StreamDiver®

Использование нового потенциала гидроэнергии

voith.com

2

Сложности на низконапорных гидроэлектростанцияхБолее 85 процентов всех существующих в мире дамб не используются для получения гидроэнергии. Турбина StreamDiver была создана для реализации этого потенциала, особенно на низконапорных участках, которые не использовались до настоящего момента.

1 Типовое расположение электростанции со StreamDiver

2 Первый прототип турбины StreamDiver

1 2

Хотя гидроэнергия и составляет крупнейшую долю возобновляемых энергетических ресурсов в мире, все еще остается существенный потенциал для дальнейшего развития энергетики. До недавнего времени эксплуатация низконапорных речных ГЭС считалась неэкономичной, и поэтому часто не осуществлялась. Чтобы раскрыть этот нереализованный потенциал, Voith в сотрудничестве со своим филиалом Kössler, выступающим в качестве центра компетенции для малых ГЭС – Small Hydro в Европе, разработал StreamDiver, новую компактную пропеллерную гидротурбину, приспособленную к работе в случаях, когда традиционные ГЭС могут быть неэффективны. Благодаря структуре и экологическим свойствам, энергоблок особенно подходит для применения на уже существующих плотинах и дамбах. StreamDiver является компактной бессмазочной, не требующей сложного техобслуживания альтернативой в области гидроэнергии.

1 2

Свойства StreamDiver

Ваши преимущества

Бессмазочная турбина

+ приемлемость для окружающей среды

Меньшая техническая сложность

+ простое техобслуживание+ высокая доступность системы+ вспомогательное оборудование

для турбины не требуется

Стандартизованная конструкция

+ короткое время поставки+ утвержденная концепция+ минимальное управление

запчастями

Компактная погружная турбина

+ гибкая интеграция оборудования+ простота обращения для

техобслуживания и сервиса+ сокращение строительных

расходов

3

Простота – ключ к надежностиВысокая доступность и меньшая техническая сложность. Компактная модульная конструкция StreamDiver и ее эксплуатация, не требующая техобслуживания, сокращают расходы.

StreamDiver позволяет свести до минимума строительные работы. Энергоблок устанавливается непосредственно в воде, открытым остаётся только силовой кабель. Весь гидроагрегат, состоящий из турбины, вала, подшипников и генератора, расположен в корпусе капсульного типа. Кроме того, капсула заполнена водой, которая полностью смазывает подшипники, исключая риск загрязнения воды.

Сама турбина спроектирована как пропеллерная турбина, что означает, что лопасти ротора и направляющий аппарат неподвижны. Эти свойства устраняют необходимость в видимом или доступном для входа машзале. Включая и выключая отдельные турбины или регулируя скорость тур-бины, оператор может контролировать расход на станции.

Для останова используется отдельный затвор, который одновременно позволяет контролировать скорость для пуска и синхронизации компактных турбин. Все эти конструктивные решения способствуют относительно низким общим эксплуатационным расходам.

Традиционные гидроэлектростанции проектируются согласно индивидуальным требованиям. StreamDiver, в отличие от них, является доступным серийным продуктом. У него имеются многочисленные возможности примене-ния по всему миру. Технические характеристики StreamDiver представляют новейшие разработки в обла-сти малой гидроэнергетики.

1

2 3

4

5

2 2

6

Корпус турбины с направляющим аппаратом

Покрытие радиального и осевого подшипника на концах вала

Вал

Генератор

Ротор

Нос капсулы

1

2

3

4

5

6

Главные компоненты StreamDiver

4

• Расход через турбину для отдельного блока ограничен диапазоном 2-12 м3/с.• Типичный диапазон напора для StreamDiver составляет 2-8 м.• Тем не менее, в некоторых случаях стандартно спроектированные модули могут быть разработаны для высокого

напора до 10 м, если проект привлекателен экономически.• Строительная конструкция должна обеспечивать минимальное погружение машины для бескавитационной

эксплуатации StreamDiver.• Расход гидроагрегата ограничивается диаметром рабочего колеса.

Схема применения позволяет предварительно выбрать размер модуля на основе расчётного напора и расхода. Чтобы установить наилучшее расположение и количество компактных турбин, необходимо также учитывать такие условия, как годовой расход, кривую продолжительности напора и общие физические ограничения. Диапазоны применения различных модулей пересекаются для определения наилучшего специального решения для проекта. Должны быть учтены следующие эксплуатационные критерии:

StreamDiver – нерегулируемая машина. Для реализации полного потенциала на участке требуется установить несколько блоков. Опционально StreamDiver может быть дополнена преобразователем частоты, чтобы обеспечить эксплуатацию с регулируемой скоростью. В таком случае StreamDiver сможет работать с располагаемым расходом.

Регулирование расхода станции с нерегулируемой StreamDiver

Регулирование расхода станции с регулируемой StreamDiver

Период [дней в году]

050

130

90

170

210

70

150

110

190

230

100 200 300 400

Ном

инал

ьны

й ра

сход

на

блок

[м3 /

с]

Еди

ничн

ый

расх

од [м

3 /с]

Рабочий напор [м]

Модули StreamDiver

SD 13.10

SD 11.55

SD 10.15

SD 8.95

SD 7.90

1.00.0

6.0

2.0

8.0

12.0

4.0

10.0

14.0

2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0

750 кВт

650 кВт

550 кВт

450 кВт

350 кВт

250 кВт

150 кВт

50 кВт

Схема применения:

Типовая схема работы нескольких блоков:

5

Основные габариты StreamDiver могут варьироваться в зависимости от выбранного размера модуля. Настройки турбины будут заданы по уровню воды нижнего бьефа. Показанный ниже чертеж турбины является основой для предварительного проектирования. Тем не менее, финальная установка и схема притока должны быть адаптированы при поддержке Voith согласно местным требованиям.

1 Размер F будет задан Voith. В целом, выход отводящей трубы должен быть расположен ниже минимального уровня воды нижнего бьефа.

Сороудерживающая решётка

верхний бьеф

ØA

30° 15°

B x B

E

C

D B

F1

площадка доступа

нижний бьеф

кабельный лоток

Размер StreamDiver:

Основной график:

Модуль SDØAмм

Bмм

Cмм

Dмм

Eмм

SD 7.9 1 380 1 580 2 500 6 000 600

SD 8.95 1 560 1 790 2 750 6 700 700

SD 10.15 1 770 2 030 3 000 7 600 800

SD 11.55 2 020 2 310 3 400 8 700 900

SD 13.10 2 380 2 620 3 800 9 900 1 000

6

Nam liber tempor cum nobis.

Простота сборки и сервисаГибкость и простота в работе: сборка и демонтаж StreamDiver – это задача, выполняемая несколькими пара-ми рук. До снятия турбины с ряда машина автоматически останавливается с помощью остановочного клапана. Затем механики поднимают StreamDiver из воды с помощью мобильного крана, так как вес одного энергоблока состав-ляет менее десяти тонн.

Через комплексную стальную конструкцию специалисты получают доступ к компонентам турбины. StreamDiver может быть разобрана на основные компоненты за четыре шага (рис. 1 – 4). Специальные инструменты для демонтажа не требуются.

1

2

3

4

1 – 4 Сборка StreamDiver на заводе

7

Оборудование электростанцииОтсечной затворВ зависимости от специальных требований проекта, Voith может поставлять автоматический отсечной затвор. За-твор соединяется с ячейкой управления блоком и может быть размещен либо на входе, либо на выходе отсасыва-ющей трубы.

Оборудование подключения к энергосетиСтандартный уровень напряжения StreamDiver: 400 В. Voith поставляет низковольтную ячейку, состоящую из низковольтного выключателя, электрозащиты и блока синхронизации. Также предусмотрена ячейка автоматиза-ции. StreamDiver оснащена датчиками температуры, ви-брации и протечки. Все датчики соединяются с програм-мируемым логическим контроллером (ПЛК). ПЛК позволяет непрерывно следить за статусом блока, авто-матически синхронизировать и останавливать блок. ПЛК размещается в ячейке управления. В зависимости от тре-бований клиента, управление установкой может быть ин-тегрировано в ячейку управления StreamDiver. В текущем стандартном решении предусмотрено прямое соединение StreamDiver с энергосетью. Принимая во внимание мест-ные электросетевые стандарты, Voith может оснастить блок установкой регулирования реактивной мощности. В другом варианте учитывается установка на StreamDiver полного преобразователя частоты; это дает возможность эксплуатации с регулируемой скоростью и регулировани-ем реактивной мощности одновременно. Решение о раз-мещении преобразователя частоты зависит от местных условий на гидроузле и экономических соображений.

5 Извлечение из электростанции

6 Интеграция в регулируемую плотину

5 6

Специальное проектное оборудование на местеВ дополнение к стандартному объему поставки необходимо учитывать следующее проектное оборудование:• предохранительная решетка и система очистки• заслоны для техобслуживания предохранительной

решетки и системы очистки• обводная рыбоходная система• высоковольтный трансформатор и система

подключения к энергосети

Конфигурация и необходимость оборудования зависят от местных условий на гидроузле и специальных требований клиента.

Типичные виды проектов StreamDiver:

• Проекты по модернизации• Русло

– деривационного типа – нерегулируемая плотина – регулируемая плотина

• Системы запирания• Мелиоративные каналы и каналы оборотной воды

Voith Hydro Holding GmbH & Co. KGАлександерштрассе 1189522 Хайденхайм, ГерманияТел. +49 7321 37 0Факс +49 7321 37 7828

www.voith.com

A Voith and Siemens Company

VH

339

0 ru

, BD

I, 20

18-0

1. П

роиз

води

тель

не

несе

т от

ветс

твен

ност

и за

точ

ност

ь ра

змер

ов и

изо

браж

ений

. Воз

мож

ны и

змен

ения

.