Подшипники и уплотнения для гигантской гидроэлектростанции

20 декабря 2022 года, после 13 лет строительства, ГЭС Байхэтань (Китай) была полностью включена в китайскую электросеть. Установленная мощность – 16000 мегаватт, эта электростанция является последним звеном в китайской цепи «коридор зеленой энергии», сети из семи гигантских электростанций на реке Янцзы и ее притоках, которые внесли значительный вклад в развитие чистой энергетики в Китае. Новая электростанция будет производить примерно 62443 миллион киловатт час чистой электроэнергии в год.

Построенная на нижнем притоке реки Янцзы реке Цзиньша, гидроэлектростанция Байхэтань является второй по размеру гидроэлектростанцией в мире, после китайской ГЭС Три ущелья, которая находится ниже по этому коридору. Эта станция, однако, рекордсмен в других направлениях, она снабжена 16 гидроагрегатами, самыми мощными из всех когда-либо созданных.

Рис. 1. ГЭС Байхэтань

Громадные турбины

Для больших гидроэлектростанций важен размер турбин. Использование турбин большего размера снижает расходы на установку, обслуживание и эксплуатацию и увеличивает энергоэффективность станции. С пиковой эффективностью 96,97%, турбины Байхэтань самые эффективные из существующих в мире, по данным корпорации инженерного развития Три ущелья, китайской энергетической компании.

Рис. 2. Установка гидро турбин

Разработка и производство турбин беспрецедентного размера было значительным вызовом, и экспертиза SKF сыграла большую роль на нескольких этапах проекта, начиная глубоко внутри гигантской турбины высотой 50 метров и весом 8000 тонн. В каждом узле, механизм, контролирующий поток и направление входящей воды до того, как она достигает 2000 тонного ротора в сердце оборудования, критичен для стабильности, надежности и эффективности узла.

Рис. 3. Механизм, направляющий воду

Один из ключевых индикаторов работы конструкции направляющей системы – объем течей вокруг вращающихся компонентов . Производитель турбин использовал технологии уплотнений SKF, чтобы снизить теоретические утечки воды через поверхности направляющего аппарата до одной десятой от обычного уровня и общие утечки наполовину.

Рис. 4. Сборка направляющего аппарата в гидротурбине

Цилиндрический механизм направления воды расположен в седельном кольце, где вода попадает в турбину. Уплотнение втулки играет ключевую роль в предотвращении утечки водыпод давлением и защищает цапфу от попадания осадка. Если втулка изношена, может возникнуть нарушение соосности между цапфами. Это приведет к увеличению вертикального зазора направляющего аппарата и к увеличению протечек, что влияет на энергоэффективность.

Для проекта Байхэтань выбрали материал SKF H-ECOPUR для уплотнений - это термопластиковый полиуретановый эластомер с хорошим сопротивлением износу, низкой степенью деформации и высокой прочностью на разрыв. SKF также поставили 3,4 метровое плавающее кольцевое уплотнение, сделанное из литьевого полиуретана. Этот материал хорошо подходит для соединения на месте разборных уплотнительных колец, обеспечивая, чтобы характеристики уплотнения были такие же, как у цельного уплотнительного кольца.

Рис. 5. Сборка направляющего аппарата в гидротурбине

Безопасность

Воду, которая поступает в турбины, удерживает 7 метровая дважды изогнутая бетонная арочная дамба высотой 289 метров. Эта гигантская конструкция, высотой с 100 этажный дом, сдерживает более 20 миллионов кубометров воды, выдерживая нагрузку в 16,5 миллионов тонн.

Дамба была сконструирована, чтобы работать безопасно при экстремальных условиях, включая сценарий наводнения, которое случается раз в 1000 лет.

Сооружение для сброса паводковых расходов складывается из шести водосливных и семи донных водовыпусков внутри плотины, вместе с тремя водосбросными туннелями на левом берегу. Поток, проходящий через саму электростанцию, проходит через береговую башню, снабженную тремя независимыми затворами: многоуровневым входным затвором, затвором на случай обслуживания и аварийным затвором, который в аварийных условиях может опуститься и перекрыть поток за четыре минуты.

В быстром затворе работает самый большой в мире гидроподъемник. Наружный диаметр 1,19 метров, внутренний диаметр 0,95 м, гигантский цилиндр приводит поршень с керамическим покрытием, диаметром 0,45 м, и может создавать усилие 12500 килоньютонов. Этого достаточно для подъема примерно 800 автомобилей. Внутри цилиндра, перемещение и устойчивость обеспечивается специальными сферическими подшипниками скольжения нового поколения от SKF. Подшипники состоят из наружного кольца из медного сплава покрытого сухой смазкой, и внутреннего кольца из нержавеющей стали. Они характеризуются высокой грузоподъемностью, низким трением, сопротивлением коррозии, очень высоким ресурсом и компактными размерами.

Рис. 6. Новое поколение сферических подшипников скольжения для гидроэлектростанций

Еще технологии SKF используются для уплотнений подъемника, они предотвращают утечку гидравлической жидкости под большим давлением и защищают внутренние детали от коррозии и износа в сложных условиях влажности в районе плотины. SKF ECOPUR S SFW был разработан для керамического покрытия штока поршня подъемника. Материал имеет превосходные антифрикцинные и антизадирные свойства, и исключительно низкие протечки, и выдерживает более высокую шероховатость поверхностей, чем подобные обычные материалы. Для байхэтаньского подъемника, SKF также поставили комплексное решение для гидроцилиндра, включая набор шевронных уплотнений, грязесъемных манжет и направляющих колец.

Рис. 7. S-ECOPUR S SFW для керамического покрытия поршня подъемника

Безопасная, экономичная, возобновляемая, экологически чистая энергия гидроэлектростанции играет важную роль в развитии энергетики Китая. Каждая из 16 гигантских турбин новой Байхатаньской электростанции содержит более 1 миллиона компонентов. Водонаправляющий механизм содержит 7300 компонентов, из которых уплотнения SKF – это только малая часть, но они тоже играют важную роль в эффективности всего механизма. И система уплотнений SKF и сферические подшипники скольжения – критически важные компоненты подъемника затвора, который обеспечивает, чтобы это огромное гидросооружение, второе по величине в мире, всегда было под постоянным контролем.

Новости мировых производителей подшипников и деталей промышленных трансмиссий (RSS)
Архив новостей

При использовании новостей сайта прямая активная гиперссылка на BERGAB.RU обязательна