Branchenanwendungen | Analyse der EICMATION-Lösung für Wasserkraftwerke

Ein Wasserkraftwerk ist eine komplexe Anlage, die Wasserkraft in elektrische Energie umwandelt, auch bekannt als Wasserkraftanlage. Es umfasst eine Reihe von Bauwerken und Ausrüstungen, die zum Zwecke der Stromerzeugung aus Wasserkraft errichtet wurden. Mit Hilfe dieser Bauwerke wird der Höhenunterschied des natürlichen Wasserflusses genutzt, um ein Gefälle zu erzeugen, den natürlichen Wasserfluss zu sammeln und zu regulieren und ihn zur Turbine zu leiten. Durch den gemeinsamen Betrieb von Turbine und Generator wird die konzentrierte Wasserkraft in elektrische Energie umgewandelt, die dann über Transformatoren, Schaltanlagen und Übertragungsleitungen in das Stromnetz eingespeist wird. Einige Wasserkraftwerke verfügen neben den für die Stromerzeugung notwendigen Bauwerken oft auch über weitere Bauwerke, die der Hochwasserkontrolle, Bewässerung, Schifffahrt, Holztransport und Fischwanderung dienen. Diese Bauwerke bilden zusammen den Wasserkraftwerkskomplex oder Wasserwirtschaftskomplex.

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Arten von Wasserkraftwerken

1. Staudammkraftwerke: Dies sind Wasserkraftwerke, bei denen ein Damm in einem Fluss gebaut wird, um den Wasserstand anzuheben und so ein Gefälle für die Stromerzeugung zu schaffen. Je nach Lage des Kraftwerksgebäudes zum Damm werden Staudammkraftwerke in Flussbett-, Dammhinter-, Damminnen-, Kraftwerksdachüberlauf-, Ufer- und Untergrundkraftwerke unterteilt.

2. Wasserzuleitungskraftwerke: Dies sind Wasserkraftwerke, die Wasserzuleitungsbauwerke verwenden, um den Höhenunterschied eines natürlichen Flusslaufs zu nutzen und so ein Gefälle für die Stromerzeugung zu schaffen. Je nach hydraulischen Bedingungen der Wasserzuleitung werden Wasserzuleitungskraftwerke in Drucklose und Druckvolle unterteilt. Drucklose Wasserzuleitungen verwenden offene Kanäle oder drucklose Stollen für den Wassertransport und eignen sich für kleine und mittlere Wasserkraftwerke; Druckvolle Wasserzuleitungen verwenden Druckstollen oder Druckleitungen für den Wassertransport und eignen sich für große und mittlere Wasserkraftwerke.

3. Mischkraftwerke: Dies sind Wasserkraftwerke, bei denen sowohl Sperrwerke als auch Wasserzuleitungssysteme gemeinsam ein Gefälle für die Stromerzeugung schaffen.

4. Gezeitenkraftwerke: Diese nutzen den Höhenunterschied zwischen Ebbe und Flut zur Stromerzeugung.

5. Pumpspeicherkraftwerke: Dies sind Wasserkraftwerke, die mit Aggregaten ausgestattet sind, die sowohl zum Pumpen als auch zur Stromerzeugung verwendet werden können. Sie nutzen die überschüssige elektrische Energie während der Zeiten geringer Stromnachfrage, um Wasser in einen oberen Stausee zu pumpen und so Wasserkraft zu speichern, und geben dann während der Zeiten hoher Stromnachfrage Wasser aus dem oberen Stausee ab, um Strom zu erzeugen.

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Fünf große Systeme von Wasserkraftwerken

1. Hydraulisches System. Das heißt, die Turbine und ihre Ein- und Auslaufvorrichtungen, einschließlich Stahlrohre, Spiralgehäuse vor der Turbine, Turbine, Saugrohr und Saugklappen usw.

2. Stromsystem. Das sogenannte elektrische Primärstromkreislaufsystem, einschließlich Generator, Generatorausgangsleitungen, Sammelschienen, Generatorspannungsverteilungsgeräte, Haupttransformator, Hochspannungsschalter und Verteilungsgeräte usw.

3. Mechanische Steuereinrichtungssystem. Einschließlich der Drehzahlregelung der Turbine, wie z. B. Bedienfeld, Hydraulikvorrichtung und Relais, Bedienvorrichtung des Schmetterlingsventils, Druckminderungsventil oder andere Klappen, Rechen usw.

4. Elektrische Steuereinrichtungssystem. Einschließlich Nebenschalttafel, Erregersystem, zentrale Schaltwarte, verschiedene Steuer- und Bedienvorrichtungen wie Transformatoren, Messgeräte, Relais, Steuerkabel, automatische und Fernbedienungsvorrichtungen, Kommunikations- und Dispatching-Geräte usw.

5. Hilfssystem. Das heißt, verschiedene elektrische und mechanische Hilfsgeräte, die für die Installation, Reparatur, Wartung und den Betrieb der Geräte erforderlich sind. Das Hilfssystem umfasst Folgendes:

5.1 Eigenbedarfssystem: Eigenbedarfstransformator, Eigenbedarfsverteilungsanlage, Gleichstromsystem.

5.2 Hebezeuge: Brückenkräne, Portalkräne, Schleusentore usw. innerhalb und außerhalb des Kraftwerks.

5.3 Ölsystem: Lagerung, Verarbeitung und Zirkulation von Turbinenöl und Isolieröl.

5.4 Gassystem (auch als Windsystem oder Druckluftsystem bezeichnet): Hoch- und Niederdruck-Druckluftgeräte, Druckluftbehälter, Druckluftleitungen usw.

5.5 Wassersystem: Technische Wasserversorgung, Trinkwasserversorgung, Brandschutzwasserversorgung, Leckageentwässerung, Inspektionsentwässerung usw.

5.6 Sonstiges: Einschließlich verschiedener Elektro- und Maschinenwerkstätten, Labore, Werkzeughäuser, Belüftungs- und Heizungsanlagen usw.

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Auswahl der Ventile für Wasserkraftwerke

Als wichtige Energieerzeugungsanlage ist der ordnungsgemäße Betrieb der einzelnen Systeme eines Wasserkraftwerks auf verschiedene Ventiltypen angewiesen. Die Ventile in Wasserkraftwerken werden hauptsächlich für die technische Wasserversorgung, die Brandschutzwasserversorgung, die Trinkwasserversorgung, die Leckageentwässerung, die Inspektionsentwässerung, die Entwässerung des Werksgeländes, das Ölsystem und das Druckluftsystem verwendet. Im Folgenden sind die Arten, Durchmesser und Druckstufen der Ventile in den einzelnen Systemen aufgeführt.

1. System der technischen Wasserversorgung

Ventiltypen: Hauptsächlich werden Schmetterlingsventile, Absperrventile, Kugelventile und Rückschlagventile verwendet.

Durchmesserwahl: In der Regel werden Durchmesser von DN50-DN400 entsprechend den Abmessungen und den Durchflussanforderungen der Wasserversorgungsleitungen gewählt.

Druckbereich: In der Regel 1,0-2,5 MPa, muss entsprechend dem konkreten Wasserdruck festgelegt werden.

2. Brandschutzwasserversorgungssystem

Ventiltypen: Üblicherweise werden Schmetterlingsventile, Absperrventile, Rückschlagventile, Druckminderventile, Nassmelderventile, Signal-Schmetterlingsventile, automatische Entlüftungsventile usw. verwendet.

Durchmesserwahl: In der Regel werden Durchmesser von DN100-DN250 entsprechend dem projektierten Durchfluss der Brandschutzleitungen gewählt.

Druckbereich: In der Regel 1,6-2,5 MPa, muss den Anforderungen der Brandschutzvorschriften entsprechen.

3. Trinkwasserversorgungssystem

Ventiltypen: Hauptsächlich werden Schmetterlingsventile, Absperrventile, Kugelventile und Rückschlagventile verwendet.

Durchmesserwahl: In der Regel werden Durchmesser von DN25-DN100 entsprechend den Abmessungen und den Durchflussanforderungen der Trinkwasserleitungen gewählt.

Druckbereich: In der Regel 0,6-1,6 MPa, um die normale Trinkwasserversorgung zu gewährleisten.

4. Leckageentwässerungssystem

Ventiltypen: Üblicherweise werden Kugelventile, Absperrventile, Schmetterlingsventile und Rückschlagventile verwendet.

Durchmesserwahl: In der Regel werden Durchmesser von DN50-DN200 entsprechend den Abmessungen und den Abflussmengen der Abwasserleitungen gewählt.

Druckbereich: In der Regel 0,6-1,0 MPa, um den Druckanforderungen des Abwassersystems zu entsprechen.

5. Inspektionsentwässerungssystem

Ventiltypen: Hauptsächlich werden Absperrventile, Schmetterlingsventile und Rückschlagventile verwendet.

Nennweitenwahl: Je nach Größe und Abflussmenge der zu inspizierenden Abwasserrohre werden üblicherweise Nennweiten von DN80-DN250 gewählt.

Druckbereich: In der Regel 0,6-1,0 MPa, um die Anforderungen der Abwasserinspektion zu erfüllen.

6. Werksabwassersystem

Armaturentyp: Üblicherweise Absperrventile, Schmetterlingsventile und Rückschlagventile.

Nennweitenwahl: Je nach Größe und Abflussmenge der Werksabwasserrohre werden üblicherweise Nennweiten von DN100-DN300 gewählt.

Druckbereich: In der Regel 0,6-1,0 MPa, um den Druckanforderungen der Werksabwasserentsorgung zu entsprechen.

7. Ölsystem

Armaturentyp: Hauptsächlich Kugelhähne, Absperrventile und Rückschlagventile.

Nennweitenwahl: Je nach Größe und Durchflussmenge der Ölrohre werden üblicherweise Nennweiten von DN15-DN80 gewählt.

Druckbereich: In der Regel 1,6-4,0 MPa, muss je nach Druckanforderungen des Ölsystems festgelegt werden.

8. Druckluftsystem

Armaturentyp: Üblicherweise Kugelhähne, Absperrventile, Druckminderer und Sicherheitsventile.

Nennweitenwahl: Je nach Größe und Durchflussmenge der Druckluftrohre werden üblicherweise Nennweiten von DN15-DN50 gewählt.

Druckbereich: In der Regel 0,8-1,6 MPa, muss den Druckanforderungen des Druckluftsystems entsprechen.

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Einsatz von EICMATION-Armaturen in Wasserkraftwerken

1. Betriebsstatus der Armaturen im Wasserkraftwerk:

① Langfristig besteht das Problem, dass das Flusswasser einen gewissen Anteil an Sand enthält und aufgrund des geringen Sandanteils im Flusswasser die Dichtflächen der vor Ort eingesetzten Weichdichtungsarmaturen beschädigt sind. Die Dichtflächen müssen verschleiß- und erosionsbeständig sein, damit die Wartungsarbeiten an den Unterwasserkomponenten des Aggregats ordnungsgemäß durchgeführt werden können; ② Die technischen Wasserversorgungsleitungen werden regelmäßig vorwärts und rückwärts betrieben, was strenge Anforderungen an die bidirektionale Abdichtung stellt. Das lange Nicht-Betreiben der Kugelhähne vor Ort führt zu Ablagerungen auf der Kugeloberfläche, wodurch die Kugelhähne nach einiger Zeit nicht mehr ordnungsgemäß geöffnet oder geschlossen werden können; ③ Die Lebensdauer einiger der vor Ort eingesetzten Weichdichtungsarmaturen ist nicht lang.

2. EICMATION-Lösung:

Nach der Kommunikation und dem Austausch zwischen dem EICMATION-Fachteam und der Technik vor Ort sowie der Inspektion der Arbeitsbedingungen vor Ort besteht der konkrete Ansatz darin, die vorhandenen Mittelventile oder Kugelhähne der technischen Wasserversorgung durch ein Upgrade zu ersetzen und ein intelligentes, elektrisch betätigtes, vollmetallisches, hartdichtendes, drei-exzentrisches Flansch-Schmetterlingsventil von EICMATION einzusetzen. Unter Ausnutzung der strukturellen Merkmale des drei-exzentrischen Schmetterlingsventils von EICMATION werden die oben genannten Probleme gezielt gelöst. Die Dichtflächen des EICMATION-Vollmetall-Dichtungs-Drei-Exzenter-Schmetterlingsventils sind mit Stellite-Legierung aufgeschweißt, mit einer effektiven Dicke von über 1,5 mm; die Härte erreicht HRC40, im Gegensatz zu den mehrschichtigen Metall-Hartdichtungen auf dem Markt, geeignet für Partikel, Hochfrequenzbewegungen, Hoch- und Niederdruckbedingungen. Diese drei-exzentrische Schmetterlingsventil-Dichtungsstruktur ist verschleiß- und kratzfrei, mit geringem Schließmoment, guter Absperrleistung und guter Dichtleistung. Es ist bidirektional (voller Druckdifferenz) druckbeständig, leckagefrei, die Installation ist richtungslos und die Lebensdauer ist lang. Es kann das Problem des großen Wasserlecks und des regelmäßigen Vorwärts- und Rückwärtsbetriebs der technischen Wasserversorgungsleitungen vollständig lösen.

Strukturelle Merkmale des EICMATION-Vollmetall-Hartdichtungs-Drei-Exzenter-Schmetterlingsventils:

① Drei-Exzenter-Dichtungsstruktur, verschleiß- und kratzfrei, mit geringem Schließmoment, guter Absperrleistung, guter Dichtleistung und langer Lebensdauer.

② Das Drehmoment während des Schließens des Ventils erzeugt eine Ventilsitzkraft, die gleichmäßig auf den gesamten Umfang wirkt. Die elastische Dichtung ist gebogen und voll aktiv und erhält die Form des Ventilsitzes. Die Elastizität der Dichtung ermöglicht es dem Ventilkörper, dem Ventilsitz und dem Dichtungsring des Schmetterlingsventils, sich zu berühren oder auszudehnen, wodurch die Gefahr einer Verstopfung durch Temperaturschwankungen vermieden wird.

③ Die Ventilkörper-Ventilsitz-Struktur ist ein zweiteiliger Ventilsitz, der Dichtungsring des Schmetterlingsventils ist ebenfalls zweiteilig. Nach dem Entfernen des Druckrings können der Dichtungsring auf dem Ventilteller und der Ventilsitz auf dem Ventilkörper ausgebaut und durch einen neuen Ventilsitz und einen neuen Dichtungsring ersetzt werden. Dies verhindert, dass eine Beschädigung der Dichtung zur Verschrottung des gesamten Ventils führt und erleichtert die Wartung.

④ Hochplattform-Design: Antriebsmontageplattform nach ISO5211-Standard, kann direkt mit verschiedenen Antrieben ausgestattet werden.

⑤ Bidirektionale (voller Druckdifferenz) Druckbeständigkeit, leckagefrei, installationsrichtungsunabhängig.

⑥ Die Dichtflächen des Vollmetall-Dichtungs-Drei-Exzenter-Schmetterlingsventils unseres Unternehmens sind mit Stellite-Legierung aufgeschweißt, mit einer effektiven Dicke von über 1,5 mm; die Härte erreicht HRC40, im Gegensatz zu den mehrschichtigen Metall-Hartdichtungen auf dem Markt, geeignet für Partikel, Hochfrequenzbewegungen, Hoch- und Niederdruckbedingungen.

⑦ Die Verbindung zwischen Ventilspindel und Stellantrieb erfolgt über eine Keilwelle, die eine enge Verbindung mit dem Stellantrieb herstellt, ohne Leerhub und ohne das Risiko eines Abbrechens der Keilwelle, wodurch das Ausfallrisiko minimiert wird.

⑧ Sowohl der Stopfbuchsendruckdeckel als auch die Unterseite der Druckdeckelschrauben sind mit einer Vorspannscheibe ausgestattet. Während der Montage wird durch Anziehen der Druckdeckelschrauben die Scheibe zusammengedrückt, wodurch eine elastische Energie gespeichert wird. Wenn sich die Druckdeckelschrauben während des Betriebs aufgrund von Ventilschwingungen, Rohrleitungsschwingungen usw. lösen, kehrt die Scheibe in ihren ursprünglichen Zustand zurück und gibt die Vorspannung frei, so dass der Stopfbuchsendruckdeckel die Stopfbuchse weiterhin fest andrücken kann, um ein Auslaufen zu verhindern.

3. Praxisbeispiele

① Das Projekt zum Austausch und Upgrade der Mittelventile oder Kugelhähne der technischen Wasserversorgung durch das EICMATION-Vollmetall-Hartdichtungs-Drei-Exzenter-Schmetterlingsventil hat nach dem Umbau eine sehr wichtige Bedeutung für die Instandhaltung und den sicheren und zuverlässigen Betrieb der Wasserkraftwerke. Die Umrüstung des Datan-Guanyin-Yan-Wasserkraftwerks hat die erwarteten Ziele erreicht, und anschließend haben auch die Wasserkraftwerke in Lidi, Longchuanjiang, Nalan und Nuodzaduo die Zusammenarbeit mit EICMATION-Armaturen gelernt und übernommen und verwenden ebenfalls das Vollmetall-Hartdichtungs-Drei-Exzenter-Schmetterlingsventil, um die in den Wasserkraftwerksleitungen auftretenden Probleme zu lösen.

Fotos der vor Ort durchgeführten Umrüstung auf Vollmetall-Hartdichtungs-Drei-Exzenter-Schmetterlingsventile

② Gleichzeitig hat EICMATION aufgrund seiner Armaturenqualität auch viele Upgrade- und Umbauprojekte für verschiedene Leitungssysteme in vielen Wasserkraftwerken durchgeführt, darunter die Zusammenarbeit mit den Wasserkraftwerken Baihetan, Jiazha, Gongguqiao, Jinghong, Manwan, Gelantan, Longkou und Huangdeng Dahuaqiao, die alle die erwarteten Ziele erreicht haben.