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Hydraulisches Energiespeichersteuerungssystem mit zuverlässiger Energieüberwachung
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Kolben‑Hochdruck‑Flüssigkeitssteuerungssystem für Wasserturbinenregler
Veröffentlichungszeit:
2024-12-30 15:14
Kategorie:
Lösung
Speicherhydrauliksystem mit zuverlässiger Energieüberwachung
Gouverneur Energiespeicher Stromquelle elektrohydraulisches Steuerungssystem
Gemäß den Anforderungen der internationalen Norm IEC 61362 für Wasserkraftwerksgeneratoren ist für die Regelungseinrichtung ein elektrohydraulisches Servosystem mit redundanter Auslegung vorzusehen. In der Regel ist mindestens sicherzustellen, dass die drei Stellglieder des Schalters über ihren gesamten Hub betrieben werden können; zudem muss das System auch bei einem Notfall‑Niederdruck im Ölsystem in der Lage sein, die Reglerstellelemente vollständig zu schließen. Gleichzeitig kann der Druckspeicher im normalen Betriebsmodus der Regelung eine feinabgestimmte Regelung der Reglerfunktion unterstützen.
1. Das Druckspeichersystem ist mit einem Energieüberwachungssystem auszustatten, um die Funktion der Abschaltung im Notfall sicherzustellen;
2. Bei Verwendung eines Niederdruck‑Hydrauliksteuerungssystems werden in der Regel Energiespeicher mit einem Öl‑Gas‑Mischbehälter eingesetzt, die über eine Flüssigkeitsstandüberwachungsfunktion verfügen (die Nennbetriebsdrücke betragen in der Regel nicht mehr als 9 MPa);
3. Bei Verwendung eines Hochdruck‑Hydrauliksteuerungssystems ist ein Kolben‑Akkumulatorsystem mit Füllstandüberwachungssystem einzusetzen;
4. Gemäß Abschnitt 5.1.2 der IEC 61362 werden Blasenspeicher‑Hydrauliksysteme grundsätzlich nicht eingesetzt, da die im Blasenspeicher gespeicherte Energie nicht direkt überwacht werden kann und ein Bersten der Blase nicht vollständig ausgeschlossen werden kann.
Im Vergleich zu einem mitteldruckbasierten, hydraulisch gesteuerten Drehzahlregelsystem, das einen Druckmischbehälter mit 6,3 MPa verwendet, verfügt das kolbenbasierte Hochdruck‑Hydraulik‑Steuerungssystem über eine von Xiwel speziell für Wasserkraftwerk‑Generatorsysteme entwickelte, ausgereifte Kolben‑Weg‑Überwachungseinrichtung. Dadurch wird nicht nur eine zuverlässige Überwachung der im Druckbehälter gespeicherten Energie gewährleistet, sondern es bietet zudem folgende Vorteile:
1. Es ist keine Installation einer Druckluftanlage mehr erforderlich, was die installierte Leistung sowie den Betriebslärm reduziert und gleichzeitig den Wartungsaufwand des hydraulisch gesteuerten Antriebssystems erheblich verringert.
2. Hochdruck‑Kolbensystem mit höherer Energiedichte; unabhängig von der Systemgröße sorgt es für eine kompakte Bauweise und ermöglicht einen langfristig wartungsfreien Betrieb.
Hinweise zur Verwendung von Hochdruckhydrauliksystemen:
1. Der Nutzer hat unbedingt einen Hochdruck‑Kolben‑Druckspeicher zu wählen, der den einschlägigen Vorschriften für Spezialgeräte am jeweiligen Aufstellungsort entspricht; beispielsweise ist in China für Druckspeicher ein Typenprüfbericht, das TS‑Stempelzeichen sowie eine von einer durch die chinesische Regierung anerkannten Prüfstelle ausgestellte Überwachungs‑ und Prüfbescheinigung erforderlich.
2. Blasenakkumulatoren sind für hydraulische Hochdruckanlagen nicht geeignet, da sie aufgrund ihrer Konstruktion eine wirksame Überwachung der im System gespeicherten Gasdruckenergie nicht ermöglichen und zudem das Problem mit sich bringen, dass nach einem Riss der Blase Druck in das Arbeitssystem eindringen kann.
3. Es sind Kolben‑Speicher mit einem zuverlässigen Energieüberwachungssystem zu verwenden, um sicherzustellen, dass die komprimierte Gasenergie überwacht werden kann.
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Die von SCHWERLL übernommenen Arbeiten zur Herstellung des Super‑Durchfluss‑Anti‑Rückstoß‑Ventils für CNOOC sowie die dazugehörigen Super‑Durchfluss‑Tests wurden erfolgreich abgeschlossen. Sämtliche Produktkennwerte wurden bestätigt, die Durchflussprüfungen durchgeführt und die Zertifizierung durch die Klassifikationsgesellschaft CCS erlangt. Anti‑Rückstoß‑Ventil (AVR – Anti‑Recoil‑Valve; in der Branche auch als Rückstoßschutzventil bezeichnet)
Um den Anforderungen in Einsatzbereichen wie Fahrzeugen, Schiffen, der Luft‑ und Raumfahrt sowie mobilen Dienstleistungen gerecht zu werden – insbesondere dort, wo das Gewicht der Geräte oder der verfügbare Bauraum begrenzt sind – hat SCHWERLL im Jahr 2025 auf der Grundlage bewährter Standard‑Stickstoff‑Druckverstärker mit einem mini‑Modell begonnen und dieses erfolgreich in Schiffen sowie bei der Stickstoff‑Druckverstärkung schwer beladener Fahrzeuge eingesetzt.
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Analyse der Ursachen für einen starken Druckabfall und eine kurze Lebensdauer von Blasenspeichern? Der Aufbau eines Blasenspeichers ist sehr einfach: Er besteht im Wesentlichen aus dem ölgefüllten Bereich um die Blase sowie dem gasgefüllten Bereich mit einer gasdichten Dichtung. Im Betrieb muss das Öl mit dem Ölkreislauf verbunden sein; steigt der Druck, gelangt das Öl in den Speicher, wodurch das Gas komprimiert wird, bis der Druck im System nicht mehr ansteigt.
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Der Druckspeicher ist ein äußerst interessantes Bauelement im Hydrauliksystem; ähnlich wie der Kondensator in der Elektrotechnik oder die Feder in der Mechanik dient er als wichtiges Energiespeicherelement und findet vielfältige, äußerst clevere Anwendungen – etwa in Hybridantrieben, in Stoßdämpfern, zur Stabilisierung des Systemdrucks (manchmal auch zur Stabilisierung des Durchflusses) sowie zur zeitweiligen Energieabgabe zur Simulation von Stößen.
1. Die Lebensdauer von Blasen ist im Allgemeinen relativ kurz (im Vergleich zu Kolbenpumpen), und die Qualität der Blasen variiert je nach Hersteller erheblich; 2. Zahlreiche Faktoren können die Lebensdauer der Blase verkürzen und zu einem Bruch führen, darunter unterschiedliche Qualitäts‑ und Lebensdauerschwankungen der Blase selbst, unsachgemäße Durchführung der einzelnen Montageschritte (z. B. fehlende vorherige Flüssigkeitsfüllung zur Schmierung), Fehler bei den Vorbefüllschritten (z. B. nicht langsames Befüllen mit Gas), Berechnungsfehler beim Vorbefülldruck, eine Öffnungsströmungsgeschwindigkeit, die nahe oder über 7 m/s liegt, eine beim Energiespeicherbetrieb pro Hub nahe oder unter 10 Sekunden liegende Zeit, Kollisionen der Blase mit keilförmigen Ventilen während des Betriebs, starke Temperaturschwankungen (einschließlich ausgeprägter saisonaler Temperaturunterschiede), langfristige seitliche Vibrationen und Erschütterungen, Korrosion durch das Fluid sowie Trägheitswirkungen kleiner fester Verunreinigungen im Arbeitsmedium und vieles mehr.
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