ZAMJENA UREĐAJA ZA ČIŠĆENJE REŠETKENA ZATVARAČNICI VRTAC, HE „PERUĆICA“

Pržno, 16.-19. maj 2011.

Autori:Ratko BatakovićPavle ČanovićEPCG AD Nikšić, HE Perućica

II SAVJETOVANJE CG KO CIGRE

2. UREĐAJ ZA ČIŠĆENJE REŠETKE

1. UVOD

3. DOSADAŠNJE ISKUSTVO

4. ZAKLJUČAK

O HE PERUĆICA:

Najstarija velika elektrana u Crnoj Gori

Nalazi se na rijeci Zeti u središnjem dijeluCrne Gore, oko 35 km od Podgorice,21 km od Nikšića i 15 km od Danilovgrada

Sačinjavaju je:akumulacije Krupac, Slano, retenzija Vrtac,sistem kanala, taložnice, kompenzacioni bazen, dovodni tunel pod pritiskomsa Ulaznom građevinom, vodostanom i zatvaračnicom Povijom, cjevovod sa tri cijevi,mašinska zgrada, odvodne vade i razvodna postrojenja 110 i 220 kV saautotransformatorom 230/121/11 kV

Instalisana snaga elektrane je 307MW, sa osmim agregatom 365,5MW

Akumulacije Krupac Slano VrtacVisina brane (m)

Dužina brane (m)

Akumulacioni bazen (mnv)

Temeljni ispust (m3/s)

Zapremina (106 m3)

19.5

1480.0

620.0

22.3

42.1

21.2

1629.0

621.0

80.75

111.2

17.0

2350.0

614.0

80.75

71.9

ULOGA UREĐAJA ZA ČIŠĆENJE REŠETKE NA ZATVARAČNICI VRTACU SISTEMU HE „PERUĆICA“

- Ulazna građevina temeljnog ispusta brane Vrtac direktno ispušta vodu u kanal Zeta I. - Ovo je “usko grlo” u sistemu HE ”Perućica”- Regulacija protoka kroz temeljni ispust, t j. ka kanaluZeta I vrši se segmentnim zatvaračem ispred kojegse nalazi kosa čelična rešetka radi sprječavanja unošenjanečistoća dalje u sistem. Rešetka se čisti uređajem začišćenje- Prvobitni uređaj za čišćenje rešetke je bio u pogonuod početka rada elektrane - od 1960. godine- Poslednjih godina javila se pojava nekontrolisanogodlaganja urbanog otpada- Otpad, odnosno opterećenje na rešetki, sastoji se uglavnom od sitnog urbanog otpada (plastičnih kesa, plastičnih flaša), urbanog otpada srednje veličine (automobilskih guma, raznih vrsta vreća), sitnog prirodnog otpada (trave, sitnog granja), i krupnog prirodnog i urbanog otpada (krupnog granja, stabala, olupina automobila).- Pored neposrednog problema čišćenja rešetke, pojavljuje se i značajan ekološko-higijenski problem evakuacije, odlaganja i transporta prikupljenog otpada.

PROJEKAT ZAMJENE UREĐAJA ZA ČIŠĆENJE REŠETKE

Crna Gora je dobila kredit od Međunarodnog udruženja za razvoj (IDA) zapotrebe finansiranja projekta “Energetska zajednica jugoistočne Evrope(ECSEE) – APL3 Projekat u Crnoj Gori”, Komponenta 3: Povećanjepouzdanosti eksploatacije HE “Perućica”, i dio sredstava tog kreditausmjerila za finansiranje ugovora za isporuku rešetke i uređaja za čišćenjeza HE “Perućica” na brani Vrtac. Ovaj projekat je od pripreme tenderske dokumentacije i njenog revidovanjai usvajanja od strane Svjetske Banke, preko objavljivanja tendera,evaluacije ponuda, sklapanja Ugovora i napokon, do realizacije vodiostručni tim HE „Perućica“ u saradnji sa Jedinicom za implementacijuprojekata Svjetske Banke u EPCG.

Realizacija ovog projekta je bila uslovljena činjenicom da sezamjena uređaja i rešetke mogla izvršiti samo u vremenu totalneobustave elektrane (u avgustu mjesecu), kada to dozvoljavajuuslovi na terenu – manja količina vode na temeljnom ispustubrane Vrtac i redovni godišnji remont.To je iziskivalo veliki napor i dobru koordinaciju da bi seispoštovala sva procedura Svjetske Banke, isporučioca iproizvođača opreme, pripremu i realizaciju građevinskih radova,demontaže postojeće i montaže nove opreme, ispitivanje,podešavanje i puštanje u rad.Nakon završetka tenderske procedure, za isporučioca opreme je određenafirma iz Njemačke sa predloženim hidrauličnim tipom čistilice HYDRONIC KBD.

2. UREĐAJ ZA ČIŠĆENJE REŠETKE

1. UVOD

3. DOSADAŠNJE ISKUSTVO

4. ZAKLJUČAK

OPŠTI OPIS

Osnovni elementi uređaja za čišćenje su:- glavno postolje fiksirano u beton - okretni toranj sa:

- glavnom rukom (koja se takođe naziva i“ruka za podizanje“) - malom rukom (ruka na kojoj je montiranakorpa)- korpom (lijevom i desnom kontra hvataljkom) - ormarom hidraulike- ormarom elektrike- kabinom

Čistilica tipa HYDRONIC KBD je uređaj sa jednom rukom kojupokreće moćni hidraulični sistem. Za razliku od prethodnoguređaja, dizajnirana je bez lanaca, zupčanika ili vođica, štopojednostavljuje njen rad i održavanje. Korpa sa velikimopsegom rada može da kupi čak i predmete velikih gabaritai pouzdano ih odstranjuje.Korpa je opremljena nazubljenom letvom koja omogućavapenetraciju između štapova rešetke, čime se obezbjeđujeefikasnije čišćenje.

TEHNIČKI OPIS

Napajanje je 400 V, 50 Hz. Ukupna snaga mašine je 50 kW. Motor pumpe hidraulike snage 37 kWOsim motora pumpe hidraulike, instaliran je i motor pumpe hlađenja ulja snage 2,2kW.Ostalo opterećenje ide na grijače u rezervoaru ulja, grijače i hladnjake u kabini i u ormarimaelektrike i hidraulike, rasvjetu i druge pomoćne potrošače.U kabini uređaja i u kućici opreratora – manipulanta na zatvaračnici nalaze se po jedan OP 77panel, preko kojih se daje nalog za automatski start/stop uređaja, vrši se podešavanje parametarapoput pritiska korpe na rešetku, brzina čišćenja rešetke, temperatura pri kojoj se uključuju/isključuju grijači ulja hidraulike, koordinate istovara očišćenog materijala i sl.Ova dva OP panela rade potpuno paralelno i sa PLC-om su povezani preko PROFIBUS-DP kabla.Na njima se takođe očitava greška/upozorenje treperenjem signalne lampe FAULT (kvar).

U kabini uređaja se nalazi kontrolna tabla, koja je opremljena prekidačima i kontrolnim lampama.Na njoj se nalazi taster za uključivanje glavnog prekidača, preklopka za izbor režima rada ručno/automatski, prekidači sa ključem za premošćenje softverskih, odnosno hardverskih krajnjihprekidača, taster za poluautomatski rad i prekidač za sigurnosni stop.

TEHNIČKI OPIS

Sve naloge obrađuje PLC S7 314C-2DP, koji ih, ukoliko za to postojeuslovi, prosleđuje na izvršne organe. Preko njega se, takođe, vrši stalnakontrola ulaznih/izlaznih signala položaja pojedinih sklopova i signalazaštita uređaja za čišćenje.

Komandni napon i napon napajanja PLC-a je jednosmjerni, 24V, koji obezbjeđuje ispravljač 400V~/24V= 16A

Na nekoliko pozicija se nalazi prekidač sigurnornosnog (hitnog) isključenja uređaja.Kada se pritisne neki od ovih prekidača, preko releja sigurnosnog isključenja gubi se uslov zauključenje glavnog prekidača i uređaj prestaje sa radom.

Za pozicioniranje okretanja uređaja se koristi davač ugla – elektromagnetni enkoder koji, takođe, daje strujni izlaz od 4 do 20mA. Ovu vrijednost obrađuje PLC i na programiranu vrijednost se vrši zaustavljanje uređaja u položaj za istresanje materijala iz korpe, odnosno u krajnji desni položaj.Krajnji lijevi položaj je određen hardverskim hard-stopom.

TEHNIČKI OPIS

Položaji glavne i male ruke (ruke za podizanje i ruke na kojoj je korpa) se određuju preko dva davača sa klatnom koji PLC-u šalju naponski signal od 0 do 10V. PLC obrađuje ova dva analogna signala i izračunava relativni ugao, koji definiše konačan položaj korpe. Ovi parametri su ključni za ostvarivanje zadatog pritiska korpe na rešetku koji mora biti konstantan da bi se obezbjedilo korektno čišćenje.

Pozicija za čišćenje se definiše preko dva induktivna senzora – davača položaja uređaja kojidetektuju poziciju “TOWER EXACT OVER TRASHRACK” (mašina tačno iznad rešetke).Samo u slučaju kada je vrijednost elektromagnetnog enkodera – davača ugla okretanjaodgovarajuća i kada su senzorski davači u poziciji “OVER THE TRASHRACK”, moguće jepoluautomatsko i automatsko spuštanje.

Pumpa hidraulike ostvaruje radni pritisak od 180 bara kojim se, preko bloka hidraulike i odgovarajućih ventila omogućava pokretanje hidro motora za okretanje uređaja, pokretanje ruke ili otvaranje/zatvaranje korpe.

TEHNIČKI OPIS

Temperatura i nivo ulja hidraulike se prati pretvaračem sa strujnim izlazom od 4 do 20mA.Ukoliko temperatura ulja pređe određenu vrijednost (40°C) uključuje se pumpa hlađenja ulja. Pritisak ulja hidraulike glavne ruke se prati pretvaračem sa strujnim izlazom od 4 do 20mA.Ukoliko je pritisak glavne ruke previsok, javlja se greška – preopterećenje i uređaj prestaje sa dizanjem.

Blok hidraulike je opremljen proporcionalnim ventilima koji obezbjeđuju meko okretanje uređaja, dizanje/spuštanje glavne ruke i uvlačenje/izvlačenje male ruke. Proporcionalni ventili, takođe,mogućavaju ostvarivanje zadatih vrijednosti položaja uređaja i finiji rad mašine. Kapacitet rezervoara ulja je 800 litara. Koristi se isključivo biorazgradivo sintetičko ulje PANOLIN HLP SYNTH 15.Pritisak koji ostvaruje hidraulički sistem može biti od 0 do maksimalno 250 bara.

Kota platoa čistilice 619,00 mnmMaksimalni kapacitet čišćenja rešetke cca. 10 m3/hDužina rešetke 9228 mmŠirina rešetke 5000 mmSvijetli otvor između štapova rešetke 100 mmKota donjeg praga rešetke 600,15 mnmKota gornjeg praga rešetke 607,00 mnmNagib rešetke prema horizontalnoj ravni 50°Normalni nivo vode ispred rešetke 605,00÷607,00 mnm

Izuzetni (poplavni) nivo vode ispred rešetke 614,00 mnm

Maksimalni protok vode kroz ulaznu građevinu (sa 8 agregata) 80,75 m3/sMaksimalni protok vode kroz ulaznu građevinu (sa 7 agregata) 68 m3/sDiferencijalni pritisak začepljenja rešetke, mjerodavan za automatski start rada čistilice

0,2 mVS (*)

Granična vrijednost diferencijalnog pritiska začepljenjarešetke, mjerodavna za generisanje signala upozorenja

0,3 mVS (*)

Granična vrijednost diferencijalnog pritiska začepljenja rešetke, mjerodavna za generisanje signala prekomjerne začepljenosti

0,4 mVS (*)

Maksimalna visina ~ 18000 mmUkupna težina ~ 45000 kgŠirina korpe 4800 mmZapremina korpe 1,00 m3

Nosivost 10,0 kN (*)Dužina čišćenja ~ 24800 mm Visina dizanja ~ 23300 mm Brzina spuštanja korpe ~ 25 m/min Brzina dizanja korpe ~ 10 m/min (*)Brzina okretanja 1,0 o/min Maksimalni ugao rotacije 200° Kapacitet hidraulične pumpe 90 l/minRadni hidraulični pritisak 200 barNominalna snaga hidrauličnog aparata 37 kWNominalna snaga hladnjaka ulja 2,2 kWKomandni napon 24 V (jednosmjerno)Napajanje 400 V, 50 Hz

Tabela tehničkih podataka

(*) – softverski podesiva vrijednost

PROCES ČIŠĆENJA

Proces čišćenja počinje ispružanjem manje ruke. Ujedno se glavna ruka spušta na dolje donajdonje pozicije korpe (krajnja tačka u dnu rešetke). Ovu operaciju obavljaju cilindri za pokretanje glavne i male ruke. Iz krajnje pozicije sa dna rešetke mala ruka povlači otpad prema sebi.Izvlačenjem cilindra otvorena korpa se podiže duž rešetke dok se cilindar za privlačenjeistovremeno uvlači. Pritisak korpe na rešetku i brzina čišćenja mogu se podešavati posebno kako bi se postigao zadovoljavajući efekat čišćenja. Pri vrhu rešetke, korpa se zatvara pomoću cilindara korpe i hvata otpadni materijal.Zatim se glavna ruka podiže i mašina se okreće do kontejnera gdje se otvaranjem korpe iskrcava materijal u kontejner. Korpa je opremljena sa dvije nezavisno pogonjene kontra hvataljke, pa je moguće obaviti ispuštanje smeća u dva koraka.Za istovar materijala u kontejner na platou uređaj može da se okreće za 200 stepeni.

REŽIMI RADA

Uređaj za čišćenje rešetke ima mogućnost da radi u tri režima rada:- Automatski- Poluautomatski- Ručno

Izbor režima rada se vrši odgovarajućom preklopkom na kontrolnoj tabli koja se nalaziu kabini mašine.Pritiskom na taster „parking position“ na OP77 panelu, uređaj se iz ma kojeg položaja u komese nalazi postavlja u poziciju za čišćenje.Za sve režime rada je bitno da su ispunjeni sledeći uslovi:- nema prisustva greške- izabran odgovarajući režim rada- uključen komandni napon- nije aktiviran ni jedan od prekidača za sigurnosni stop - ljestvice za pristup kabini podignute

2. UREĐAJ ZA ČIŠĆENJE REŠETKE

1. UVOD

3. DOSADAŠNJE ISKUSTVO

4. ZAKLJUČAK

DOSADAŠNJE ISKUSTVO

Svi elektro i mašinski sklopovi su izrađeni od strane renomiranih proizvođača opreme i do sadanije bilo problema u njihovom radu. Nakon montaže opreme izvršena je obuka osoblja koje jeveoma dobro savladalo novu tehnologiju i rukovanje savremenim uređajem.U svim režimima rada uređaj radi pouzdano, što je pokazatelj da je s tog aspekta kvalitet mašinezadovoljavajući. Prednost novog uređaja za čišćenje rešetke u odnosu na stari je izvlačenjekrupnog, gabaritnog otpada, što je ranije zadavalo velike probleme i zahtijevalo aganžmandodatne radne snage i mehanizacije.  U periodu probnog rada uočeni su određeni nedostaci, od kojih izdvajamo:-zastoj u radu soft startera pri niskim temperaturama, koji je riješen postavljanjem dodatnogtermostata za grijač u ormaru elektrike-problem sa grijanjem ulja hidraulike, koji je izbjegnut postavljanjem dodatnog grijačau rezervoaru ulja-nemogućnost podmazivanja cilindara glavne ruke i korpe, što je otklonjeno korekcijommaznih mjesta-podešavanje pozicije za čišćenje, koje je u početku bilo riješeno softverski. Zbog velikog krakačišćenja i uskog kanala ispred rešetke, prvo rješenje nije bilo zadovoljavajuće, pa je postavljen„hard stop unit“ koji je ujedno i krajnji položaj i pozicija za čišćenje-nemogućnost čišćenja rešetke pri velikim brzinama vode. Ovaj problem se prevazilazipritvaranjem segmentnog zatvarača koji se nalazi nizvodno. Isporučilac opreme je u obavezida u garantnom roku otkloni ovaj nedostatak da bi uređaj mogao da radi i u ovim uslovima.- neki sitniji nedostaci u radu opreme

2. UREĐAJ ZA ČIŠĆENJE REŠETKE

1. UVOD

3. DOSADAŠNJE ISKUSTVO

4. ZAKLJUČAK

ZAKLJUČAK

Zamjenom rešetke i uređaja za čišćenje rešetke na zatvaračnici Vrtac – HE „Perućica“‚ izvršeno jepoboljšanje operativne pouzdanosti elektrane, što je bio jedan od ciljeva projekta Međunarodnezajednice za jugoistočnu Evropu u cilju poboljšanja rada energetskog sektora.

Uslovi rada opreme u ovom dijelu HE „Perućica“ su, zbog uskog grla, velikih brzina i vrtloženjavode veoma zahtjevni. Stoga je bilo potrebno naći pravo, jedinstveno rješenje koje bi ispunilo svezadate uslove. Mašina ovog tipa je jedinstvena u Crnoj Gori i jedna od rijetkih u regionu. Za njenpouzdan i siguran rad je potrebno kvalitetno održavanje, koje nije moguće ukoliko se ne pratenajnoviji tehnološko – tehnički procesi, što je uslovljeno uvođenjem novih standarda i kvalitetnomobukom osoblja za savremena hardverska i softverska rješenja.

Ugradnjom nove opreme takođe je otklonjen i značajan ekološko-higijenski problem evakuacije,odlaganja i transporta prikupljenog otpada, osim u slučajevima izuzetno velikih nanosa uperiodima velikih dotoka.

Međutim, ni najsavremenija tehnička rješenja nijesu dovoljna ukoliko se nastavi sanekotrolisanim bacanjem otpada i narušavanjem životne sredine od strane građanai privrede.