Корзина:
с 9:00 до 19:00
Режим работы: Пн-Пт
+7 (495) 120-03-90
zakaz@plc.ru

Как проводилась реконструкция гидромеханической колонки электрогидравлического регулятора на Загороской ГАЭС?

15.12.2014

Загорская ГАЭС представляет собой единственную гидроаккумулирующую электростанцию, которая сегодня установлена на территории России, при этом ее строительство начиналось еще в далеком 1974 году. В 2005 году правительство решило запустить масштабную программу технического перевооружения, результаты которой мы смогли пронаблюдать и оценить через шесть лет.

производствоВ частности данная программа включала в себя капитальный ремонт каждого отдельного гидроагрегата станции, а с 2008 года неоднократно осуществлялось улучшение автоматики системы контроля гидроагрегатами. Одним из наиболее важных компонентов ее следует отметить систему регулирования, которая отвечает за контроль над расположением регулирующих органов гидротурбины, так как за счет использования данной системы обеспечивается эффективное управление частотой вращения, а также активной мощностью работающего агрегата.

Загорская ГАЭС использует специализированные радиально-осевые гидроагрегаты, которые предусматривают в качестве регулирующего органа направляющий аппарат, при помощи которого обеспечивается ограничение расхода воды через турбину. Контроль над расходом осуществляется посредством корректировки положения сервомоторов направляющего аппарата в одну из сторон его открытия.

Система регулирования составляется из двух главных компонентов – это:

· Электрическая панель электрогидравлического регулятора;

· Гидромеханическая панель, которая реализуется в виде специальной гидромеханической колонки управления.

Команды, которые получаются посредством электрической панели, используются гидромеханической частью для того, чтобы перемещать сервомоторы в необходимом направлении на определенную величину. Для того, чтобы добиться самого лучшего эффекта, желательно одновременно проводить реконструкцию гидромеханической и электрической системой регулировки, так как за счет этого вы сможете обеспечить полноценную возможность взаимодействия современного микропроцессорного оборудования с гидроавтоматикой. В противном же случае вам придется в процессе работы смириться с ограниченным быстродействием из-за наличия нереконструированной части устройства.

Все преимущества использования микропроцессорного оборудования по сравнению с другими системами лучше всего рассматривать отдельной статьей, ведь более важно рассмотреть реконструкцию ГМК, в процессе которой необходимо было добиться следующих целей:

· Улучшение статических и динамических характеристик гидромеханической системы управления. В конечном итоге обеспечивается полное соответствие действующим стандартам и требованиям, которые сегодня предъявляются к системам регулирования гидроагрегатов;

· Проведение полной замены технически и морально устаревшего оборудования, а также увеличение общей ремонтопригодности и надежности работы гидромеханической колонки управления. Оригинальная конструкция предусматривает использование оборудования индивидуального производства, к которому нет возможности подобрать какой-либо взаимозаменяемый аналог. В процессе проведения реконструкции принято использовать современные устройства, которые выпускаются серийно и предназначаются для общепромышленного назначения с присоединительными и стандартизированными установочными размерами.

Начало реконструкции

Изначально начиналась реконструкция четвертого гидроагрегата, который и подвергся первым техническому перевооружению. Для того, чтобы реконструировать гидромеханическую колонку управления, использовалось стандартное в этой сфере техническое решение, в соответствии с которым из устройства были полностью удалены механические обратные связи и все устарелое оборудование, то есть остался только лишь главный золотник, который представляет собой главный элемент колонки и влияет на направление и скорость перемещения сервомоторов.

Вместо старых элементов в колонку устанавливаются абсолютно новые функциональные блоки:

· Блок управления основным золотником

Данный блок составляется из гидропанели, а также установленной на данную панель распределительной аппаратуры. При помощи этого элемента обеспечивается возможность функционирования оборудованием в двух основных режимах – это режим опробования и автоматическая работа.

В автоматическом режиме такое устройство обеспечивает управление через пропорциональный гидрораспределитель PV, при помощи которого осуществляется направление потоков рабочей жидкости в полном соответствии с теми командами, которые предоставляет электрический регулятор.

Режим опробования при помощи распределителя с ручным управлением осуществляется посредством смещения основного золотника до упора вниз или вверх, вследствие чего соответствующим образом направляются также сервомоторы в сторону закрытия или открытия. Стоит отметить, что использование данного режима является весьма актуальным в процессе проведения обслуживания и наладки системы регулирования.

Переключение между режимами проводится через специальный гидрораспределитель DV2, а механизм пуска/остановки устройства DV1 монтируется с той целью, чтобы обеспечить принудительное смещение главного золотника в сторону закрытия при возникновении каких-либо неисправностей пропорционального гидрораспределителя.

· Сдвоенный фильтр тонкой очистки рабочей жидкости

Данный фильтр предназначается для обеспечения нужной чистоты рабочей жидкости, которая находится в управляющем контуре ГМК. От этого непосредственно зависит общая долговечность и надежность гидрораспределительной аппаратуры, установленной в блоке управления. При помощи сдвоенных фильтров обеспечивается возможность оперативного переключения с уже загрязненного фильтроэлемента на полностью чистый, который все это время находится в резерве. Автоматика, основываясь на данных датчика засоренности, позволяет проводить такую замену всегда своевременно;

· Механизм обратной связи главного золотника BQ2

Данное устройство представляет собой специализированный датчик, которым регистрируются нелинейные перемещения, а также ряд кронштейнов для его установки.

Результат

В конечном итоге была проведена успешная реконструкция, однако после получения основных навыков работы с новыми устройствами персонал ГАЭС высказал пожелание сохранить в процессе модернизации последующих пяти агрегатов систему автономного ручного управления гидромеханической колонки, так как с ее помощью осуществляется позиционирование направляющего аппарата вне зависимости от электрического регулятора.

Таким образом, в составе гидромеханической колонки из старой конструкции было решено оставить:

· Блок золотников, находящихся в конструкции главного золотника, а также золотника аварийного закрытия;

· Кран переключения ручного/автоматического управления BV;

· Сдвоенный фильтр тонкой очистки DF;

· Золотник аварийного закрытия DV2, при помощи которого обеспечивается полное закрытие направляющего аппарата вне зависимости от расположения каких-либо других распределительных устройств.

Функциональные элементы полностью демонтировались, а вместо них использовалось новое оборудование в виде пропорционального гидрораспределителя PV, оснащенного датчиком обратной связи, который в соответствии с сигналом, полученном от электрического регулятора, осуществляет управление расходом и направлением потоков рабочей жидкости.

На промежуточный сервомотор так же, как и на индивидуальные приводы лопаток направляющего аппарата были монтированы специальные механизмы обратной связи, а каждый новый распределительный элемент было решено оснастить датчиками обратной связи, при помощи которых осуществляется тщательный мониторинг исполнения тех команд, которые подаются от системы управления.

В конечном итоге специалисты разработали и внедрили решение, при помощи которого одновременно объединились достоинства современной гидроавтоматики, и при этом остался в сохранности статус ГМК как устройства, при помощи которого осуществляется позиционирование направляющего аппарата в автономном режиме вне зависимости от команд электронного регулятора. Такое решение получило довольно лестные отзывы от персонала, который ответственен за обслуживание ГАЭС, вследствие чего активно используется, начиная с 2009 года.

Последующее развитие

В конце 2009 года появилось большое количество новых требований, которые относились в частности к гидромеханической части системы регулирования гидроагрегатами. Таким образом, в конструкции гидромеханической колонки в будущем решили предусматривать тенденцию на закрытие направляющего аппарата после потери электроснабжения.

Решение этой задачи нашли в установке специализированного пропорционального гидрораспределителя, оснащенного возвратной пружиной, за счет чего гидроаппарат переводился в заранее заданное безопасное положение, выбираемое в соответствии с необходимостью смещения главного золотника.

Однако на практике все оказалось далеко не так просто, как в теории. Если для ГЭС действующие рекомендации Ростехнадзора, связанные с закрытием направляющего аппарата, использовались без каких-либо проблем, то при соблюдении их в ГАЭС возникали определенные сложности. В частности не все правильно понимали, что делать с насосным режимом работы оборудования, ведь это могло привести к закрытию направляющего аппарата в насосном режиме, а это уже могло спровоцировать значительный ущерб агрегата.

Данный вопрос в течении длительного времени изучался и согласовывался с различными компетентными организациями, при этом необходимо было соответствовать графику технического перевооружения станции. Таким образом, было принято решение предусмотреть в гидромеханической колонке на техническом уровне обеспечить возможность настройки тенденции смещения главного золотника в одну из сторон в зависимости от используемого режима работы гидроагрегата, а уже потом, после того как появятся конкретные рекомендации ГАЭС, внедрить в работу автоматики также и соответствующие алгоритмы.

Было принято решение сразу же после пропорционального гидрораспределителя использовать также дополнительный гидрораспределитель DV2, которому была определена функция гидравлического инвертора. За счет этого в одном из положений таких устройств пропорциональные гидрораспределители при возникновении каких-либо потерь в электроснабжении будут осуществлять смещение главного золотника в сторону закрытия, а во втором положении – открытия.

Далее в соответствии с требованиями, связанными с необходимостью сохранения ручного управления, использование этих идей было осуществлено в концепции селективного гидравлического управления по максимальным показателям, вследствие чего появилась специальная гидравлическая схема реконструкции.

Из гидромеханической колонки было решено удалить абсолютно все компоненты, которые входили в прежнюю конструкцию за исключением блокировочного и главного золотников, а также системы тросовых обратных связей и рычагов, при помощи которых обеспечивалось ручное управление. Побудительный золотник был модифицирован под новые функции и возможности оборудования.

Решение о сохранении блокировочного золотника в составе гидромеханической колонки было принято с той целью, чтобы обеспечить ограничение скорости открытия направляющего аппарата в насосном режиме. После включения блокировочного золотника между ограничительными гайками монтируется специализированная планка, при помощи которой достигается снижение главного золотника в сторону открытия, вследствие чего обеспечивается механическое ограничение расхода рабочей жидкости, которая направляется на открытие направляющего аппарата.

Как и в предыдущий раз, все устройства оснащались датчиками обратной связи. Именно по такой технологии была проведена реконструкция третьего, пятого и шестого гидроагрегата.

Процедура реконструкции первого гидроагрегата осуществлялась в соответствии с технологией реконструкции второго гидроагрегата, однако в данном случае использовалась система «гидравлического инвертора», при помощи которой была обеспечена возможность проведения настройки тенденции движения направляющих аппаратов.

Назад к списку новостей