Autor: A.kristoff Hora: 2007-11-25 12:04:00 Fuente: Paper World Paper Network.
El 30 de septiembre de 2003, la central eléctrica de almacenamiento por bombeo Goldisthal de 1.060 MW celebró una ceremonia de inauguración oficial en Turingia, Alemania. Este artículo resume y revisa el diseño innovador de unidades generadoras y sus sistemas de monitoreo en línea.
Palabras clave: Diseño innovador de central eléctrica de almacenamiento por bombeo de oro
Después de más de 6 años de construcción, el 3 de febrero de 2003, Vattenfall Europe Generation (VE-G) 1060 MW Goldisthal The Se puso en funcionamiento la primera turbina de bombeo de la central de acumulación por bombeo.
La central eléctrica de Goldistal está situada en el río Schwarza, en el sur de Turingia, Alemania, y es una de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo más grandes de Europa. Las dos primeras centrales eléctricas, cada una con una capacidad instalada de 265 MW, ya están en servicio y suministran energía con éxito a la red de transmisión de alto voltaje de Vattenfall. A principios de 2004 se pondrán también en funcionamiento otras dos unidades de velocidad variable. La central eléctrica de Goldisthal será una de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo más grandes y avanzadas del mundo.
El grupo responsable de la unidad de bomba y turbina (Konsortium Goldisthal Hydropower Station) incluye a VA TECH Escher Wyss GmbH, Voith Siemens Hydropower Station y el departamento de ingeniería de CKD Blansko. Los generadores son proporcionados por ARGE AEV Group, que incluye Alstom Energy Technologies Ltd. y VA TECH ELIN Ltd.
Las obras civiles incluyen la central eléctrica principal, túneles y embalses aguas arriba, y el contratista es Argepsw Goldishal. Grupo.
El revestimiento asfáltico de la presa circular del embalse superior fue construido por Walo Bertschinger de Suiza, y el revestimiento asfáltico de la presa principal del embalse inferior fue completado por Strabag.
1. Innovación y cooperación
Goldisthal es el proyecto de diseño de energía hidroeléctrica más grande construido en Alemania, al menos 20 años antes de lo previsto. Al incluir cuatro grupos electrógenos con una capacidad de generación de energía de 3.365.438 0 MVA, no sólo es uno de los dispositivos de su tipo más potentes del mundo, sino que también cuenta con algunas innovaciones.
La tecnología de soldadura circunferencial totalmente automática (proceso de alambre caliente TIG) se utiliza por primera vez en la soldadura de costuras circunferenciales de revestimiento de acero de túneles. Tiene alta seguridad y calidad de soldadura, y su eficiencia es el doble que la de. Soldadura manual. El mejor método para soldar acero QT de alta resistencia. Antes de la soldadura por puntos, todos los parámetros y procedimientos de soldadura se muestran a escala 1:1 en la fábrica de Linz de la central hidroeléctrica VA TECH. Más adelante también se llevará a cabo la formación de soldadores y la prueba de los procedimientos de soldadura.
VA TECH Hydro proporciona a Goldisthal el diseño detallado de generadores asíncronos y generadores síncronos de velocidad variable, la producción de piezas móviles, cojinetes, ejes y piezas giratorias, la instalación de bobinas de CA, supervisión de la instalación y operación. de todos los equipos y Gestión e instalación del sistema de diagnóstico de seguimiento DITECH. El equipo hidroeléctrico más grande, incluidas compuertas, colectores y la estructura hidráulica de acero para todas las entradas y salidas, fue suministrado por VA TECH Hydro y Linz, y los motores fueron suministrados por VA TECH Hydro y Vienna/Weiz de Australia.
Mejora de la eficiencia
8.400 toneladas de revestimiento de acero para túneles producidas en una fábrica temporal in situ. En total se fabricaron 320.000 toneladas de compuertas de alcantarillas y revestimientos de túneles, de las cuales 160.000 toneladas se produjeron en el lugar de construcción temporal.
Una gran ventaja de este motogenerador es el aumento significativo de la eficiencia en el funcionamiento de la turbina con carga compartida (funcionamiento estándar). Para lograr un funcionamiento de velocidad variable, dos de los cuatro generadores de arranque son motores asíncronos doblemente alimentados con hornos rotativos.
A diferencia de los motores síncronos ordinarios, su rotor funciona con corriente alterna trifásica. El rotor es impulsado por un campo magnético giratorio de baja frecuencia para cambiar la rotación, y un conjunto de procedimientos está diseñado para garantizarlo. operación eficiente. Durante el funcionamiento de la bomba, la salida se puede controlar para lograr una salida estable de la red de transmisión de alto voltaje. Las máquinas tienen una potencia nominal de 331MVA, una tensión nominal de 18KV y una velocidad de rotación de 300347 (535 rpm). Los otros dos motores están diseñados como motores síncronos convencionales con excitación estática.
Este tipo de motor asíncrono es único en Europa. Productos similares sólo se han producido en Japón. VA TECH Hydro produce muchos motores grandes utilizados en Europa y Estados Unidos.
En Alemania, VA TECH Hydro, junto con sus socios Voith Siemens Hydro y CKD Blansk, ha completado el diseño y suministro y completará y pondrá en marcha la instalación de cuatro turbinas de bombeo (incluidos accesorios). En cuanto a maquinaria, se ha logrado innovar en el diseño de unidades de turbina de bombas de agua. Las características de diseño más notables incluyen el concepto de diseño del dispositivo operativo de paleta guía con un anillo de control de velocidad liviano, cálculos de elementos finitos, diseño de voluta optimizado y voluta integrada sin hidráulica. Los cojinetes de paletas guía pretensados utilizados en las turbinas de bombeo Goldisthal son una prueba de que la tecnología hidroeléctrica VA TECH se desarrolló hace varios años, especialmente para unidades de turbinas de bombeo.
Como líder de la Pump Turbine Association, VA TECH Hydro debe ser responsable de la tecnología de ingeniería básica de las turbinas de bomba, proporcionando un conjunto de volutas con anillos de asiento, dos juegos de dispositivos completos de paletas guía con paletas guía. , tapa superior e inferior, dos juegos de guías, un juego de herramientas especialmente construido para instalar la bomba-turbina, etc., así como los sistemas de alta y baja presión de la central.
3. Monitoreo y detección temprana de fallas
Dada la importancia de maximizar la producción y minimizar costos, los sistemas avanzados de monitoreo y diagnóstico dan instrucciones de monitoreo ante cambios ambientales y brindan alerta temprana de tendencias. El análisis y la alerta temprana fuera del agua son muy importantes. Deben proporcionar un diagnóstico rápido de las causas del envejecimiento anormal y de los cambios de falla antes de que ocurran daños graves. Estos resultados de análisis y diagnóstico pueden ayudar a los operadores de centrales eléctricas, expertos técnicos y propietarios de centrales eléctricas a tomar decisiones informadas, reduciendo así los costos de mantenimiento y mejorando la eficiencia de la generación de energía.
El uso de software y hardware es un desarrollo orientado al futuro y un complemento de acuerdo con los conceptos de sistemas modernos, y también debería favorecer la integración de los componentes de monitorización existentes y la ampliación de determinados usuarios.
El diagnóstico precoz de fallos, la reducción de las interrupciones irregulares de funcionamiento y el acortamiento de los tiempos de reparación son los principales objetivos de los futuros procedimientos operativos. Además, el almacenamiento electrónico a largo plazo de resultados precisos facilita la comprensión de los datos históricos, lo que no sólo tiene grandes ventajas en el análisis de datos, sino que también puede ayudar a mejorar el funcionamiento de la central eléctrica. Alcanzar el pico de suministro de energía indica una mayor eficiencia.
Para lograr estos objetivos, se instaló el sistema de monitorización y diagnóstico DIA TECH en la central de almacenamiento por bombeo de Goldisthal.
4. Sistema de monitoreo inteligente en línea
Hasta cierto punto, el sistema DIA TECH coopera con empresas internacionales de suministro de energía. Tanto el software como el hardware se desarrollaron a partir de la tecnología del sistema operativo "Windows" producido por Microsoft. Su estructura modular permite mejorar y complementar los programas especiales de los operadores individuales. Esta arquitectura de sistema abierto permite una integración sencilla de los resultados de las tres partes.
Se encuentran disponibles varios módulos de diagnóstico (módulos conocidos) para identificar problemas mecánicos, de aislamiento y térmicos, verificar y monitorear diferentes modos de operación (parada, arranque, estado estable, apagado) y modelos (por ejemplo, generación de energía, capacitor de sincronización). funcionamiento y funcionamiento de la bomba de agua).
Al utilizar este sistema de monitoreo inteligente en línea, se pueden descubrir antes los cambios de estado de los principales componentes de la máquina, se puede juzgar el estrés más fácilmente y se pueden proporcionar estrategias de mantenimiento básicas y confiables con anticipación. Esto simplifica la gestión de las máquinas de seguimiento al tiempo que aumenta la utilidad y eficiencia de la planta.
5. Clima y topografía
Durante la temporada seca, el embalse proporcionará 2.9106m3 de agua y desempeñará un papel en el control y aumento de las inundaciones en la temporada de lluvias. Debido a que los niveles de agua en los embalses superior e inferior son muy diferentes, se permite utilizar el agua de ambos embalses.
En el lugar, las condiciones climáticas especiales requieren que toda la instalación y producción se realicen en condiciones de frío. Muchas leyes medioambientales deben respetarse estrictamente, especialmente durante los trabajos de montaje in situ. La estrecha colaboración con los contratistas civiles también fue fundamental para la finalización del proyecto del túnel.
La presa superior está ubicada en la montaña Fadenkopf y es una presa anular rellena de roca sellada con hormigón asfáltico. El depósito superior tiene una capacidad de almacenamiento de agua de 12.106 m3 y está conectado a través de una entrada en forma de campana a dos túneles de presión de acero de 920 m de largo y 6,2 m de diámetro y conduce a la caverna de la central eléctrica.
La cueva principal tiene 137 metros de largo, 26 metros de ancho y 49 metros de alto. La central consta de cuatro partes: bomba-turbina de agua, generador, válvula de bola y equipo auxiliar. Dos canales de desagüe de 380 metros de largo y 8,2 metros de diámetro conducen a la salida del embalse inferior, que consiste en una presa de enrocado de 67 metros de altura en el río Schwarza y que también alberga un pequeño equipo de generación de energía.
6. Protección del medio ambiente
El objetivo del proyecto Goldisthal es desarrollar energía hidroeléctrica fiable y respetuosa con el medio ambiente. Al construir centrales eléctricas subterráneas, los cultivos pueden seguir creciendo en la superficie, y tanto los propietarios como los equipos de construcción pueden proteger el medio ambiente, evitando así cambios ambientales importantes. También resultará más económico el funcionamiento de centrales eléctricas subterráneas en cavernas.
Además de proporcionar 1.060 MW de energía, la central traerá otros beneficios, incluida la regulación de la energía primaria y secundaria de la red de transmisión de alto voltaje y otras centrales eléctricas de respaldo. Además, durante la construcción se utilizarán cerca de 1.000 trabajadores y habrá 50 puestos de trabajo permanentes. Además, se crearán 80 puestos de trabajo en el sector de servicios y mantenimiento local.
El embalse superior cubre un área de 55 hectáreas y fue planificado, diseñado y construido con precisión, incluyendo la interceptación del flujo, la perforación de un túnel de 4,74 kilómetros de largo en la montaña y la excavación de una gran cantidad de agua. piedra. Para evitar fallas geológicas, fue necesario cambiar la ubicación de la línea principal de la cueva del vórtice. No importa cuán grande sea el proyecto, mantenlo simple y fácil.
Antiguamente se utilizaban generalmente piedras de gran tamaño para el anclaje, y luego se proyectaba hormigón y se utilizaban barras de acero para proteger los muelles y algunos pasajes internos. Aproximadamente 155.000 m3 de materia prima excavada se utilizan como enrocado para la presa. Para no afectar el paisaje, la pendiente del banco de agua de la presa principal aguas abajo y la pendiente exterior de la presa circular están cubiertas con césped, y los edificios del departamento de gestión están construidos de acuerdo con los estilos arquitectónicos locales.
A lo largo del proyecto, Vattenfall monitorea continuamente la flora y fauna local y toma medidas proactivas para prevenir y corregir los desequilibrios y daños causados por el proyecto. En el este de Alemania, para proteger el medio ambiente natural y promover su adaptación a la ingeniería, se creó una fundación de cooperación con la asociación alemana. [