2-Regulační hydrospojky TRANSFLUID-VM na EPRU II

Roubalova 7a, 602 00 Brno, tel.: 543 331 296-7, fax: 543 330 287, e-mail: [email protected], www.tespo-eng.cz
TESPO engineering s.r.o.:
Mgr. Petr Nováček
Adresa:
Tel:
Fax:
e-mail:
Web:
Roubalova 7a, 602 00 Brno
543 331 296, 7
543 330 287
[email protected]
www.tespo-eng.cz
Obsah:
Regulační a rozběhové hydrodynamické spojky TRANASFLUID v elektrárně Prunéřov II
ROZBĚHOVÉ A REGULAČNÍ HYDRODYNAMICKÉ SPOJKY TRANSFLUID
Rozběhové hydrodynamické spojky se obvykle používají pro zajištění pozvolného rozběhu
různých zařízení a strojů. Obvykle bývají nedílnou součástí zařízení jako jsou dopravníkové pásy větších
výkonů, drtiče, mlýny atd. Rozběhová hydrodynamická spojka zajistí to, že elektromotor se rozbíhá vždy
v odlehčeném stavu. Se startem elektromotoru se s velkým skluzem začne otáčet výstupní část
hydrospojky. Skluz se snižuje a s určitým časovým zpožděním dosáhne výstupní část hydrospojky
požadovaných otáček.
Vhodným návrhem hydrospojky (typ, počet předkomůrek atd.) lze dosáhnout velmi pozvolného
rozběhu bez mechanických rázů. Další potřebnou funkcí, kterou hydrospojka disponuje, je kvalitní
momentová ochrana, která spolehlivě zafunguje, pokud se do pracovní oblasti drtičů, mlýnů a obdobných
zařízení dostanou předměty, které způsobí jejich „zaseknutí“ při plných otáčkách. Neexistuje elektronická
ochrana, která na toto dokáže včas zareagovat. Elektronické ochrany řeší tyto problémy vždy až následné
s větším či menším časovým zpožděním. Při těchto stavech obvykle dochází k destrukcím v mechanické
části pohonu (v lepším případě k destrukci pružné spojky – nejlevnějšího dílu pohonu, v horším případě
k destrukci elektromotoru, nebo samotné převodovky). Rozběhová hydrospojka zajistí to, že při
„zaseknutí“ např. oběžného kola mlýna se olejová vrstva „utrhne“ a hydrospojka přestane přenášet
kroutící moment ze strany elektromotoru. Tento stav lze také jednoduchým způsobem monitorovat a
podat informaci do řídícího systému a následně odpojit také elektromotor mlýna od napájecí sítě. Jak se
chová hydraulická rozběhová spojka při rozběhu a v jakém rozmezí může fungovat momentová ochrana
je vidět na níže uvedeném obrázku.
Obr. č.1.: ukázka rozběhu a momentové ochrany rozběhové hydraulické spojky
M
O
Mm
200%
Mn
MI
ML
100%
80-130%
0
10
MI: moment přenášený hydrospojkou
Mm: záběrový moment elektromotoru
20
Čas [s]
ML: absorbovaný moment zařízením
Mn: jmen. Moment při plné zátěži
Roubalova 7a, 602 00 Brno, tel.: 543 331 296-7, fax: 543 330 287, e-mail: [email protected], www.tespo-eng.cz
Z konstrukce rozběhové hydrodynamické spojky vychází hydrodynamická spojka regulační, která
dokáže regulovat otáčky (výkon) poháněného stroje. Níže je popsána aplikace této regulační
hydrodynamické spojky pro regulaci výkonu ventilátorových mlýnů, akce: „Retrofit Elektrárny Prunéřov
II“ a také trochu teorie o tom, jak hydrodynamická regulační spojka funguje.
KOMPLEXNÍ OBNOVA ELEKTRÁRNY PRUNÉŘOV II: Dodávka 24 hydrodynamických
regulačních spojek typu KSL pro regulaci výkonu ventilátorových mlýnů kotlů K3, K4 a K5:
Výrobce hydrodynamických spojek, firma TRANSFLUID dodala celkem 24 ks
hydrodynamických regulačních spojek pro regulaci výkonu ventilátorových mlýnů. Společnost TESPO
engineering s.r.o. jako obchodní, technický a servisní zástupce firmy TRANSFLUID v ČR tyto
hydrodynamické spojky uváděla do provozu, testovala a následně se stará o servis. Zprovoznění a
testování prvních kusů probíhalo pod dohledem firmy Transfluid, zbytek již provedli technici TESPO
engineering samostatně.
Části pohonu ventilátorových mlýnů Elektrárna Prunéřov:
- ELEKTROMOTOR
- PRUŽNÉ SPOJKY ARCUSAFLEX
- HYDROSPOJKA KSL 29:
Dávkovací okruh
Mazací okruh
Chladící okruh
Vlastnosti
- PŘEVODOVKA
Roubalova 7a, 602 00 Brno, tel.: 543 331 296-7, fax: 543 330 287, e-mail: [email protected], www.tespo-eng.cz
Části pohonu ventilátorových mlýnů - ELEKTROMOTOR:
V Elektrárně Prunéřov jsou jako pohon ventilátorových mlýnů použity asynchronní elektromotory
s kotvou nakrátko těchto parametrů:
- Pn = 750 kW
- Un = 6000 V
- f = 50 Hz
- nn = 1488 ot/min
- In = 93 A
- Mn = 5134 Nm
- m = 3,8 t
- krytí IP55
Maximální povolená doba rozběhu motoru 15 s. Povoleny 3 „studené“ a 2 „teplé“ starty
za hodinu. Valivá ložiska s tukovým mazáním a měřením vibrací. Motor pohonu mlýna je uložen
na společném základovém rámu.
Části pohonu ventilátorových mlýnů - PRUŽNÉ SPOJKY
Pro spojení hřídele elektromotoru se
vstupní hřídelí hydrodynamické regulační spojky
jsou použity pružné spojky typu ARCUSAFLEX
AC8. Identické spojky slouží též ke spojení
výstupní hřídele hydrospojky a
převodovky
ventilátorového mlýnu.
Spojka typu ARCUSAFLEX AC8:
- Mn = 9200 Nm
- otáčky = 2300 ot/min.
Pružné segmenty jsou vyrobené z přírodního kaučuku. Spojky mají vysokou torzní pružnost
s lineární charakteristikou a dobrou schopnost absorbovat vibrace. Předností je i snadná montáž
a demontáž.
Roubalova 7a, 602 00 Brno, tel.: 543 331 296-7, fax: 543 330 287, e-mail: [email protected], www.tespo-eng.cz
Části pohonu ventilátorových mlýnů - HYDRODYNAMICKÁ REGULAČNÍ SPOJKA KSL 29
Hydrospojka KSL:
- velikost 29
- výkon 1250 kW,
- otáčky 1097 –1455 ot/min,
- náplň 300 l oleje
Všeobecné informace:
Regulační hydrodynamická spojka KSL je
určena pro rozběh a regulaci otáček v aplikacích se
středním a vysokým výkonem elektromotorů. Jde
o regulační hydrodynamickou spojku, která
umožňuje čerpání oleje do pracovního prostoru
(oběžné turbíny). Olej se do tohoto prostoru čerpá
z cirkulačního okruhu pomocí olejového
šroubového čerpadla poháněného elektromotorem
s frekvenčním měničem.
Řídící proudový signál 4-20 mA zadávaný
do frekvenčního měniče řídí otáčky čerpadla
pracovního oleje hydrospojky. Čím více oleje se čerpá do prostoru oběžné turbíny hydrospojky, tím větší
jsou i otáčky její výstupní hřídele.
Olej z pracovního prostoru hydrospojky vytéká kalibrovanými tryskami po obvodě oběžné turbíny
zpět do tanku s olejem. Mazání ložisek zajišťuje samostatný mazací okruh s mazacím čerpadlem. Zahřátý
olej se chladí přes deskový výměník chladícího okruhu. Viz. Obrázek níže.
Roubalova 7a, 602 00 Brno, tel.: 543 331 296-7, fax: 543 330 287, e-mail: [email protected], www.tespo-eng.cz
Dávkovací (pracovní) okruh hydraulické regulační spojky KSL:
Dávkovací okruh hydrospojky
KSL je samostatný nezávislý
okruh obsahující:
dávkovací
čerpadlo
s frekvenčním měničem
- třícestný manuální kohout pro
ruční regulaci otáček
- olejový filtr
- čidlo podtlaku filtru
- třícestný manuální kohout pro
by-pas (výměnu olejového filtru
za chodu)
Rozběh a regulace hydrodynamické spojky v automatickém provozu probíhá dávkováním oleje do
hydrospojky prostřednictvím čerpadla řízeného frekvenčním měničem. Pro případ poruchy frekvenčního
měniče však existuje možnost, jak hydrospojku zachovat v chodu a manuálně regulovat výstupní otáčky.
Slouží k tomu ruční třícestný kohout na výstupu dávkovacího čerpadla. Pomocí tohoto kohoutu se
ručně dávkuje množství oleje do hydrospojky, přestože neřízené dávkovací čerpadlo pracuje na plný
výkon. Tímto způsobem je možné hydrodynamickou regulační spojku nejen uvést do provozu a regulovat
otáčky za chodu, ale je možné ji také rychle odstavit (odpojit elektromotor od ventilátorového mlýnu),
např. při případném problému samotného ventilátorového mlýnu při uvádění do provozu.
Roubalova 7a, 602 00 Brno, tel.: 543 331 296-7, fax: 543 330 287, e-mail: [email protected], www.tespo-eng.cz
Aby mohla být provedena výměna olejového filtru dávkovacího okruhu i za chodu, je třeba na
nezbytně dlouhou dobu přepnout na by-pasovou větev dávkovacího okruhu. To lze provést pomocí
druhého trojcestného by-pas kohoutu. Stav průchodnosti olejového filtru monitoruje podtlakový spínač
umístěný na filtru. Signál spínače je monitorován centrálním systémem řízení.
Mazací okruh hydraulické regulační spojky KSL:
Mazací okruh hydrospojky KSL je
samostatný nezávislý okruh obsahující:
- zubové čerpadlo mazání
- olejový filtr
- diferenční čidlo tlaku na filtru
- tlakový spínač oleje mazacího okruhu
Mazací okruh hydrospojky KSL
zajišťuje mazání ložisek. Diferenční
čidlo tlaku na filtru posílá informaci
o stavu filtru do velínu ve formě
proudového signálu. Tlakový spínač
oleje v mazacím okruhu zabezpečuje spolehlivé mazání ložisek. Filtr oleje mazacího okruhu lze vyměnit
i za chodu hydraulické spojky KSL.
Roubalova 7a, 602 00 Brno, tel.: 543 331 296-7, fax: 543 330 287, e-mail: [email protected], www.tespo-eng.cz
Chladící okruh hydraulické regulační spojky KSL:
Chladící okruh hydrospojky
KSL je samostatný nezávislý
okruh obsahující:
- čerpadlo chlazení
- deskový výměník
- čidla a spínače teplot
Chladící okruh se stará
o udržení teploty oleje v tanku
hydrospojky
v
nastavených
mezích. Vychlazování oleje
probíhá skrz deskový výměník
napojený na chladící vodu
elektrárny. Proces chlazení oleje
je zabezpečený a monitorovaný
nezávislými
čidly
několika
a spínači napojenými na centrální
řídící systém.
Kromě výše uvedených
snímačů
jsou
součástí
hydrospojky KSL další systémy
vyhodnocující její stav (otáčky na
výstupu, množství oleje v tanku,
teploty v různých místech,
tlaky...).
Roubalova 7a, 602 00 Brno, tel.: 543 331 296-7, fax: 543 330 287, e-mail: [email protected], www.tespo-eng.cz
Výhody konstrukce hydrodynamických regulačních spojek TRANSFLUID:
1. Demontáž:
Konstrukce hydraulické regulační spojky
KSL, nabízí možnost demontáže hlavního bloku
hydrospojky a servis všech rotačních částí bez
nutnosti
demontáže
hydrospojky,
nebo
elektromotoru ze své pozice.
U konstrukcí hydraulických spojek, které
toto neumožňují, je při servisu nebo opravě nutné
demontovat z pozice těžkou hydrospojku nebo
elektromotor, provést opravu, poté vrátit na pozici
a celý pohon znovu ustavit. V takovém případě jde
o těžkou, náročnou a drahou manipulaci.
2. Servis:
Samostatné okruhy dávkování, mazání a chlazení oleje umožňují
snazší údržbu a opravy za použití běžného vybavení.
Některé výhody KSL oproti frekvenčnímu měniči:
- vyšší účinnost v regulačním rozsahu 85 – 100%
- velmi dobrá mechanická momentová ochrana soustrojí
- nižší pořizovací cena
- snazší oprava při poruše, menší závislost na výrobci, pro běžnou údržbu
a opravy není třeba vysoce specializovaný servisní technik
Některé nevýhody KSL oproti frekvenčnímu měniči:
- větší zástavbový prostor pohonu ventilátorového mlýnu
- péče o olejové a vodní hospodářství
- otáčky na výstupu hydrospojky nemohou být vyšší než otáčky motoru
Některé výhody KSL oproti hydrospojkám s konstantním plněním:
- možnost regulace otáček
- regulované hydrospojky umožňují variabilní nastavení charakteru rozběhu a doběhu
- regulované hydrospojky je možné přeplnit olejem a dosáhnout tak menšího skluzu
(vyšší účinnosti) při ustáleném chodu
- při použití výměníku pro chlazení oleje, lze přenést u regulovaných hydrospojek i větší
výkon
- při použití rychlo-vypouštěcích kalibrovaných trysek lze dosáhnout odstavení zařízení od pohonu během
několika sekund
Roubalova 7a, 602 00 Brno, tel.: 543 331 296-7, fax: 543 330 287, e-mail: [email protected], www.tespo-eng.cz
Části pohonu ventilátorových mlýnů - PŘEVODOVKA
Ventilátorové
mlýny
v Elektrárně
Prunéřov
jsou
vybaveny
jednostupňovými
čelními převodovkami:
- Pn = 800 kW
- vst. kr. moment = 5 294 Nm
- výst. kr. moment = 11 536 Nm
- převod i = 2,179
- vstupní otáčky = 1455 ot/min
- výstupní otáčky = 668 ot/min
Převodovky jsou upevněny na nových základových rámech. Převodový poměr je volen tak, že
jmenovité otáčky motoru 1488 ot/min, resp. výstupní otáčky z hydrodynamické spojky 1455 ot/min, jsou
redukovány na maximální otáčky mlecího kola 668 ot/min.
Skříň převodovky je dvoudílná, vyrobená z ocelolitiny. Hlavní i předlohová hřídel jsou uloženy ve
valivých ložiscích. Kroutící moment je přenášen koly se šikmým ozubením. Výstupní konec hlavní
hřídele je opatřen kuželem pro uložení mlecího kola a zápichem pro opěrný kroužek upevnění mlecího
kola. K chlazení a mazání ložisek a ozubení převodových kol se používá samostatný olejový okruh.