разрабатываем решения для гидроэнергетики
Обладая большим опытом в разработке и производстве оборудования, всеми необходимыми конструкторскими и производственными ресурсами, компания «Силовые машины» предлагает предприятиям гидроэнергетики эффективные комплексные решения по оснащению основным генерирующим оборудованием и его обслуживанию.
- обследование;
- проектирование;
- закупки, производство и комплектацию;
- транспортировку и складирование;
- монтаж и пусконаладку;
- приёмочные испытания, ввод в эксплуатацию и гарантийные испытания;
- сервис в гарантийный и послегарантийный периоды;
- обучение персонала заказчика.
Производство гидравлических турбин в «Силовых машинах» сосредоточено на Ленинградском Металлическом заводе (ЛМЗ), который имеет почти вековой опыт производства гидротурбин. Первая российская гидравлическая турбина была изготовлена на ЛМЗ в 1924 году.
Проектирование гидротурбин, систем автоматического управления и затворов осуществляется в Специальном конструкторском бюро АО «Силовые машины» – СКБ «Гидротурбомаш», которое было создано более 80 лет назад. Проектирование гидротурбинного оборудование проводится на основе собственных разработок СКБ «Гидротурбомаш».
Типы турбин и области их применения:
- радиально-осевые гидротурбины (Francis) мощностью до 1000 МВт на напор до 600 м, с диаметром рабочего колеса от 1 до 8,3 м;
- поворотно-лопастные гидротурбины (Kaplan) мощностью до 300 МВт на напор до 70 м, с диаметром рабочего колеса от 1 до 10,3 м;
- горизонтально-капсульные гидротурбины (Bulb) мощностью до 70 МВт на напор до 25 м, с диаметром рабочего колеса от 4,0 до 7,5 м;
- насос-турбины (Pump-turbine) мощностью до 300 МВт на напор до 400 м, с диаметром рабочего колеса от 3 до 8 м, в том числе с изменяемой частотой вращения в насосном и турбинном режимах.
Компания «Силовые машины» обладает значительным опытом решения сложных конструкторских задач, разработки и создания различных типов гидротурбинного оборудования, создает индивидуальные решения для каждого конкретного проекта.
Каждый этап работы проходит при неукоснительном соблюдении технологии производства. Все эти мероприятия и индивидуальный подход к каждому проекту обеспечивают:
- надежную работу оборудования на проектный срок службы не менее 40 лет;
- расширение диапазона работы по мощности;
- безопасность оборудования для окружающей среды;
- надежность оборудования в эксплуатации;
- снижение эксплуатационных затрат.
Для более точной оценки энергетических и кавитационных качеств и прочностных характеристик гидротурбинного оборудования специалисты «Силовых машин» проводят все необходимые исследования и конструкторские работы с применением методов физического и математического моделирования рабочего процесса в гидротурбине, в том числе трехмерный анализ течения жидкости в подводящих элементах, рабочем колесе и отсасывающей трубе (CFD).
Эти исследования позволяют рассчитать оптимальные параметры оборудования и в конечном итоге достичь результатов, непосредственно влияющих на рост экономических показателей ГЭС:
- уменьшить гидравлические потери в рабочем колесе;
- уменьшить гидравлические потери в отсасывающей трубе путём формирования оптимального для работы отсасывающей трубы потока;
- улучшить кавитационные характеристики гидротурбины для увеличения максимального значения мощности при том же заглублении гидротурбины;
- уменьшить нестационарное воздействие потока путем оптимизации рабочего колеса и установки стабилизирующих устройств.
Для подтверждения правильности принятых конструкторских решений наиболее ответственные узлы моделируются и проходят испытания на специально созданных испытательных стендах. Эти исследования позволяют оценить факторы, обеспечивающие эффективность (КПД), прочность, кавитационные повреждения и вибрацию.
Проводятся приемочные испытания в лаборатории водяных турбин в присутствии заказчика с соблюдением международных стандартов МЭК (IEC).
Надежность и эффективность конструкторских решений проверяется в натурных условиях на действующем гидротурбинном оборудовании опытными специалистами лаборатории водяных турбин.
- водяные, масляные и воздушные трубопроводы в пределах шахты турбины;
- площадки и лестницы в шахте турбины;
- установка щитов измерительных приборов;
- монорельс в шахте турбины;
- электропроводка в шахте турбины;
- закладные трубопроводы;
- установка клапана сливного отсасывающей трубы;
- установка задвижки для слива воды из спиральной камеры;
- клапан впуска воздуха под рабочее колесо.
Компания «Силовые машины» предлагает услуги по сервису, модернизации и реконструкции оборудования ГЭС, направленные на повышение надежности, экономичности, маневренности и удобства эксплуатации.
Выполняя проекты по реконструкции и модернизации гидроэлектростанций, «Силовые машины» решают стратегические задачи, обеспечивающие доходность инвестиций своих клиентов, восстанавливая работоспособность оборудования, повышая его технико-экономические показатели и надёжность.
Работы по модернизации и ремонту оборудования могут быть выполнены как в заводских условиях, так и в условиях электростанции.
Выполняя работы по реконструкции, специалисты «Силовых машин» стремятся минимизировать строительные работы и обеспечить размещение модернизированного оборудования на штатных закладных частях и фундаментах.
Производство гидрогенераторов в «Силовых машинах» сосредоточено на заводе «Электросила». Первый российский гидрогенератор был изготовлен в 1924 году. К настоящему времени изготовлено более 650 гидрогенераторов, общая мощность которых превышает 65,5 ГВт.
Номенклатура гидрогенераторов включает машины мощностью от 4 до 720 МВт, с номинальными скоростями вращения от 50 до 750 об/мин, на широкий диапазон напряжений от 3,15 до 18 кВ, для частоты сети 50 и 60 Гц. Также применяются различные системы возбуждения и охлаждения.
Типы генераторов:
- вертикальные гидрогенераторы с косвенным воздушным охлаждением мощностью до 420 МВт;
- вертикальные гидрогенераторы с водяным охлаждением обмоток статоров для ГЭС мощностью до 720 МВт;
- капсульные гидрогенераторы для ГЭС мощностью до 54 МВт с форсированным воздушным охлаждением;
- быстроходные гидрогенераторы на номинальную частоту вращения до 750 об/мин;
- гидрогенераторы для малых ГЭС мощность более 4 МВт.
Гидрогенераторы, производимые компанией, отличаются доступностью элементов конструкции для монтажа и обслуживания, высокой надежностью, ремонтопригодностью и экологической безопасностью. Высокая конкурентоспособность, надежность, повышенный фактический ресурс гидрогенераторов, выпускаемых «Электросилой», обусловлены следующими факторами:
- широкой номенклатурой гидрогенераторов (вертикальные, горизонтальные капсульные);
- большим диапазоном мощностей (от 4 МВт до 720 МВт), напряжений (до 18 кВ);
- скоростей вращения (от 55 об/мин до 750 об/мин);
- способов охлаждения (как воздухом, так и водой);
- изготовлением новых гидрогенераторов и реконструкцией существующих;
- расширением зоны потребления реактивной мощности;
- снижением массогабаритных характеристик и эффективным использованием активного объема гидрогенератора;
- повышением коэффициента полезного действия;
- освоением новых типов продукции (гидрогенераторы-двигатели для ГАЭС, гидрогенераторы-двигатели для приливных станций, гидрогенераторы мощностью до 1000 МВт).
Высокие показатели экономичности и надежности гидрогенераторов АО «Силовые машины» обеспечиваются:
Применением современных материалов:
- материалы для термореактивной изоляции обмоток статоров;
- современные марки электротехнических сталей для изготовления сердечников статоров;
- современные лаки на эпоксидной основе;
- немагнитные нажимные щеки полюсов ротора;
- фторопластовое покрытие для сегментов подпятника и подшипника.
Применением современных технологий:
- вакуумно-нагнетательная пропитка полюсов ротора;
- пайка обмоток возбуждения;
- лазерная резка сегментов обода ротора;
- сборка сердечника статора «в кольцо» на месте установки с применением предварительной горячей растяжки сердечника статора.
При проектировании и исследовании применяются современные средства расчета, включающие в себя компьютеризацию расчетов с применением современных вычислительных пакетов, а также компьютеризацию проектных чертежей.
Нам принадлежит первенство в создании ряда принципиально новых направлений в конструкциях гидрогенераторов:
- системы форсированного воздушного охлаждения с поперечными каналами в витках обмотки ротора, равной по эффективности системе водяного охлаждения;
- системы однослойной в пазовых и двухслойной в лобовых частях обмотки статора для капсульных гидрогенераторов с водяным охлаждением;
- непосредственного водяного охлаждения сердечников полюсов;
- статоров с предварительно напряженным состоянием сердечников, отличающихся высокой виброустойчивостью, стабильными размерами и отсутствием остаточных деформаций пакетов сердечников и их распрессовки;
- упругих уплотнений стержней обмоток статоров в пазах, исключающих пазовые разряды;
- специальной конструкции торцевых зон статоров и роторов, снимающих ограничения при работе в режимах недовозбуждения.
Все оборудование проходит необходимую проверку и контроль на заводе до отгрузки заказчику. Это позволяет оптимизировать сроки монтажа оборудования и его ввода в эксплуатацию.
Сегодня гидрогенераторы, изготовленные «Силовыми машинами», оснащены самыми надёжными подпятниками в мире. Отличительной особенностью конструкции такого подпятника является применение антифрикционного слоя на основе фторопластовой композиции с использованием металлизированной пружинящей прокладки для облицовки сегментов подпятников.
Преимущества подпятников гидрогенераторов производства «Силовых машин»:
- повышенная надёжность и долговечность;
- не требуют принудительной подачи масла на плоскость трения;
- не имеют ограничений по режиму работы, включая пуски и остановки;
- допускают ползучую скорость, выбеги без торможений;
- допускают повышение удельного давления до 100 кг/ см2;
- позволяют снизить потери на трение и размеры масляной ванны;
- не требуют шабровки поверхности в процессе монтажа и эксплуатации.
- гидравлические турбины различных типов;
- предтурбинные затворы;
- гидравлическая часть регуляторов и маслонапорных установок (МНУ);
- системы автоматического управления гидравлическими турбинами;
- системы возбуждения и пусковые устройства.
Компания «Силовые машины» предлагает услуги по сервису, модернизации и реконструкции оборудования ГЭС, направленные на повышение надежности, экономичности, маневренности и удобства эксплуатации.
Выполняя проекты по реконструкции и модернизации гидроэлектростанций, «Силовые машины» решают стратегические задачи, обеспечивающие доходность инвестиций своих клиентов, восстанавливая работоспособность оборудования, повышая его технико-экономические показатели и надёжность.
Работы по модернизации и ремонту оборудования могут быть выполнены как в заводских условиях, так и в условиях электростанции.
Выполняя работы по реконструкции, специалисты «Силовых машин» стремятся минимизировать строительные работы и обеспечить размещение модернизированного оборудования на штатных закладных частях и фундаментах.
- дисковые затворы диаметром 1–7 м при напоре от 45 до 230 м;
- шаровые затворы диаметром 1–3,5 м при напоре от 170 до 800 м.
Затворы устанавливаются на напорном трубопроводе перед спиральной камерой турбины и выполняют функции оперативного, аварийного и ремонтного запорного органа.
Электрогидравлическая система управления затвором автоматически осуществляет операции по открытию и закрытию затвора при нормальной эксплуатации и закрытию в аварийных ситуациях. Питание системы управления и исполнительных механизмов маслом производится от автономной или общей для гидротурбины и затвора МНУ.
По желанию заказчика могут быть спроектированы и поставлены кольцевые затворы, существенно уменьшающие габариты блока гидроагрегата.
- байпас;
- клапан воздушный с ручной задвижкой;
- трубопроводы;
- площадки и лестницы;
- электропроводка затвора;
- установка лекажного агрегата.
Компания «Силовые машины» предлагает услуги по сервису, модернизации и реконструкции оборудования ГЭС, направленные на повышение надежности, экономичности, маневренности и удобства эксплуатации.
Выполняя проекты по реконструкции и модернизации гидроэлектростанций, «Силовые машины» решают стратегические задачи, обеспечивающие доходность инвестиций своих клиентов, восстанавливая работоспособность оборудования, повышая его технико-экономические показатели и надёжность.
Работы по модернизации и ремонту оборудования могут быть выполнены как в заводских условиях, так и в условиях электростанции.
Выполняя работы по реконструкции, специалисты «Силовых машин» стремятся минимизировать строительные работы и обеспечить размещение модернизированного оборудования на штатных закладных частях и фундаментах.
Регуляторное оборудование «Силовых машин» работает в странах Европы, Азии, Америки и Африки. Современные регуляторы и МНУ оснащаются микропроцессорными панелями управления.
Электрогидравлические регуляторы предназначены для регулирования частоты вращения и активной мощности гидроагрегата. Регулятор обеспечивает следующие режимы работы:
- на холостом ходу;
- на изолированную нагрузку;
- на мощную энергосистему с обратной связью по открытию или по мощности;
- в режиме синхронного компенсатора;
- в групповом режиме от центрального задатчика;
- в режиме водотока.
«Силовые машины» выпускают регуляторы для всех типов гидротурбин:
- радиально-осевых;
- поворотно-лопастных;
- ковшовых.
Электронная панель может выполняться как отдельное устройство или в составе панелей системы автоматического управления гидроагрегатом.
Гидромеханическая часть регулятора проектируется и производится на рабочие давления в системе управления от 2,5 МПа до 15 МПа. Конструктивное исполнение в виде гидромеханической колонки управления или в виде отдельных блоков управления. Колонки управления выполняются в вариантах или только электрогидравлического управления или совмещённые с механическим управлением (рычажная передача). Для крупных ПЛ и РО гидротурбин предлагаются колонки и блоки управления с диаметрами главных золотников 100 и 150 мм на давление до 6,3МПа. В качестве электрогидравлических преобразователей и золотников применяется гидроаппаратура BOSCH-REXROTH или аппаратура собственной разработки.
Колонки управления устанавливаются отдельно от маслонапорных установок (МНУ), а блоки управления на сливных баках МНУ.
Механизмы обратной связи устанавливаются непосредственно на сервомоторах, используются высокоточные датчики линейных перемещений. В конструкции исключена механическая связь подвижного и неподвижного элемента.
Генератор сигнала скорости состоит из зубчатого колеса установленного на вращающейся части агрегата и комплекта датчиков. Устройство позволяет выполнять функцию контроля частоты вращения во всех режимах работы, а также функцию определения «опасно малых оборотов» на остановленном агрегате.
«Силовые машины» не только поставляют новые регуляторы и МНУ, но и производят их замену и модернизацию.
В состав регулятора входят:
- электронная микропроцессорная панель;
- гидромеханическая колонка или блок управления;
- механизм обратной связи;
- генератор сигнала скорости (SSG);
- золотник аварийного закрытия;
- центробежное противоразгонное устройство.
В состав маслонапорной установки входят:
- панель управления;
- гидроаккумулятор;
- маслонасосный агрегат;
- лекажный агрегат.
Обеспечивают выполнение алгоритмических последовательностей пуска, синхронизации, включения в сеть, работы в сети и останова гидроагрегата, контроль технологических параметров, местное управление работой гидроагрегата, комплекс защит от нештатных ситуаций при работе гидроагрегата. САУ ГА обеспечивает интеграцию локальных подсистем управления, контроля, защиты и сигнализации, и передачу информации на верхний уровень технологических систем управления.
Типовые подсистемы САУ ГА:
- ПТК ТА – программно-технический комплекс технологической автоматики гидроагрегата (автоматического управления гидроагрегатом);
- ПТК АРЧМ - программно-технический комплекс автоматического регулирования частоты вращения и активной мощности турбины;
- ПТК МНУ – программно-технический комплекс управления маслонапорной установкой;
- ПТК УВО – программно-технический комплекс управления вспомогательным оборудованием гидроагрегата;
- ПТК ИС – программно-технический комплекс измерений и сигнализации;
- ПТК ТК – программно-технический комплекс контроля и сигнализации о тепловых параметрах работы оборудования.
АСУ ТП предназначены для автоматизации управления технологическим оборудованием на ГЭС. АСУ ТП обеспечивает глубокую автоматизацию технологических процессов, повышение уровня информационной обеспеченности персонала и улучшения условий его работы путём создания единого человеко-машинного интерфейса иавтоматизации ведения архивов, централизованную обработку и анализ технологической информации, расчёт технико-экономических показателей работы оборудования, интеграцию САУ ГА в единую информационную сеть, диспетчерское управление оборудованием электростанции.
СмиД обеспечивают реализацию задачи вибрационного контроля гидроагрегата - получение текущих значений параметров вибрации, воздушного зазора, магнитного потока и др., в заданных точках гидроагрегата, обеспечивают формирование и передачу обобщенных и расшифровывающих предупредительных и аварийных сигналов в САУ ГА (или АСУ ТП), на основе которых происходит формирование и передача команды управления на изменение режима работы агрегата либо на аварийную остановку.
Безаварийная работа выпускаемых «Силовыми машинами» систем управления гидроэнергетическим оборудованием обеспечивается высоким качеством разработки и изготовления, а также использованием отработанных годами алгоритмов управления, заложенных в прикладное программное обеспечение программно-технических комплексов (ПТК), что подтверждено опытом эксплуатации.
Оборудование, выпускаемое компанией, позволяет безаварийно эксплуатировать гидроагрегаты, так как, даже при выходе из строя компонентов системы управления гидроагрегат аварийно останавливается системой аварийного закрытия, которая установлена на всех агрегатах, изготавливаемых «Силовыми машинами».
- гидравлические турбины различных типов;
- гидрогенераторы;
- предтурбинные затворы;
- гидравлическая часть регуляторов и маслонапорных установок (МНУ);
- системы возбуждения.
Компания «Силовые машины» предлагает услуги по сервису, модернизации и реконструкции оборудования ГЭС, направленные на повышение надежности, экономичности, маневренности и удобства эксплуатации.
Выполняя проекты по реконструкции и модернизации гидроэлектростанций, «Силовые машины» решают стратегические задачи, обеспечивающие доходность инвестиций своих клиентов, восстанавливая работоспособность оборудования, повышая его технико-экономические показатели и надёжность.
Работы по модернизации и ремонту оборудования могут быть выполнены как в заводских условиях, так и в условиях электростанции.
Выполняя работы по реконструкции, специалисты «Силовых машин» стремятся минимизировать строительные работы и обеспечить размещение модернизированного оборудования на штатных закладных частях и фундаментах.
- системы тиристорные самовозбуждения (СТС);
- системы тиристорные независимые одно- и двухгрупповые (СТН);
- силовая преобразовательная техника;
- системы управления и регулирования возбуждения;
- защиты систем возбуждения.
Преимущества систем возбуждения нашей конструкции:
- Максимальная безопасность обслуживающего персонала и оборудования обеспечивается комплексом специальных мероприятий, в том числе применением оптических кабелей и тиристорных преобразователей выкатной конструкции (по запросу заказчика).
- Удобство обслуживания щитов возбуждения достигается сочетанием блочно-модульной конструкции, обеспечивающей удобный доступ к любому элементу щита, с рациональным расположением органов управления, сигнализации, приборов и контрольных точек.
- Разнообразие конструктивных исполнений по желанию заказчика – это возможность легкойтрансформации унифицированных секций. Охлаждение тиристорных преобразователей – водяное, принудительное воздушное или естественное воздушное.
- Высокая степень заводской готовности осуществляется благодаря выполнению всех электрических соединений между секциями внутри щита.
- Подтвержденное качество. Испытания систем возбуждения производятся на оборудовании лучших фирм мира.
- Улучшенный дизайн щитов с учетом европейского стандарта эргономических характеристик достигается использованием современных конструкционных материалов.
- гидравлические турбины различных типов;
- гидрогенераторы;
- предтурбинные затворы;
- гидравлическая часть регуляторов и маслонапорных установок (МНУ);
- системы автоматического управления гидравлическими турбинами.
Склад типовых запчастей и расходных материалов дает возможность осуществлять экстренные поставки потребителю в любой регион.
В течение всего срока службы оборудования заказчикам предоставляется широкий спектр услуг в области сервисного обслуживания:
- шефмонтаж, шефналадку, шефнадзор, ревизия, ремонт, поставка и замена необходимых запасных частей и компонентов, – при этом гарантируется высокое качество и надежность работы поставляемого оборудования.
Программа сервисного обслуживания предусматривает гибкую систему скидок и использование взаимовыгодных сервисных технологий, таких как:
- продление срока службы;
- предоставление дополнительных запчастей и материалов;
- получение необходимого оборудования непосредственно с сервис-склада предприятия;
- услуги по комплексному обследованию и диагностированию оборудования с применением современных испытательных и диагностических средств.
В комплект поставки запасных частей включены такие специализированные детали, как бандажные кольца, токоведущие болты, лавсановые шнуры и т. д. Предусматриваются специальные химические компоненты: лаки, эмали и прессующие материалы.
«Силовые машины» изготовили и поставили основное энергетическое оборудование для восстановления Саяно-Шушенской ГЭС - десять гидротурбин с гидрогенераторами мощностью по 640 МВт и системы возбуждения к ним. В настоящее время крупнейшая в стране гидроэлектростанция оснащена новым, современным оборудованием, обладающим улучшенными рабочими характеристиками и соответствующим всем требованиям надежности и безопасности. Срок службы новых агрегатов увеличен до 40 лет, при этом максимальный КПД гидротурбины составляет 96,6%. Особое внимание уделено безопасности эксплуатации нового оборудования.
