Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


Пневматическое хозяйство

Пневматическое хозяйство ГЭС представляет собой одну или несколько самостоятельных систем высокого и низкого давления, в каждой из которых воздухопроводами объединены компрессорные установки, воздухосборники (ресиверы) и потребители. На крупных ГЭС с достаточно территориально удаленными от здания гидростанции распределительными устройствами в каждом из этих объектов имеется свое пневматическое хозяйство. Например, на Красноярской ГЭС имеются пневмохозяйства в здании ГЭС, на ОРУ-220 кВ и на ОРУ-500 кВ.

Компрессорные установки, воздухосборники, воздуховоды должны быть оборудованы предохранительными клапанами, приборами контроля, защиты и другими устройствами, в том числе средствами автоматики, обеспечивающими безопасность пневматического хозяйства предусмотренными правилами Госгортехнадзора.

Потребителями низкого давления являются: системы торможения агрегатов; системы отжатия воды из камер рабочих колес турбин перед переводом генератора из режима с активной нагрузкой в режим синхронного компенсатора (иногда в этих системах применяют высокое давление, а также образователи полыньи перед затворами, пневмогидравлические приборы и всякого рода пневматический инструмент. Они работают обычно при давлении 0,6-0,8 МПа.

Потребителями высокого давления являются масловоздушные котлы МНУ системы регулирования турбин, а также электрические воздушные выключатели, где давление воздуха используется в приводе выключателей и для гашения электрической дуги при отключении рабочих токов и токов короткого замыкания. МНУ используют давление воздуха в пределах 2,0-6,3 МПа, пневмохозяйство воздушных выключателей в последние годы строится с величиной первоначального давления 23 МПа.

Общий расход воздуха и пределы давлений, обеспечивающие надежную работу оборудования, а также технические параметры компрессорных установок, воздухосборников и аппаратуры управления определяются на основе данных потребителей воздуха. Воздуховоды, запорная и регулирующая аппаратура, воздухосборники и компрессоры должны обязательно резервироваться.

Особое внимание должно уделяться качеству воздуха по влажности во избежание конденсации влаги в воздуховодах, ресиверах, а главное в воздухосборниках выключателей и их дугогасительных камерах при колебаниях температуры наружного воздуха. Увлажнение изоляционных материалов недопустимо из-за потери ими диэлектрической прочности. Конденсат, замерзая в ресиверах, воздуховодах и запорно-клапанной арматуре приведет к отказу этих устройств, что также недопустимо. Кроме того, влага ускорит процесс коррозии внутренних поверхностей воздуховодов и ресиверов и приведет к снижению срока их службы. Поэтому продувка ресиверов, компрессоров, водомаслоотделителей является одним из важных технологических процессов в работе устройств пневматического хозяйства ГЭС.

Снижение влажности воздуха можно производить двумя способами:

- термодинамическим, снижая давление воздуха, поступающего из ресиверов в воздухораспределительную сеть;
- физическим, адсорбируя (поглощая) влагу с помощью какого-либо поглотителя.

Для воздушных выключателей обычно применяется термодинамический способ осушения воздуха. Поэтому, создавая пневмохозяйство, стремятся применять компрессоры с высоким давлением существенно выше, чем требуется для выключателей. В прошлом имело место распространенное соотношение давлений 4,0/2,0 МПа, в последние годы применяется соотношение 23,0/2,0 МПа.

В ресиверах повышенного давления влажность воздуха практически составляет 100%. Для выделения конденсата ресиверы располагают на открытом воздухе и обеспечивают их продувку. Зимой днища ресиверов обогреваются во избежание замерзания конденсата и продувочных устройств.

При редуцировании (уменьшении) давления происходит расширение воздуха и при постоянной температуре его относительная влажность уменьшается, поскольку в большем объеме остается то же количество влаги, что и до редуцирования.

Примером потребителя воздуха высокого давления 6,4 МПа является пневматическая система отжатая воды из камер рабочих колес турбин Саяно-Шушенской ГЭС, которая в отечественной практике была применена впервые.

Предполагалось, что использование воздуха в этой системе под большим давлением по сравнению с ранее применяемыми схемами, где давление в ресиверах не превышало 0,8 МПа, принесет существенный эффект. Однако этого не произошло. В период испытаний при подаче воздуха с давлением 6,4 МПа под рабочим колесом возникал сильный гидравлический удар, который привел даже к разрушению корпуса задвижки, установленной на воздуховоде воздуходувки.

Главная опасность была в том, что в момент подачи воздуха давление под крышкой турбины достигло 1,7 МПа, т.е. могло приблизиться к предельному давлению, на которое рассчитана прочность крышки, и которую при определенных условиях может превзойти величина гидравлического удара. Кроме того, при испытаниях было выявлено недопустимо короткое время, заданное на открытие пробкового клапана впуска воздуха под рабочее колесо турбины.

Опытным путем была подобрана оптимальная величина давления впуска воздуха, которая составила 3,0 МПа. Этот пример свидетельствует о важности тщательной проектной проработки любой вспомогательной системы, которая обеспечивает основную работу ГЭС.

В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон, "Гидроэлектростанции", Красноярск, 2002г.

Экспертиза

на главную