Pomen oljnega hlajenja potisnih ležajev v hidroelektrarnah

Hidroturbine pogosto delujejo pod visokimi aksialnimi obremenitvami in spremenljivimi pogoji zaradi nihanja vodne višine in sprememb obremenitve. Brez ustreznega hlajenja lahko temperatura olja potisnega ležaja hitro naraste, kar povzroči:

• Zmanjšana viskoznost olja in razpad mazalnega filma
• Pospešena obraba potisnih ploščic in naležnih površin
• Povečano tveganje za brisanje ali zasuk ležaja
• Zmanjšana razpoložljivost turbine in zanesljivost naprave

Pravilno zasnovan hladilnik olja na potisnem ležaju zagotavlja stabilno temperaturo olja, dosledno mazanje in dolgo življenjsko dobo tako olja kot komponent ležaja.

Ključni vidiki oblikovanja

Pri izbiri oljnega hladilnika potisnega ležaja za hidroturbino je treba oceniti več tehničnih dejavnikov:

1. Toplotna obremenitev: Določeno z izgubami na ležajih in velikostjo turbine
2. Stopnja pretoka in viskoznost olja: Za zagotovitev ustreznega hlajenja brez pretiranega padca tlaka
3. Hladilna srednja temperatura in kakovost
4. Dovoljena izhodna temperatura olja: običajno se vzdržuje med 45–55 stopinj
5. Redundanca: Duplex ali rezervni hladilniki za kritične enote
6. Skladnost s standardi: IEC, ISO in prakse hidroenergetske industrije

Ustrezna velikost in izbira materiala sta ključnega pomena za zagotavljanje dolgoročne-zanesljivosti in minimalnega vzdrževanja.

 

Študija primera: Hladilnik olja s potisnim ležajem za veliko hidroturbino

• Ozadje projekta

Hidroelektrarna, ki je upravljala 120 MW vertikalno Francisovo turbino, je imela povišane temperature olja v potisnem ležaju med delovanjem pri največji obremenitvi, zlasti v poletnih mesecih. Obstoječi hladilnik olja je imel omejeno zmogljivost in se je bližal koncu svoje življenjske dobe.

• Izzivi

Temperatura olja presega priporočene meje pri polni obremenitvi

Povečana pogostnost pregledov ležajev

Nevarnost prisilne redukcije med visokimi temperaturami vode v okolju

• Rešitev implementirana

Kot neposredna zamenjava je bil zasnovan in nameščen nov oljni hladilnik-in-cevni potisni ležaj, optimiziran za večjo zmogljivost odvajanja toplote.

• Ključni parametri zasnove

Tip turbine: Vertikalni Francis

Hladilni medij: zaprta zanka-slada voda

Vstopna temperatura olja: 65 stopinj

Izhodna temperatura olja: Manj ali enako 50 stopinj

Material cevi: Nerjaveče jeklo za izboljšano odpornost proti koroziji

• Doseženi rezultati

Stabilna temperatura olja potisnega ležaja pri vseh pogojih obremenitve

Izboljšana zanesljivost ležajev in podaljšani intervali menjave olja

Zmanjšani vzdrževalni posegi

Izboljšana razpoložljivost turbine in zaupanje v delovanje

Nadgradnja je napravi omogočila neprekinjeno delovanje z nazivno zmogljivostjo brez temperaturnih-omejitev.

 

Zaključek

Hladilniki olja s potisnimi ležaji za hidroturbine igrajo ključno vlogo pri zagotavljanju zanesljivosti, učinkovitosti in življenjske dobe turbin. Z vzdrževanjem optimalne temperature olja in pogojev mazanja ti hladilniki ščitijo eno najbolj obremenjenih komponent v hidroelektrarni.