Solution de vanne de régulation axiale Mokveld pour structure de dissipation d’énergie

L’hydroélectricité est une source d’électricité écologique, fiable et flexible utilisée à travers le monde depuis la fin du dix-neuvième siècle.

Die Anfang der 1990er Jahre gebaute Tesla Hydroelectric Facility befindet sich an einem Berghang in der Nähe von Colorado Springs (USA). Die Peltonturbine ist seit 1997 in Betrieb. Zu dieser Anlage gehört ein Energieumwandlungsbauwerk (Energy Dissipating Structure (EDS)), das als Bypass verwendet wird, wenn die Wasserkraftanlage offline ist und Wasser mit einem Druck von 750 psi aus dem stromaufwärts gelegenen Stausee abgeleitet werden muss. Anschließend kann das Wasser durch Schwerkraft zu einer stromabwärts gelegenen Wasseraufbereitungsanlage weitergeleitet werden.

Das EDS war ursprünglich mit vertikalen 36”-Schiebeventilen in Schwallrohren aus Beton ausgeführt. In diesen Ventilen trat unter normalen Betriebsbedingungen bei den Düsen jedoch extreme Kavitation auf. Verschiedene Versuche des Herstellers zur Verbesserung der Leistung durch Reparaturen und Nachrüstung dieser experimentellen Schiebeventile blieben erfolglos. Um die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der EDS-Anlage zu verbessern, kaufte und installierte der Eigentümer in den Jahren 2010 bis 2012 36”-Ringkolbenventile als Ersatz für die Schiebeventile. Bei diesen Ringkolbenventilen waren verschiedene Anpassungen durch den Hersteller erforderlich, um sie wie vorgesehen funktionieren zu lassen. Dennoch blieben die betriebsbedingten Probleme bestehen. Die ungeeignete Ventilkonstruktion führte während des Betriebs zu starker Kavitation, extremen Schwingungen, die die EDS-Struktur beeinflussten, und Schallpegeln der Triebwerke bis 130 dB(A). Und damit auch zu wiederholt auftretenden schwerwiegenden Funktionsproblemen. Schließlich fiel eines der Ringkolbenventile während des Betriebs aus, wodurch ein ernsthaftes Sicherheitsproblem entstand.

Aufgrund der großen Bedeutung des Tesla EDS für das lokale Wasserversorgungssystem und der vorherigen relevanten Erfahrung mit anderen Wasserkraftwerken wurde Mokveld damit beauftragt, einen anwendungsspezifischen Ersatz zu entwickeln, der in die bestehenden Leitungen passen und das bestehende Problem lösen sollte. Wir haben die Herausforderung angenommen, die Anwendung mit allen Parametern analysiert und Ende 2019 ein hoch technisiertes und optimiertes 36” axiales Antikavitations-Regelventil geliefert. Die Lieferung erfolgte noch vor dem geplanten Lieferdatum und in optimaler Abstimmung mit dem schnellen Projektplan des Anlagenbauers. Es war zwingend notwendig, dass die Installation vor der Abschaltung der Anlage für die Wartung ausgeführt wurde, sodass die Bypass-Leitung mit dem neuen Ventil ihre Funktion unter Beweis stellen konnte. Die rechtzeitige Lieferung war daher von großer Bedeutung, um die Kontinuität bei der Trinkwasserversorgung von Tausenden von Einwohnern über die Aufbereitungsanlage zu gewährleisten, die auf den sicheren und konsistenten Betrieb der EDS angewiesen war.

Das Ventil wurde im Dezember 2019 in Betrieb genommen. Der Bypass wird typischerweise einige Wochen pro Jahr verwendet, wenn die Turbine für die jährliche Wartung offline ist. In diesem Projekt wurde der Bedarf auf einen Zeitraum von 2 bis 3 Monaten erweitert, da bei der Anlage eine größere Überholung erforderlich war. Aufgrund der Covid-19-Pandemie verzögerten sich die Arbeiten jedoch und der Bypass wurde schließlich fast 5 Monate lang verwendet.

Die innovative Lösung von Mokveld hat diesen ultimativen Test mit Auszeichnung bestanden: Nachdem die Arbeiten abgeschlossen waren und das Wasserkraftwerk wieder online war, wurde das Ventil im Juni 2020 für eine Inspektion ausgebaut. Dabei wurden keinerlei Anzeichen von Kavitation, Verschleiß oder Erosion gefunden.

Mit dieser maßgefertigten ausgereiften Lösung wurde ein zuverlässiger Betrieb der Tesla Energy Dissipating Structure implementiert. Die unübertroffene Einsatztechnologie mit Null-Kavitation von Mokveld und die stromlinienförmige axiale Strömung eliminieren Kavitation und Schwingungen und gewährleisten über viele Jahre hinaus eine maximale Verfügbarkeit und Sicherheit!

  • Land: Colorado Springs, Colorado, USA
  • Geschäftsbereich: Wasser
  • Anwendung: Durchfluss-Regelventil
  • Nennweite und Druckstufe: 36" ASME 400

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