояковогнутую форму с острым лезвием посередине; задача лезвия - разделять струю воды с целью лучшего использования энергии. Ковшовые гидротурбины применяются при напорах более 200 м (чаще всего - 300-500 м и более). Мощность наиболее крупных ковшовых турбин может достигать 200-250 МВт. Как правило, ГЭС с турбинами Пелтона построены по деривационной схеме, поскольку получить столь значительные напоры при помощи плотины проблематично. В практике российского гидротехнического строительства ковшовые турбины не получили широкого распространения, в настоящее время действуют всего 5 малых ГЭС с турбинами Пелтона. Одна из таких ГЭС - Малая Краснополянская ГЭС на р. Бешенка, которая принадлежит ООО «ЛУКОЙЛ-Экоэнерго». Станция была пущена в эксплуатацию в 2005 г. и имеет мощность 1,5 МВт. В здании станции установлен один горизонтальный гидроагрегат. Крупнейшие в мире ковшовые турбины установлены на швейцарской ГЭС Бьедрон, их единичная мощность - 423 МВт. Эта же ГЭС считается мировым рекордсменом по напору на гидроагрегатах, составляющему 1869 м. До её ввода в строй в 1998 г. в течение 40 лет первенство по напору принадлежало австрийской ГЭС Рейсек - 1773 м. * * * Гидроэлектростанции, как и другие источники возобновляемой энергии, подвержены влиянию окружающей среды. Зависимость от внешних условий особенно ярко проявляется на малых ГЭС: расход на небольших водотоках может изменяться быстро и непредсказуемо. Поэтому гидравлические турбины на малых ГЭС необходимо подстраивать под постоянно изменяющиеся условия. О таких гидравлических турбинах мы расскажем в одном из следующих выпусков газеты. Источник: Энерговектор www.energovector.com Роль турбины гидроэлектростанции в выработке электроэнергииТема: турбогенераторы Использование турбин гидроэлектростанций
Человек давно научился использовать силу и мощь природы для получения благ цивилизации. Для получения электроэнергии издавна используется энергия воды, которая считается наиболее безопасным видом энергии с экологической точки зрения. Немалое значение в этом играет турбина гидроэлектростанции, которая входит в единую систему агрегатов для выработки электроэнергии. По лопаткам лопастей турбины ударяют струи воды, которые заставляют вращаться внутренний вал этого агрегата. Турбина преобразует механическую энергию воды в механическую энергию вращения вала, которая уже в гидрогенераторе преобразуется в электроэнергию. Уже из генератора электроэнергия передается потребителям через подведенную энергосистему. На гидроэлектростанции может быть установлено несколько турбин, работающих в комплексе с генератором. Их количество зависит от роли электростанции в энергосистеме и мощности установленных агрегатов. Факторы, влияющие на эффективность турбиныНа эффективность турбины влияет немало факторов, при ее работе неизбежны потери энергии. При прохождении воды через турбину могут образовываться вихреобразования, сопровождающиеся вязким трением, что влияет на появление гидравлических потерь. Между стенками статора турбины и ее лопастями перетекает некоторый объем жидкости, что приводит к объемным потерям. Трение в подшипниках влияет на появление механических потерь. Все это влияет на уменьшение эффективности турбины и потери ее мощности. Поэтому КПД турбин на гидроэлектростанциях редко превышает 80%. Это одна из самых больших проблем работы таких станций. Современные производства проводят немало исследовательских работ, направленных на повышение эффективности турбин на гидроэлектростанциях. На эффективность работы турбины очень сильно влияет охлаждение. Если в турбинах используется водородное охлаждение, то используется газоохладитель для охлаждения водорода. А, для охлаждения турбинного масла, циркулирующего в системах смазки подшипников и т.д. применяются маслоохладители различных серий мо, мб, мп, м в зависимости от поверхности охлаждения, расходов масла и воды. Как вспомогательное оборудование ставят так же воздухоохладитель представляющей собой теплообменник на оребренной трубке.
Перегрев турбины повышает ее КПДЧтобы повысить КПД, на многих электростанциях применяется перегрев турбины и ограничение влажности пара. При перегреве пара в промежуточный перегреватель турбины отводится пар, который уже работал в ряде ступеней. Перегреватель использует тепло топлива, и после перегрева пара он снова возвращает его в турбину с повышенной температурой. В турбине возрастает теплопадение и работа пара, что влияет на уменьшение расхода пара, необходимого для работы турбины. После промежуточного перегрева пара значительно возрастает внутреннее КПД турбины, что повышает эффективность ее работы. Кроме того, использование промежуточного перегрева влияет на уменьшение расхода пара. Использование промежуточного перегрева пара обеспечивает экономию топлива для работы электростанции практически на 7%. Но при таком методе работы турбины встает вопрос обеспечения защиты от перегрева деталей турбины. Для этого на последней ступени работы агрегата применяется охлаждение корпуса воздушным потоком с более низкой температурой. Для этого используется специальное устройство, позволяющее охлаждать внешний корпус турбины и закрепленные на нем элементы. Запчасти к турбинамНаш завод помимо теплообменников предлагает к изготовлению и поставке запчасти к паровой турбине и комплектующие турбин различных исполнений. Новое оборудование нашего завода
ДополнительноНаш завод может выполнить обслуживание и ремонт силовых трансформаторов в плане поставке охладителей серии дц, мо и удцб. Материал этой рубрикиЗаказывайте теплообменники и запчасти на Уральском заводе теплообменного оборудования МеталлЭкспортПром! www.ural-mep.ru «Как на Саратовской ГЭС уcтанавливали турбину» в блоге «Фотофакты»Репортаж zavodfoto Город Балаково, что в Саратовской области, можно смело назвать энергетической столицей России, здесь расположена крупнейшая в стране по выработке электроэнергии атомная станция — Балаковская АЭС, есть тепловая станция — Балаковская ТЭЦ-4 и, конечно же, представитель экологически чистой энергетики — Саратовская ГЭС. Энергетика для меня любимая тема и я не мог пропустить историческое для отрасли, для Саратовской области и Саратовской ГЭС, событие и приехал 10 декабря в Балаково. А дело в том, что в впервые за 47 лет своей истории на станции начался большой этап модернизации, при котором до 2023 года произойдет полная замена всех вертикальных гидротурбин полностью, а их 21. Кроме этого, заменят на новый гидроагрегат № 24 (ГА-24). Сегодня мы с Вами увидим, как специалисты установили первое рабочее колесо турбины в шахту гидроагрегата № 10 (ГА-10), будет и про деньги, и про то, что не все на санкции внимания обращают и дружат с Россией… 2. Итак, начнем, и сразу про деньги! Данная модернизация — это крупнейший инвестиционный проект для Саратовской области. В рамках комплексной программы модернизации (с 2012—2020 гг. с перспективой до 2025 года планируется заменить 55% турбин, 42% генераторов и 61% трансформаторов от всех мощностей компании), которую проводит компания «РусГидро», был заключен контракт стоимостью за ярд евро с хвостиком с австрийской фирмой «Voith Hydro», по которому предстоит заменить 21 гидротурбину, а также гидроагрегат рыбоподъемника на Саратовской ГЭС. 3. Кто дружит с Россией — тому и сливки! Австрийцы из Voith Hydro это давно поняли! 4. 5. 6. По контракту все монтажные работы проводит наша сторона, поэтому работа кипит рука об руку с иностранными партнерами. Хороший пример для подражания! 7. Данное гидротурбинное оборудование для нашей ГЭС производится всем миром. Это не для красного словца, а так и есть. Например, втулки и сервомотор, поставляются из Европы и Канады. Отлив лопастей производится в Бразилии. Более 10 стран (включая Россию) задействованы в проекте, в которых находятся производственные мощности «Voith Hydro». 8. 9. Как я уже говорил, до 2023 года все новые вертикальные гидротурбины будут в строю. Они не только более эффективны и современны (например, по проекту предусмотрено нижнее расположение сервомотора рабочего колеса), но их мощность выше (мощность возрастет с 60 до 68 МВт), а это позволит увеличить установленную мощность Саратовской ГЭС на 10%, до 1507 МВт. 10. Сам процесс транспортировки занял несколько часов 11. Поворотно-лопастные турбины Саратовской ГЭС считаются крупнейшими в мире гидротурбинами такого типа. Поэтому и размеры соответствующие — диаметр рабочего колеса составляет — 10,3 метра, а вес полностью собранного колеса — аж 314 тонн. Не хило, и вот это сейчас окажется в небе. 12. Саратовскую ГЭС можно сразу узнать по четырём козловым кранам. Два обслуживают верхний бьеф, грузоподъемностью 2×180т, и два нижний — грузоподъемностью 2×200т. Благодаря им происходит маневрирования затворами и решетками, а также осуществляется перенос оборудования из машинного зала. Подобную конструкцию ГЭС я уже видел на Нижегородской ГЭС http://zavodfoto.livejournal.com/2569155.html. И вот сегодня для транспортировки рабочего колеса, как раз разобрали несколько секций кровли и мы могли видеть один из кранов в деле. 13. 14. 15. И вот мы уже на свежем воздухе 16. 17. А здесь красота! 18. Значимость этого события не в том, что сам процесс переноса довольно сложный, нет, с этим как раз всё нормально, лишь бы ветра сильного не было. А важность в том, что это первая подобная операция, которая позволяет наладить весь дальнейший процесс. А в год планируется обновлять по 2−3 турбины. 19. Итак, наше рабочее колесо полетало, пора и честь знать… 20. Для австрийцев это тоже первый подобный опыт — какие там речки, а какие у нас… 21. 22. Серьезные «Генералы» не только смотрели, но и фиксировали для домашнего просмотра. В этот день — котэ всякие не в формате :) 23. 24. 25. 26. Рядом ждёт своей очереди и другое новенькое оборудование 27. 28. 29. 30. 31. Протирать штаны в кабинете — это не вариант для Главного инженера Саратовской ГЭС Александра Клименко…он то вверх, то вниз 32. 33. Вот оно и на месте, осталось подкрутить, закрепить и всё такое. Все прошло, как надо, но мы на этом с Саратовской ГЭС не прощаемся. Продолжение следует… Большое спасибо пресс-службе ОАО «РусГидро» и лично Ивану Сливе и Егоровой Ирине, специалисту по связям с общественностью Филиал ОАО «РусГидро» — «Саратовская ГЭС», за организацию фотосъёмки. sdelanounas.ru Типы гидротурбин1. Поворотно-лопастная турбина (турбина Каплана).
Поворотно-лопастная турбина — реактивная турбина, лопасти которой могут поворачиваться вокруг своей оси одновременно, за счёт чего регулируется её мощность. Также мощность может регулироваться с помощью лопаток направляющего устройства. Лопасти гидротурбины могут быть расположены как перпендикулярно её оси, так и под углом. Последняя разновидность называется диагональной турбиной. Поток воды в поворотно-лопастной турбине движется вдоль её оси. Ось турбины может располагаться как вертикально, так и горизонтально. При вертикальном расположении оси поток перед поступлением в рабочую камеру турбины закручивается в спиральной камере, а затем спрямляется с помощью обтекателя. Это необходимо для равномерной подачи воды на лопасти турбины, а значит, уменьшения её износа. Поворотно-лопастные турбины применяются на Саратовской ГЭС, Миатлинской ГЭС, Угличской ГЭС и пр. 2. Радиально-осевая турбина (турбина Френсиса) — реактивная турбина.
Преимущественной сферой применения радиально-осевых турбин является гидроэнергетика, где они широко распространены. Применяют при напорах до 600 м. Мощность до 640 МВт. Основным преимуществом турбин данного типа является самый высокий оптимальный КПД из всех существующих типов. Недостаток — менее пологая рабочая характеристика, чем у поворотно-лопастной гидротурбины. Радиально-осевые турбины применяются на Братской ГЭС и пр. 3. Ковшовая турбина (турбина Пелтона).
Процесс использования энергии струи происходит при атмосферном давлении, а производство энергии осуществляется только за счеткинетической энергии воды. Лопатки турбины имеют двояковогнутую форму с острым лезвием посередине; задача лезвия — разделять струю воды с целью лучшего использования энергии и предотвращения быстрого разрушения лопаток. На рабочем колесе может быть установлено до 40 лопаток. Ковшовые гидротурбины применяются при напорах более 200 метров (чаще всего 300—500 метров и более), при расходах до 100 м?/сек. Мощность наиболее крупных ковшовых турбин может достигать 200—250 МВт и более. При напорах до 700 метров ковшовые турбиныконкурируют с радиально-осевыми, при бо?льших напорах их использование безальтернативно. Ковшовые турбины очень часто применяются на малых ГЭС, сооружаемых на небольших реках с большими падениями в горных районах. Преимуществами ковшовых турбин является возможность использования очень больших напоров, а также небольших расходов воды. Недостатки турбины — неэффективность при небольших напорах, невозможность использования как насоса, высокие требования ккачеству подаваемой воды (различные включения, такие как песок, вызывают быстрый износ турбины). www.cshp.ru Саяно-Шушенская ГЭС: турбины новые, опасность старая12 ноября прошлого года состоялся торжественный пуск второго гидроагрегата Саяно-Шушенской ГЭС. Того самого, который 17 августа 2009 года «совершил подъём» из своей шахты. Восстал из глубин! Того, из-за которого погибли 75 человек и разрушилась самая мощная в стране гидроэлектростанция. Станция после катастрофы восстановлена. При этом на втором и на всех остальных девяти агрегатах СШГЭС заменены основные узлы и детали. В том числе установлены новые турбины. В чём их новизна, можно увидеть на рис. 1. < Рис. 1. «Старая» (слева) и «новая» (справа) турбины СШГЭС. Как видим, никакого отличия в конструкции «старой» и «новой» турбин нет. Те же верхние и нижние ободья, те же 16 винтовых лопастей, те же габариты. В общем, та же радиально-осевая турбина, турбина Джеймса Френсиса. А вот конструкция крышки турбины претерпела существенные изменения. Конкретно, конструкция фланца крышки и конструкция её крепления к статору турбины. Инженер Борис Колесников (в интернете - bikol) на рис. 2, 3 «заэскизировал» эти изменения.
Рис. 2. «Старый» и «новый» присоединительный фланцы крышки турбины СШГЭС слева - «трёхслойное» фланцевое соединение «старой» крышки со статором турбины; справа - «четырёхслойное» фланцевое соединение «новой» крышки со статором турбины 1-труднодоступный и трудноочищаемый « грязесборник » Примечания Бориса Колесникова: 1) Конструкция «нового» сдвоенного фланца имеет существенный недостаток: в процессе эксплуатации «новых» турбин в полости между фланцами крышки турбины (рис. 2 справа, стрелка Г) будут неизбежно скапливаться жижеподобная грязь и мусор (с возможным возникновением гнилостных процессов и дурных запахов, если не будут приняты специальные меры по их предотвращению). 2) Следует особо подчеркнуть: «четырёхслойное» (четырёхэтажное) фланцевое соединение «новой» крышки со статором турбины впечатляет своей "мировой новизной"! Надо полагать, такое изменение конструкции фланца крышки преследовало цель увеличить длину (высоту) шпилек крепления крышки турбины к её статору – рис. 3.
Рис. 3. «Старые» и «новые» шпильки крепления крышки к статору турбины СШГЭС 1- базовый фланец; 2- присоединительный фланец; 3, 4- внешнее и внутреннее соединяющие кольца, соответственно; 5- шпилька. Такая «реконструкция» фланца крышки и шпилек произведена во исполнение рекомендаций, данных в «Акте технического расследования причин аварии…». Как известно, по заключению комиссии Ростехнадзора причиной аварии гидроагрегата № 2 и техногенной катастрофы на СШГЭС явилась усталость металла шпилек крепления крышки турбины, накопленная вследствие повышенной горизонтальной (радиальной) вибрации турбинного подшипника. (Повышенной – суть, превосходящей по двойной амплитуде величину 160 микрон). Логика проста: Что такое вибрация? Это колебание (качание) тела относительно положения равновесия. Вибрация от турбинного подшипника передается на шпильку через гайку наверху шпильки (рис. 2,3). И если увеличить высоту шпильки до 3Lстар (рис. 3), то и опасность для неё от вибрации подшипника с двойной амплитудой выше 160 микрон снизится в 3 раза. С увеличением длины увеличилась гибкость. Увеличение диаметра шпильки увеличивает её прочность. Но все эти рассуждения и выводы были бы понятны и верны, если бы шпильки действительно были разрушены по механизму усталости снизу, по выходе их из статорного опорного кольца (рис.3). Фактически же они были разрушены не снизу, а сверху под гайкой. И не по механизму усталости, а по механизму «оторваны с мясом» - рис. 4
Рис. 4. Разрушенные шпильки крепления крышки турбины ГА-2 СШГЭС. И если на поверхности изломов просматриваются так называемые «цвета побежалости», то, ни о какой усталости, накопленной якобы за 28 лет эксплуатации, говорить не приходится. Да и тангенциальное, а не радиальное направление распространения магистральной трещины указывает на то, что ни какая радиальная горизонтальная вибрация здесь была не причём. Учитывая эти факты, трудно поверить в достоверность выводов комиссии и всех привлечённых ею «независимых» экспертов. И то, что заключения по шпилькам выдал Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения (НПО «ЦНИИТМаш»), совершенно не убеждает. Ошибаются даже Центральные Комитеты. Не убеждает и то, что выводы комиссии Ростехнадзора подтвердила комиссия Государственной Думы. Дума может вносить поправки в Законы, но не в законы же самой Природы! Фактическая причина аварии на Саяно-Шушенской ГЭС не найдена. Она «затаилась» на станции. И если эта ПРИЧИНА опять проявится, то ничто не помешает вращающемуся ротору массой более чем в полторы тысячи тонн опять сбить вершинки шпилек (или сбить гайки на вершинках шпилек). Уже «новых», упрочнённых шпилек диаметром 90 мм. Как ни что не помешало ему обломить верхние цапфы лопаток направляющего аппарата диаметром 360 мм. Только теперь «пеньки» от сбитых шпилек будут выше и толще. После такой «реконструкции» Саяно-Шушенской ГЭС нет никакой гарантии, что турбины опять не будут поднимать роторы своих агрегатов с отметки машинного зала 314 метров на отметку 320 метров…
Геннадий Рассохин, специально для «Плотина.Нет!» www.plotina.net Производство гидротурбин в России - saiga20kНедавно, наткнулся на такое вот сообщение: http://proufu.ru/content/view/10401/ “Вчера президент Башкирии Рустэм Хамитов рассказал в своем ЖЖ о планах по привлечению в республику инвестиций. С этой целью глава республики встретился с председателем правления ОАО «РусГидро» Евгением Додом. На встрече обсуждались предметные варианты размещения в Уфе или у нас Салавате нового предприятия по производству гидротурбин и оборудования для ГЭС с привлечением очень крупного иностранного инвестора, - пишет президент. - Представители инвестора уже побывали в республике и остались очень довольны нашими площадками и предложениями” Есть ли необходимость в организации в России еще одного гидротурбинного производства? Попробуем разобраться. Исторически, в СССР имелось два ведущих завода по гидротурбостроению – Ленинградский металлический завод (ЛМЗ) и харьковский “Турбоатом”. Каждое из этих предприятий обладало возможностями по выпуску всех типов гидротурбин любой мощности (исключение составляют ковшовые турбины, которые никогда не выпускались на Турбоатоме и довольно редко – на ЛМЗ), имели собственные проектные отделы и лабораторно-испытательную базу. Гидротурбины средней мощности выпускались также на сызранском “Тяжмаше”, а гидротурбины для малых ГЭС – на заводе “Уралгидромаш” в Сысерти. После распада СССР все перечисленные предприятия пережили тяжелые времена, но смогли выжить. На сегодняшний день, ситуация выглядит следующим образом. Безусловный лидер на отечественном рынке гидротурбинного оборудования – ЛМЗ, входящий в концерн “Силовые машины”. Данное предприятие стабильно выигрывает все конкурсы на поставку крупных (более 100 МВт) гидротурбин на отечественные строящиеся и реконструируемые ГЭС, и до последнего времени активно работало на внешнем рынке. Предприятие полностью сохранило свой потенциал, не имеет нареканий к качеству продукции и срокам поставок. Существенным преимуществом ЛМЗ является наличие его продукции на многих ГЭС России, и соответственно – богатого архива технической документации по ним, что в случае их реконструкции позволяет обходить конкурентов за счет более проработанных предложений. Кроме того, входя в один концерн с производителем гидрогенераторов – заводом “Электросила”, ЛМЗ имеет возможность заключать договоры на поставку гидроагрегатов в комплексе – и турбин, и генераторов. Единственным типом гидротурбин, которые ЛМЗ не выпускает, являются ковшовые – последний раз турбину такого типа заметных размеров предприятие выпустило в 1992 году, это была турбина для китайской ГЭС “Су Джи Шань” мощностью 16,5 МВт; в связи с этим, единственным заказом на крупные гидротурбины, не доставшимся ЛМЗ, стали две ковшовые турбины для Зарамагской ГЭС-1, ушедшие к Voith Simens. Проблемой является высокая загруженность предприятия и его фактически монопольное положение на отечественном рынке. Украинский “Турбоатом” также без больших потерь пережил лихие 1990-е, работая как на внутренний украинский рынок, на котором реализуется масштабная программа реконструкции ГЭС Днепровского каскада, так и на экспорт. На российском рынке “Турбоатом” был не очень заметен, но сохранил присутствие, поставляя относительно небольшие турбины на новые и реконструируемые ГЭС Северного Кавказа, а также на Камскую ГЭС. В текущем году, предприятие получило два заказа от “РусГидро” – на 4 турбины Камской ГЭС и одну – Новосибирской ГЭС, кроме того, предприятие активно работает в качестве подрядчика, изготавливая по их заказам как отдельные узлы турбин, так и турбины целиком (последнее, впрочем, характерно в основном для экспортных контрактов ЛМЗ). Опять же, помогает наличие архива – для тех же Камской и Новосибирской ГЭС “Турбоатом” поставлял турбины еще в советские времена. Тем не менее, “Турбоатом” – иностранное предприятие, к услугам которых лучше прибегать пореже, ибо стоит поддерживать собственную экономику, особенно если речь идет о сложном и высокотехнологичном производстве, да и украинская политика малопредсказуема. Сызранский “Тяжмаш” в 1990-е перебивался единичными заказами, находясь в предбанкротном состоянии. Однако, с 2004 года, после смены собственников, завод предпринимает активные попытки стать крупным игроком на отечественном рынке гидротурбин. Были вложены значительные средства в техническое перевооружение производства, закуплены новейшие станки ведущих мировых производителей, современное программное обеспечение, организован проектный отдел, кампания вышла на внешний рынок. Заключительным аккордом стала покупка “Тяжмашем” чешского производителя гидротурбин ČKD Blansko, имеющего столетнюю историю производства гидротурбин всех типов. Таким образом, “Тяжмаш” получил доступ к техническому архиву завода, изготовившего более 800 гидротурбин, его контактам, наработкам и испытательной лаборатории. Фактически, в настоящее время “Тяжмаш” имеет технические возможности и референции на создание гидротурбин всех типов (в том числе и мощных ковшовых) мощностью до 500 МВт и диаметром рабочего колеса до 10 м. Тем не менее, недостаток опыта сказывается – так, кампанией была опущен срыв сроков поставок турбин для Камской ГЭС. Необходимый опыт можно набрать лишь на исполнении крупных заказов, которых у “Тяжмаша” пока нет, хотя по заказам “Силовых машин” предприятие изготавливает различные элементы крупных гидротурбин, за исключением рабочего колеса. Традиционный производитель турбин для малых ГЭС, завод “Уралгидромаш” в Сысерти в последнее время почти ушел от гидротурбинной тематики, сосредоточившись на производстве насосов. Тем не менее, в небольшом количестве (одна-две штуки в год) гидротурбины на предприятии продолжают производиться. Предприятие имеет техническую возможность выпуска гидравлических турбин всех типов мощностью до 50 МВт с диаметром рабочего колеса до 4,5 м на напоры до 250 м. Проблемой является нахождение собственника завода – группы “Энергомаш” в состоянии банкротства. Нишу “Уралгидромаша” в определенной мере заняло вновь появившееся предприятие – санкт-петербургская фирма “ИНСЭТ”. Фирмой разработаны гидротурбины всех типов мощностью до 3-5 МВт, за 20 лет выпущено оборудование для более чем 70 ГЭС. Однако, большая часть выпущенных турбин имеет очень небольшую мощность (несколько десятков или сотен кВт), опыта выпуска гидротурбин мощностью более 1,6 МВт фирма не имеет. Что касается иностранных фирм, то если не считать “Турбоатома”, случаи их работы на отечественном рынке единичны и по большей части не особо удачны. Voith Siemens, помимо заказа на турбины Зарамагской ГЭС-1, выиграло контракт на замену одного гидроагрегата Угличской ГЭС. Результат не особо впечатляет – установленные контрактом первоначальные сроки сорваны более чем на год. Аналогичная ситуация произошла и с Цимлянской ГЭС, поставкой турбины на которую занялась кампания ANDRITZ (правда, через посредника – российскую фирму “Турбоинжиниринг-Русэлпром”) – турбина только доставляется на ГЭС, при том что согласно контракту она должна была быть пущена еще год назад. Каков же потенциал отечественного рынка? В принципе, замене в кратчайшие сроки подлежат более 170 гидротурбин различной мощности, отработавшие более 50 лет; кроме того, будут заменятся и некоторые более молодые турбины, подверженные повышенному износу вследствие условий эксплуатации либо неудачности конструкции. Однако, уже вполне очевидно, что массовой замены старых гидротурбин не будет в связи с ограниченностью средств собственников, и в лучшем случае будет заменяться порядка 15 гидротурбин в год. По новым проектам, на ближайшие 5 лет наиболее вероятны заказы на примерно 20 довольно крупных гидротурбин и примерно столько же – на турбины для малых ГЭС; в дальнейшем, эта цифра вряд ли существенно изменится. Итого, на ближайшие лет 10 отечественный рынок гидротурбин можно оценить примерно в 20-30 гидротурбин всех типоразмеров в год. Представляется, что этот объем вполне по силам существующим отечественным предприятиям, в крайнем случае подключается украинский “Турбоатом”. Как мне кажется, вместо организации нового гидротурбинного производства с не вполне понятными перспективами разумнее полностью загрузить существующие производства на “Тяжмаше” и “Уралгидромаше”, что позволит им набрать опыт, технически перевооружиться и стать игроками мирового уровня. Вписаться в отечественный достаточно инертный рынок иностранному игроку, пусть даже и с производством на территории России, будет непросто, особенно это касается проектов замены гидротурбин на действующих ГЭС. Хотя, иностранному инвестору виднее.
saiga20k.livejournal.com |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
В рабочем колесе турбин данного типа поток сначала движется радиально (от периферии к центру), а затем в осевом направлении (на выход).
Ковшовые турбины конструктивно сильно отличаются от наиболее распространенных реактивных гидротурбин (радиально-осевых, поворотно-лопастных), у которых рабочее колесо находится в потоке воды. В ковшовых турбинах вода подается через сопла по касательной к окружности, проходящей через середину ковша. При этом вода, проходя через сопло, формирует струю, летящую с большой скоростью и ударяющую о лопатку турбины, после чего колесо проворачивается, совершая работу. После отклонения одной лопатки под струю подставляется другая.
