SYSTEMY ENERGETYKI ODNAWIALNEJ B.22 Energetyka wodna cz. II. Slajd 1

Transkrypt

1 SYSTEMY ENERGETYKI ODNAWIALNEJ B.22 Energetyka wodna cz. II Slajd 1

2 MAŁA ENERGETYKA WODNA Slajd 2

3 MAŁA ENERGETYKA WODNA Spośród wszystkich odnawialnych źródeł energii w warunkach naszego kraju, udział w produkcji energii elektrycznej w 2013 roku, przez elektrownie wodne wynosił ok. 20%, wśród których do tzw. małej energetyki, zalicza się obiekty o mocy zainstalowanej do 500 kw. Niestety zasoby energetyczne naszych rzek nie są wielkie, rzędu 43 PJ/rok, ze względu na to, że Polska jest krajem nizinnym. W Polsce działa ok. 770 (o mocy ok. 99 MW) małych elektrowni wodnych (do 5 MW), z produkcją 182,8 GWh, co stanowi około 0,11% całkowitej energii w kraju. Energia wody w Polsce, wykorzystywana jest jedynie w 13% do produkcji energii elektrycznej w małych elektrowniach wodnych. Są to głównie elektrownie prywatne. Dla prowadzącego, taki obiekt staje się opłacalny, dopiero po zamontowaniu w nim co najmniej 30 kw mocy. MEW Tarnowski Młyn na rzece Gwda o mocy 0,5 MW Hydrozespół MEW Tarnowski Młyn Slajd 3

4 MAŁA ENERGETYKA WODNA MEW (mała energetyka wodna, moc mniejsza od 5 MW) posiada wiele zalet, m.in.: zwiększa małą retencję wód, poprawia ochronę przeciwpowodziową; zwiększa ilość miejsc pracy; jest przyjazna dla środowiska; nie zmienia w znaczny sposób krajobrazu i środowiska naturalnego, polepsza napowietrzanie wody, staje się atrakcją turystyczną; proste rozwiązania techniczne, wysoka niezawodność, długa żywotność; wymaga nielicznego personelu (może też być sterowana zdalnie); dostarcza energię w systemie rozproszonym. Wady m.in.: wysoka cena budowy, średni okres amortyzacji ok. 6 8 lat; niekorzystny wpływ na środowisko naturalne w obszarach Natura 2000; trudne do pokonania bariery formalno-prawne. Slajd 4

5 MAŁA ENERGETYKA WODNA Energia wyprodukowana w jednostce czasu przez MEW, wyraża się w wzorem: 9,81 przyspieszenie ziemskie [m²/s]; natężenie przepływu wody [m³/s]; spad, czyli różnica pomiędzy górnym, a dolnym poziomem wody [m]; prędkość wody [m/s]; energia wody [kwh]; czas pracy elektrowni (godz.) średnio ok godz. w roku; sprawność układu: turbina, przekładnia, generator Sprawność MEW wynosi od 30% dla prostych urządzeń, do 85 90% dla skomplikowanych technicznie. Elektrownia może pracować od 5000 do 8000 h/rok. Slajd 5

6 MAŁA ENERGETYKA WODNA MEW pracuje bez większych remontów przez 15 lat. Amortyzacja może trwać 3 15 lat. Najważniejszymi urządzeniami w MEW są: turbina, prądnica, układ regulujący i sterujący pracą turbozespołu oraz przekładnie. Obliczenia wstępne dotyczące inwestycji w MEW. Zakładając moc małej elektrowni wodnej 200 kw, czas pracy 7000 h, w ciągu roku wyprodukuje ona: = [kwh] Cena sprzedaży 1 kwh energii elektrycznej i zielonego świadectwa, to ok. 0,5 zł Zysk [kwh] 0,5 [zł/kwh] = [zł/rok] Koszt budowy 1 kw w MEW wynosi ok. 3 4 tys. zł = [zł] Koszty eksploatacji ok. 5%, razem: = [zł] Slajd 6

7 MAŁA ENERGETYKA WODNA Znowelizowana ustawa Prawo energetyczne zawiera zapis mówiący, że mikroelektrownie wodne o mocy do 40 kw nie będą wymagały koncesji na produkcję energii, nie trzeba będzie prowadzić działalności gospodarczej, zwolnione zostaną z obowiązku wnoszenia opłaty za przyłączenie do sieci. Zakładając 10% roczny wzrost ceny energii elektrycznej, obciążenia finansowe, czas zwrotu z tej inwestycji wyniesie ok. 6 lat. Roczna produkcja energii elektrycznej przez MEW o mocy 200 kw, zapobiega wyemitowaniu do atmosfery następujących zanieczyszczeń: CO2 140 ton, NO2 1 tony, SO2 2,8 tony, pyły i żużle 28 ton. MEW Międzylesie Slajd 7

8 MAŁA ENERGETYKA WODNA Schemat małej elektrowni wodnej Slajd 8

9 UKŁADY REGULACYJNE TURBIN WODNYCH Slajd 9

10 Zasada działania i budowa turbin wodnych Turbina jest urządzeniem mechanicznym, w którym zamieniona zostaje energia kinetyczna: w energię mechaniczną (pracę). Zgodnie z zasadą zachowania energii: Turbina napędza prądnicę, która wytwarza energię elektryczną: Slajd 10

11 Zasada działania i budowa turbin wodnych Ze względu na budowę i sposób pracy, rozróżnia się turbiny akcyjne, które wykorzystują prędkość wody (turbina Peltona) i reakcyjne, które wykorzystują również różnicę ciśnień (turbiny: Francisa i Kaplana). W MEW najczęściej stosuje się turbiny Kaplana, rzadziej Francisa. Technologiczne rozwiązania małych elektrowni wodnych, zależą w głównej mierze od sposobu doprowadzenia wody (kanałem otwartym lub przewodem ciśnieniowym) oraz od typu zastosowanego turbozespołu. Zwłaszcza ten drugi czynnik, powoduje dużą różnorodność rozwiązań. Istnieje bowiem wiele typów turbozespołów małej mocy, stosowanych w elektrowniach wodnych. Slajd 11

12 Rozwiązania współczesne z turbinami Francisa Zastosowanie turbin Francisa, ogranicza się do spadów rzędu 10 m i wyższych. W przypadku spadów mniejszych, turbinę tę zastąpiono turbiną Kaplana. Natomiast przy spadach powyżej 10 m, przeważa zaleta turbiny Francisa; mianowicie jest ona odporna na kawitację (zjawisko utraty ciągłości przepływu cieczy), dzięki czemu nie ma potrzeby głębokiego posadowienia wirnika (kłopotliwego ze względów budowlanych). Przed wlotem do turbiny, znajduje się szybko działające zamknięcie awaryjne (klapa motylowa). Przedstawiony na rysunku poniżej turbozespół, nie ma kierownicy z ruchomymi łopatkami, jak to się spotyka w większych urządzeniach. Sterowanie przepływem, odbywa się tu za pomocą oprofilowanej klapy, umieszczonej na początku spirali, która w tym przypadku ma przekrój okrągły. W zależności od wielkości spadu i prędkości obrotowej generatora, może on być napędzany bezpośrednio lub przez przekładnię. Widok i przekrój turbiny Francisa Slajd 12

13 Rozwiązania współczesne z turbinami Francisa W turbinie Francisa woda ze zbiornika górnego, wpływa całym obwodem na łopatki kierownicze i wówczas przyspiesza, a następnie zasila wirnik roboczy. Po przepłynięciu kanałami między łopatkami w kształcie dysz, woda z dużą prędkością, opuszcza wirnik i wchodzi do rury ssawnej. Temu procesowi towarzyszy reakcja hydrodynamiczna, która wprowadza wirnik w ruch w kierunku przeciwnym do wylotu wody. Turbina Francisa, jest turbiną reakcyjną, co oznacza, że woda podczas przepływu przez to urządzenie się rozpręża. Energia potencjalna wody, zostaje przekształcona w energię kinetyczną obracającego się wirnika. Turbina znajduje się między zbiornikiem wody o wyższym ciśnieniu (wyższy poziom wody) i zbiornikiem zawierającym wodę o niższym ciśnieniu (niższy poziom wody). Slajd 13

14 Współczesne rozwiązania z turbinami Kaplana Turbiny Kaplana (posiadają wirniki z przestawnymi łopatkami) stanowią obecnie wyposażenie niemal wszystkich nowo budowanych elektrowni, przy spadach od najniższych do kilkunastu metrów. W przypadku dużych elektrowni granica stosowania turbin Kaplana jest nawet wyższa. Ich zalety w porównaniu z turbinami Francisa, to zachowanie dużej sprawności nawet przy znacznych wahaniach spadu i przełyku, duża prędkość obrotowa, pozwalająca na stosowanie zarówno jednostopniowej przekładni, jak i bezpośredni napęd generatora oraz większy przełyk, przy tej samej średnicy. Dopiero przy spadach powyżej 8 10 m (dla małych turbin) ujawnia się mankament w postaci erozji kawitacyjnej, zmuszającej do kosztownego rozwiązania, w których turbina, przekładnia i generator, pozostają osobnymi urządzeniami. Turbina Kaplana to odmiana turbiny śmigłowej, czyli takiej, której łopatki mają kształt podobny do śrub okrętowych. Jej odmienność polega na możliwości zmiany kąta łopat w czasie pracy, a w efekcie także regulację otrzymywanej mocy i dużo większy zakres wysokich sprawności. Liczba łopat wirnika wynosi Turbina ta stosowana jest przy spadach 1,5 80 m przy większych spadach wykazuje ona mniejszą odporność na kawitację. Maksymalna moc pojedynczej turbiny wynosi ok. 130 MW Slajd 14

15 Współczesne rozwiązania z turbinami Kaplana Turbiny Kaplana mogą być stosowane w miejsce turbin Francisa w przypadku modernizowania starych elektrowni wodnych. Ponieważ wymagają one jednak dłuższych i głębszych rur ssących, które trudno pomieścić w starej konstrukcji budynku, można stosować układ lewarowy. Polega to na wzniesieniu turbiny, ponad dno komory tak, że rura ssąca mieści się pod nią, bez poważniejszych rozkuć płyty dennej budynku. Aby jednocześnie uniknąć dostawania się powietrza do turbiny umieszczonej wysoko, należy doprowadzić do całkowitego wypełnienia komory wodą, aż pod jej strop, przy czym w górnej części komory, wystąpi wówczas podciśnienie. Wymaga to odpowiedniego ukształtowania wlotu do komory i przebudowy stropu komory, w celu wzmocnienia jego wytrzymałości. Mimo znacznego zakresu przeróbek, oszczędność z powodu uniknięcia kosztownych prac w obrębie fundamentów, jest godna uwagi. Slajd 15

16 Współczesne rozwiązania z turbinami Kaplana Widok i przekrój turbiny Kaplana, wraz z prądnicą synchroniczną Slajd 16

17 Rozwiązania z turbinami Peltona Oprócz omówionych wcześniej rozwiązań technicznych turbin, w małych elektrowniach wodnych, występują, choć niezbyt często, turbiny Peltona. Turbina Peltona jest rozwinięciem koła natryskowego, w którym łopatki są ustawione pod kątem 90 do strumienia wody. Turbiny Peltona stosuje się dla spadków H > 500 m w wyjątkowych wypadkach uzasadnionych konstrukcyjnie, zamiast turbin Francisa od H = 100 m (w pewnych warunkach dla turbin Francisa wychodzą bardzo długie kanały dolotowe i duże straty; wtedy uzasadnione jest zastosowanie turbin Peltona). W turbinie Peltona, dla zwiększenia sprawności stosuje się zamiast prostych łopatek specjalnie wyprofilowane łopatki na kształt dwóch połączonych czarek (dwie półkoliste sfery), na których strumień wody, dużo łagodniej zmienia kierunek. Turbiny Peltona buduje się z wałami poziomymi i pionowymi. Przy wałach poziomych stosuje się dwie dysze wylotowe, a przy wałach pionowych do 6 dysz. Małe elektrownie z turbinami Peltona spotyka się w krajach wybitnie górzystych, przy spadach ponad 50 m. W Polsce podobne warunki występują niemal wyłącznie na obszarach górskich parków narodowych, gdzie mogłyby one pracować na potrzeby schronisk turystycznych. Obecnie funkcjonują 2 takie obiekty. Slajd 17

18 Rozwiązania z turbinami Peltona Przekrój turbiny Peltona Slajd 18

19 Rozwiązania z turbinami Archimedesa (śrubowymi) Turbinę Archimedesa stosuje się na rzekach o stosunkowo niskich spadach (od 1 do 10 m) i niedużych przepływach (maksymalnie ok. 10 m³/s dla jednej turbiny). Ze względu na swoją konstrukcję i bardzo małe obroty wirnika turbina Archimedesa jest przyjazna dla fauny rzecznej i określana jako turbina fishfriendly. Można stosować turbinę Archimedesa wszędzie tam, gdzie wymagania ochrony środowiska są szczególnie rygorystyczne.

20 Rozwiązania z turbinami Archimedesa (śrubowymi) Turbina Archimedesa MEW Goryn Przykład:

21 KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ W MAŁYCH ELEKTROWNIACH WODNYCH Slajd 21

22 KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ W MAŁYCH ELEKTROWNIACH WODNYCH Stosowany w MEW ze względu na prostotę instalacji i eksploatacji generator asynchroniczny, w przeciwieństwie do synchronicznego, nie ma możliwości regulacji poboru energii biernej. Źródłem energii biernej niezbędnej do pracy generatora jest w tym przypadku sieć elektroenergetyczna względnie kondensatory połączone z uzwojeniami prądnicy. Analiza przeprowadzona w ZEO S.A. (Zakładzie Energetycznym S.A. w Olsztynie) wskazała na znaczne straty wynikające z poboru energii biernej przez małe elektrownie wodne przyłączone do sieci elektroenergetycznej. W skrajnych przypadkach energia ta przekraczała nawet kilkunastokrotnie energię czynną oddaną do sieci. Tak nieracjonalna gospodarka nie mogła być tolerowana, toteż ZEO S.A. podjął decyzję o wprowadzeniu z dniem r. rozliczania energii biernej także w stosunku do MEW. Slajd 22

23 KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ W MAŁYCH ELEKTROWNIACH WODNYCH Do rozliczeń przyjęto współczynnik mocy zdefiniowany w następujący sposób: Slajd 23

24 KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ W MAŁYCH ELEKTROWNIACH WODNYCH Awarie Presja ekonomiczna, którą wywołał nowy sposób rozliczeń spowodowała, że właściciele MEW zaczęli instalować układy kompensacji mocy biernej w swoich obiektach. Niestety, brak doświadczenia w tym zakresie oraz nieznajomość specyfiki działania hydrogeneratorów asynchronicznych doprowadziła do wystąpienia niebezpiecznych zjawisk zagrażających bezpieczeństwu urządzeń nie tylko samej MEW lecz także odbiorców przyłączonych do wspólnej sieci elektroenergetycznej. Nieprzemyślany sposób wykonania układów kompensacji mocy biernej stał się powodem samowzbudzenia generatorów, a w konsekwencji wprowadzenia niebezpiecznych przepięć do sieci energetyki. Wszystkie te przypadki miały miejsce w momencie gwałtownego odciążenia generatora podczas zaniku zasilania ze strony sieci. Najpoważniejsza tego typu awaria wydarzyła się w MEW Pręgowo. W ramach prowadzonych prac eksploatacyjnych wydzielono wtedy odcinek linii SN 15 kv, o długości ok. 7 km. Po wyłączeniu linii, zawyżone napięcie, którego źródłem była MEW, uległo transformacji na stronę SN i rozprzestrzeniło się w tak powstałej sieci wydzielonej. Zawyżone napięcie uszkodziło ok. 70 odbiorników RTV i AGD u odbiorców komunalnych. Slajd 24

25 KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ W MAŁYCH ELEKTROWNIACH WODNYCH Zasady współpracy Konieczność przeciwdziałania powstawaniu takich awarii spowodowała zmianę polityki wobec MEW. Zakład Energetyczny wraz z Instytutem Elektroenergetyki w Gdańsku włączył się w opracowanie koncepcji współpracy MEW z siecią elektroenergetyczną. W praktyce, do tej pory funkcjonowała zasada nieingerencji w eksploatację MEW, a odbiór techniczny nowych elektrowni ograniczał się do sprawdzenia przyłącza z wraz z układem pomiarowym oraz mocy generatora. Dzięki zdobytym doświadczeniom udało się uściślić wymagania jakie musi spełniać MEW aby poprawnie współpracować z siecią elektroenergetyczną. Slajd 25

26 KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ W MAŁYCH ELEKTROWNIACH WODNYCH Poniżej przedstawiono najważniejsze tezy dotyczące tego zagadnienia: Wyposażenie elektrowni w zabezpieczenia nadnapięciowe i od rozbiegu generatora. Zainstalowanie na zewnątrz elektrowni w miejscu o dogodnym dostępie skrzynki z układem pomiarowym, zabezpieczeniami przedlicznikowymi (rozłączniko-bezpiecznik przystosowany do plombowania) i dodatkowym autonomicznym wyłącznikiem z zabezpieczeniem nadnapięciowym dostępnym wyłącznie dla pracowników ZEO S.A. (dotyczy nowych MEW). Odbiór techniczny (kontrola) MEW, obejmujący oględziny oraz próby funkcjonalne. Sprawdzenie podczas oględzin czy urządzenia są wykonane zgodnie z dokumentacją techniczną i spełniają wymagania obowiązujących przepisów oraz nie wykazują widocznych uszkodzeń, które mogą mieć wpływ na bezpieczeństwo ich użytkowania, trwałość i niezawodność oraz są zabezpieczone przed szkodliwymi wpływami otoczenia. Próby funkcjonalne elektrowni obejmujące: uruchomienie hydrozespołu, pracę ustaloną hydrozespołu, wyłączenie hydrozespołu, zanik napięcia w sieci podczas pracy ustalonej hydrozespołu, Slajd 26

27 UKŁADY AUTOMATYKI MAŁEJ ELEKTROWNI WODNEJ Slajd 27

28 UKŁADY AUTOMATYKI MAŁEJ ELEKTROWNI WODNEJ REGULATORY TURBIN WODNYCH Zadaniem regulatora turbiny wodnej jest utrzymywanie stałej prędkości obrotowej lub sterowanie otwarciem kierownicy, w zależności od dopływu wody. Układ sterowania turbozespołem zawiera następujące urządzenia: cyfrowy regulator elektroniczny; akumulator olejowo-ciśnieniowy; agregat elektrohydrauliczny; siłownik kierownic; czujniki: otwarcia kierownic, prędkości obrotowej wirnika; przetwornik pomiarowy poziomu wody górnej; opcjonalnie, baterie akumulatorów z układem ich ładowania. Regulatory można podzielić na dwie grupy: do pierwszej zalicza się regulatory prędkości obrotowej, stosowane w przypadku pracy turbozespołu na wydzieloną sieć elektroenergetyczną; do grupy drugiej zalicza się regulatory, współpracujące z lokalną siecią elektroenergetyczną, tzw. regulatory mocy. W tym przypadku nie wymaga się regulacji prędkości obrotowej. Regulator powinien natomiast tak sterować otwarciem kierownicy turbiny, aby poziom górnej wody, nie zmieniał się. Z uwagi na znaczne siły, występujące przy zmianie otwarcia kierownicy, do napędu używa się zwykle siłowników hydraulicznych lub rzadziej, silników elektrycznych. Slajd 28

29 UKŁADY AUTOMATYKI MAŁEJ ELEKTROWNI WODNEJ REGULATORY TURBIN WODNYCH Przy stosowaniu hydrauliki siłowej elektrownię wyposaża się w układ zasilania olejowego, zwany w skrócie UOC (układ olejowo-ciśnieniowy), dostarczający olej pod ciśnieniem. Przy zastosowaniu silnika elektrycznego, stosuje się baterie akumulatorów, wraz z układem ich ładowania. ELEKTROHYDRAULICZNY REGULATOR PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ TURBINY LUB JEJ MOCY Najbardziej uniwersalnymi regulatorami turbozespołów elektrowni wodnych są regulatory elektrohydrauliczne, jeden z nich przedstawiono na rysunku na kolejnym slajdzie. Spełniają one funkcję: regulacji prędkości obrotowej turbozespołu (utrzymywanie zadanej prędkości obrotowej turbozespołu, czyli częstotliwości wytwarzanego prądu), przy zmiennym obciążeniu sieci wydzielonej, na którą pracuje turbozespół; regulacji mocy turbozespołu, oddawanej do sieci elektroenergetycznej, odpowiednio do przepływu wody w rzece, w celu zachowania stałego poziomu górnej wody; pracy turbozespołu na sieć elektroenergetyczną z żądaną mocą; pracy turbozespołu na sieć elektroenergetyczną z zadanym przełykiem (np. wymaganym ze względów biologicznych w rzece poniżej elektrowni), przy zmieniającym się spadzie. Slajd 29

30 UKŁADY AUTOMATYKI MAŁEJ ELEKTROWNI WODNEJ Regulator elektrohydrauliczny turbiny Kaplana 150 kw oczyszczalnia ścieków Drezno Slajd 30

31 UKŁADY AUTOMATYKI MAŁEJ ELEKTROWNI WODNEJ 1. Układ sterowania łopatek turbiny (USW) Wykonanie i zadanie układu USW jest podobne jak układu USK, lecz dotyczy sterowania łopatek wirnika turbiny. 2. Automatyczny regulator prędkości kątowej turbiny (ART) Zadaniem regulatora prędkości kątowej jest zapewnienie: utrzymania wymaganej częstotliwości turbozespołu, przy biegu jałowym i w procesie synchronizacji prądnicy synchronicznej; płynnej zmiany obciążenia turbozespołu, mocą czynną; stabilnej pracy turbozespołu we wszystkich stanach ruchowych, w tym i przy pracy prądnicy synchronicznej na sieć wydzieloną. 3. Układ sterowania aparatu kierowniczego turbiny (USK) Zadaniem USK jest zapewnienie automatycznego i ręcznego otwierania i zamykania aparatu kierowniczego turbiny we wszystkich procesach ruchowych (A, B,D). W układzie USK mogą być zastosowane siłowniki hydrauliczne lub elektryczne. Slajd 31

32 RODZAJE AUTOMATYZACJI PROCESÓW RUCHOWYCH W MEW Slajd 32

33 Rodzaje automatyzacji procesów ruchowych w MEW Każda MEW powinna być bezwzględnie zautomatyzowana w zakresie niezbędnym technicznie, (jest to jednocześnie minimalny dopuszczalny zakres automatyzacji). Wymagają tego względy bezpieczeństwa pracy MEW oraz warunki eksploatacji narzucone tym elektrowniom. Dla MEW bezobsługowych, z nadzorem okresowym, minimalny dopuszczalny zakres automatyzacji jest jednocześnie zakresem maksymalnym (maksymalnie możliwym). Natomiast dla MEW z obsługą stałą lub z dyżurem dowolnym, współpracujących z lokalną siecią elektryczną, niezbędny technicznie minimalny zakres automatyzacji, sprowadza się wyłącznie do automatyzacji procesów zatrzymania (odstawienia) turbozespołu w przypadku zadziałania zabezpieczeń. W elektrowniach tych, można oczywiście zastosować także i szerszy zakres automatyzacji (nawet zakres maksymalny). O wyborze zakresu automatyzacji MEW szerszego niż niezbędny technicznie decyduje już wyłącznie jej właściciel. Może on w tym celu posługiwać się różnymi kryteriami, jak np. kryterium wody lub kryterium opłacalności ekonomicznej. Slajd 33

34 Rodzaje automatyzacji procesów ruchowych w MEW W tym ostatnim przypadku, każde zwiększenie zakresu automatyzacji, ponad minimalny będzie uzasadnione tylko wtedy, gdy spowoduje ono zwiększenie zysku przynoszonego przez MEW. Należy zwrócić uwagę na fakt, iż wybór uzasadnionego zakresu automatyzacji MEW, wiąże się ściśle z wyborem jej urządzeń podstawowych (turbina prądnica), dlatego dla nowo budowanych MEW, wybór zakresu automatyzacji powinien być połączony z wyborem urządzeń podstawowych. Wraz z wyborem automatyzacji, należy wybrać rozwiązanie techniczne układów automatyki. Stosowane są trzy rodzaje rozwiązań technicznych, automatyzacji MEW: układy przekaźnikowe; układy bezstykowe; układy mikroprocesorowe. Najprostsze i najtańsze są układy przekaźnikowe. Wadą tych układów jest ich znaczna zawodność, spowodowana głównie zabrudzeniami, korozją i odkształceniami styków. W ostatnich latach układy stykowe (przekaźnikowe), zostały zastąpione łącznikami tyrystorowymi. Są to urządzenia załączające i wyłączające układy w sposób bezstykowy, sterowane układami mikroprocesorowymi. Slajd 34

35 PRACA MAŁEJ ELEKTROWNI WODNEJ W SYSTEMIE ELEKTROENERGETYCZNYM Slajd 35

36 Praca małej elektrowni wodnej w systemie elektroenergetycznym Pod pojęciem systemu pracy elektrowni należy rozumieć: a) współpracę wyłącznie z siecią wydzieloną, tj. samotną pracę elektrowni, na wydzielone odbiory zewnętrzne i potrzeby własne elektrowni; b) współpracę wyłącznie z rozdzielczą siecią elektroenergetyczną (energetyka zawodowa); c) możliwość pracy mieszanej. Slajd 36

37 Praca małej elektrowni wodnej w systemie elektroenergetycznym Schemat układu zasilania MEW OLCZA Slajd 37

38 KONSERWACJA I REMONTY URZĄDZEŃ ELEKTROWNI WODNEJ Slajd 38

39 KONSERWACJA I REMONTY URZĄDZEŃ ELEKTROWNI WODNEJ Założenia techniczno ekonomiczne modernizacji i remontów Technologia Zasadniczym celem prac modernizacyjnych i remontowych jest przedłużenie żywotności i polepszenie własności ruchowych maszyn a zatem zwiększenie dyspozycyjności i obniżenie kosztów eksploatacyjnych elektrowni. W niektórych przypadkach celem modernizacji jest zwiększenie mocy i/lub produkcji energii. Można tego dokonać poprzez wymianę starego wyposażenia elektromechanicznego elektrowni na nowe, o lepszych własnościach. Część budowlana może być remontowana tak, że energetyczne wykorzystanie wody pozostaje w istocie niezmienne. Pierwszorzędne znaczenie dla poprawnego funkcjonowania maszyn wodnych ma głównie stan techniczny wirnika, kierownicy, łożysk i uszczelnień. Doświadczenia z eksploatacji wskazują, iż uszkodzenia tych podzespołów stanowią najczęstszą przyczynę niesprawności i obniżonej dyspozycyjności maszyn. W trakcie prac remontowych szczególną uwagę zwraca się więc na dobór luzów w łożyskach, dokładność montażu wirnika i linii wałów, nastawienie łopat wirnika i wyrównoważenie zespołu wirującego. Istotne znaczenie ma również zmniejszenie lub zupełne wyeliminowanie niebezpieczeństwa skażenia środowiska wskutek przedostawania się do wody czynników smarowych oleju lub smaru stałego. Slajd 39

40 KONSERWACJA I REMONTY URZĄDZEŃ ELEKTROWNI WODNEJ Ekologia Węzłami łożyskowymi, których modernizacja polega na zastosowaniu materiałów przystosowanych do smarowania wodą lub materiałów bezsmarowych, są z reguły: -dolne łożysko prowadzące, - połączenia ruchowe łopat kierownicy, dźwigni, łączników i pierścienia regulacyjnego, - połączenia ruchowe łopat wirnika i elementów mechanizmu regulacyjnego, tj. dźwigni, łączników, rozgwiazdy i drąga regulacyjnego (w turbinach Kaplana). Kawitacja Niepożądanym, ale często nieuniknionym zjawiskiem, towarzyszącym pracy zwłaszcza szybkobieżnych turbin wodnych, jest kawitacja i wywołana tym zjawiskiem erozja materiału rur ssących, komór wirnikowych, łopat i piasty wirników oraz kierownic. Naprawy uszkodzeń kawitacyjnych stanowią znaczącą pod względem pracochłonności część prac remontowych, wykonywanych najczęściej metodą napawania. Powodem obniżenia dyspozycyjności maszyny mogą być zjawiska zmęczeniowe i ukryte defekty materiałowe a także nieodpowiednia eksploatacja i konserwacja. Czynniki te mogą być rozpoznane i wyeliminowane m.in. na podstawie wyników badań diagnostycznych, wykonywanych w ramach prac przygotowawczych. Slajd 40

41 Odkrywając wielkie marki: ELEKTROWNIE WODNE

42