Departamentul de Proiectare Turbine

---

Activitate

În cadrul Uzinelor din Reşiţa începuturile activităţii de proiectare şi fabricaţie l-a constituit perioada anilor 1940, o activitate sistematică începând din anul 1960. În prezent activitatea de proiectare în domeniul maşinilor hidraulice acoperă toată gama turbinelor clasice (Pelton - P_max=174 MW, Francis - P_max=170 MW, Kaplan - P_max=178 MW, bulb - P_max=28 MW) şi al pompelor radial-axiale (P_max=10 MW); au fost, de asemenea, realizate în concepţie proprie turbine-pompe axiale (P_max=113 MW).

Proiectarea şi execuţia maşinilor hidraulice a fost un real succes pentru Uzinele din Reşiţa şi pentru industria românească având în vedere faptul că puterea grupurilor aflate în exploatare este de cca. 6.000 MW, iar funcţionarea lor este foarte bună.

Experienţa câştigată în proiectarea şi fabricaţia de turbine hidraulice a permis începând cu 1973 să se realizeze exporturi de turbine Kaplan, Francis, bulb şi generatoare electrice, pentru centrale hidroelectrice din China, Turcia, Jugoslavia.

Proiectarea maşinilor hidraulice are la bază existenţa unor modele performante testate în laboratorul propriu. De asemenea, se are permanent în vedere creşterea fiabilităţii turbinelor în exploatare şi ecologizarea lor în funcţionare prin adoptarea unor soluţii constructive noi şi optimizarea caracteristicilor tehnice utilizând proiectarea asistată de calculator (CAD) prin modelare 3D, analiză cu element finit şi alte procedee specifice.

Elementele de noutate sunt utilizate, de asemenea, în retehnologizarea şi reabilitarea turbinelor hidraulice care au un număr apreciabil de ani de la punerea în funcţiune.

Pentru reuşita finalizării activităţilor de realizare a maşinilor hidraulice noi sau reabilitate, specialiştii din compartimentul de proiectare acordă asistenţă tehnică în fabricaţie, montaj şi punere în funcţiune.

Proiectarea în domeniul maşinilor hidraulice s-a desfăşurat într-o perioadă apreciabilă de timp cu realizări de prestigiu obţinute prin eforturile proprii şi prin colaborări cu firme de prestigiu în domeniu (L.M.Z., Neyrpic), iar în prezent există preocupări deosebite pentru modernizarea acestei activităţi.

Obiective reprezentative

Turbina hidraulică pentru CHE Lotru. CHE Lotru este echipată cu 3 (trei) turbine de tip Pelton Vertical executate după licenţa Neyrpic - Franţa, 2 (două) turbine au fost executate de U.C.M. Reşiţa S.A. iar una de firma Neyrpic Franţa. Caracteristici tehnice principale:

• căderea netă maximă: 788 m
• căderea netă de calcul: 730,5 m
• căderea netă minimă: 697 m
• turaţia nominală: 375 rpm
• debitul de calcul: 26,66 m³/s
• puterea de calcul: 174250 kW
• diametrul caracteristic al rotorului: D₁ = 2950 mm
• numărul de injectoare: 6 bucăţi

Turbina din CHE Lotru este turbină de tip Pelton de cea mai mare putere şi cădere din ţară şi printre cele mai mari din Europa.

Turbina hidraulică pentru CHE Mărişelu. Turbinele hidraulice de tip Francis realizate la Uzinele din Reşiţa acoperă intervalul de căderi nete cuprins între 10 m - 600 m şi al puterilor unitare între 1 MW-170 MW. Aceste turbine au fost realizate exclusiv în concepţie românească într-o evoluţie ascendentă a performanţelor tehnice şi relativ scurtă ca perioadă de asimilare (CHE Paltin - 1970, P=5.350 kW, H=80 m; CHE Tarniţa - 1974, P=23.200 kW, H=78 m; CHE Mărişelu - 1977, P=85.500 kW, H=440 m; CHE Retezat - 1986, P=170.500 kW, H= 526 m).

Realizarea turbinelor hidraulice FVM 85,5-440 pentru CHE Mărişelu costituie un salt deosebit din punct de vedere al proiectării, cu implicaţii ulterioare în fabricaţie, montaj şi punere în funcţiune.

Caracteristicile tehnice ale turbinei:

• domeniul de căderi nete: 399÷467 m
• turaţia nominală: 600 rpm
• diametrul caracteristic al rotorului: 2.250 mm
• puterea maximă: 85.500 kW

Fabricaţia, montajul şi punerea în funcţiune a celor 3 (trei) grupuri din CHE Mărişelu au necesitat, de asemenea, eforturi deosebite din partea tuturor factorilor implicaţi, răsplătite însă de buna funcţionare a grupurilor de la punerea în funcţiune în 1977 şi până în prezent.

Realizarea acestor turbine a constituit o premieră naţională de excepţie şi un succes real al proiectării, execuţiei, montajului determinat şi de o exploatare profesională a grupurilor.

Aceste considerente au permis abordarea proiectării celor mai performante turbine hidraulice Francis de 170 MW la 526 m care au fost executate de U.C.M. Reşiţa S.A. şi amplasate din 1986 în CHE Retezat, unde funcţionează bine în domeniul de căderi şi puteri proiectat.

Experienţa câştigată în proiectarea şi execuţia turbinelor hidraulice Francis a făcut posibil ca după anul 1980 aceste maşini să facă obiectul unor exporturi ale U.C.M. Reşiţa S.A. în centrale din Turcia.

Turbinele hidraulice Francis realizate în regim de unicat s-au executat într-un număr de 38 tipodimensiuni, totalizând cca. 2.760 MW având o comportare bună în exploatare.

Turbina hidraulică tip KVB 178-27,16 din CHE Porţile de Fier I. Centrala hidroelectrică (CHE) - partea română - a Sistemului Hidroenergetic şi de Navigaţie (SHEN) Porţile de Fier I, de pe fluviul Dunăre este echipată cu 6 (şase) hidroagregate verticale cu turbine Kaplan având diametrul rotorului turbinei D=9.500 mm cuplate direct cu hidrogeneratoarea sincrone aferente. Construcţia fiecărui hidroagregat este de tip "umbrelă". Având în vedere dimensiunile şi puterea unitară, aceste hidroagregate au constituit o premieră naţională şi chiar mondială în ceea ce priveşte puterea unitară instalată pe un hidroagregat cu turbine Kaplan. Şi atunci şi acum centrala Porţile de Fier I este cea mai mare centrală de pe fluviul Dunăre atât în ceea ce priveşte puterea instalată cât şi dimensiunile hidroagregatelor. Cele 6 (şase) hidroagregate ce echipează centrala română a SHEN Porţile de Fier I au fost puse în funcţiune în perioada 1970÷1972, din cele 6 (şase) hidroagregate, 3 (trei) sunt de fabricaţie rusească (L.M.Z. şi Electrosila) şi 3 (trei) sunt de fabricaţie românească - U.C.M. Reşiţa S.A.

Pentru parametrii iniţiali ai amenajării SHEN Porţile de Fier I, proiectantul şi furnizorul a 3 (trei) din cele 6 (şase) turbine, L.M.Z. din Sankt Petersburg, a prezentat pentru turbine următoarele caracteristici:

• domeniul de căderi nete: H=17,50÷35,46 m
• putere nominală la cupla turbinei: P_n=178 MW
• diametrul caracteristic al rotorului: D=9.500 mm
• turaţia nominală: n=71,43 rpm
• căderea netă optimă: H_opt=29,95 m
• randament maxim: n_max=94%

În cei peste 25 ani de funcţionare de la PIF a grupurilor până în anul 1998 când s-a semnat contractul de retehnologizare a hidroagregatelor, fiecare din acestea au acumulat peste 170.000 ore de funcţionare, adică 6.800 ore/an.

După probele efectuate în anul 1976 în scopul verificării parametrilor garantaţi şi a posibilităţii măririi puterii la cupla turbinei, proiectantul şi furnizorul - L.M.Z. din Sankt Petersburg, a mărit puterea în întreg domeniul de căderi nete şi a schimbat parametrii turbinei, atingând puterea maximă de 194 MW la H=26,5 m

Începând cu anul 1998 - U.C.M. Reşiţa S.A. este partenerul firmei Sulzer Hydro (VA TECH) în retehnologizarea celor 6 (şase) turbine hidraulice.

Turbina hidraulică tip KVB 28-7,45 din CHE Porţile de Fier II.Centrala hidroelectrică (CHE) - partea română - a Sistemului Hidroenergetic şi de Navigaţie (SHEN) Porţile de Fier II, de pe fluviul Dunăre este echipată cu 8 (opt) hidroagregate orizontale capsulate (bulb) cu turbine Kaplan cu ax orizontal în traseu tubular, având diametrul rotorului turbinei D=7.500 mm cuplate direct cu hidrogeneratoarea sincrone aferente. Construcţia fiecărui hidroagregat este pe 3 (trei) lagăre, având rotorul în consolă. Având în vedere dimensiunile şi puterea unitară, aceste hidroagregate au constituit o premieră naţională şi europeană, exceptând Federaţia Rusă, în ceea ce priveşte dimensiunile şi puterea instalată pe un grup. Centrala hidroelectrică a SHEN Porţile de Fier II este cea mai mare centrală europeană echipată cu hidroagregate de tip bulb atât în ceea ce priveşte puterea instalată cât şi dimensiunile hidroagregatelor. Cele 8 (opt) hidroagregate ce echipează centrala română a SHEN Porţile de Fier II au fost puse în funcţiune în perioada 1985÷1986, din cele 8 (opt) hidroagregate, 2 (două) sunt de fabricaţie rusească (L.M.Z. şi Electrosila) şi 6 (şase) sunt de fabricaţie românească - U.C.M. Reşiţa S.A.

Pentru paramentrii iniţiali ai amenajării SHEN Porţile de Fier II, proiectantul şi furnizorul a 2 (două) din cele 8 (opt) turbine, L.M.Z. din Sankt Petersburg, a prezentat pentru turbine următoarele caracteristici:

• domeniul de căderi nete: H=5,0÷12,75 m
• putere nominală la cupla turbinei: P_n=28 MW
• diametrul caracteristic al rotorului: D=7.500 mm
• turaţia nominală: n=62,50 rpm
• căderea netă optimă: H_opt=9,60 m
• randament maxim: n_max=94,0%

În baza experienţei acumulate în activitatea de concepţie şi fabricaţie a hidroagregatelor bulb U.C.M. Reşiţa S.A. a realizat fabricaţia pentru 2 (două) hidroagregate bulb destinate echipării CHE Djerdap II pe Dunăre pentru fosta Jugoslavie.

Turbinele tipizate EOS sunt folosite în domeniul de căderi de la 2,5 la 20 m şi debite de la 0,2 la 9 m³/s.
Se livrează într-o gamă de 5 dimensiuni, cu diametrul rotorului cuprins între 350 şi 1100 mm şi puteri de la 15 la 1.200 kW.
Turbina este de tip elicoidal, orizontal, cu circuit hidraulic în formă de "S", cu rotor cu patru palete fixe din oţel inoxidabil şi aparat director cu palete reglabile. Turbina se cuplează direct cu hidrogeneratorul printr-un cuplaj elastic.
Modul de echipare permite funcţionarea complet automatizată a microhidroagregatelor, fără personal de exploatare.
U.C.M. Reşiţa S.A. a produs şi livrat cca. 233 de microturbine EOS cu o putere instalată totală de 60 MW.

Turbinele tipizate FO sunt folosite în domeniul de căderi de la 10 la 110 m şi debite de la 0,1 la 4 m³/s.
Se livrează într-o gamă de 5 dimensiuni, cu diametrul rotorului cuprins între 390 şi 720 mm şi puteri de la 30 la 1.200 kW.
Turbina este de tip Francis orizontal, cu cameră spirală metalică, rotor din oţel carbon (la cerere se livrează din oţel inoxidabil) şi aspirator metalic tronconic. Turbina se cuplează direct cu hidrogeneratorul printr-un cuplaj elastic.
În funcţie de amenajare, turbina poate fi prevăzută cu sau fără volant, lagărele fiind de alunecare cu autoungere respectiv de rostogolire.
Modelul de echipare permite funcţionarea complet automatizată a microhidroagregatelor, fără personal de exploatare.
U.C.M. Reşiţa S.A. a produs şi livrat cca. 234 de microturbine FO cu o putere instalată totală de 112 MW.

Produse în premieră

Turbina hidraulică pentru CHE Kapulukaya. Este prima turbină de tip Francis proiectată în concepţie proprie pentru export Turcia, a fost executată în proporţie de 80% de către U.C.M. Reşiţa S.A. iar restul de firma Güriş - Turcia. Centrala este echipată cu 3 (trei) turbine cu următoarele caracteristici tehnice principale:

• căderea netă maximă/minimă: 38,25 m/32,25 m
• căderea netă minimă: 32,25 m
• turaţia nominală: n = 166,7 rpm
• debitul de calcul: Q = 55,2 m³/s
• puterea de calcul: P = 18,2 MW
• diametrul caracteristic al rotorului: D1 = 2.850 mm

Turbinele au fost puse în funcţiune în anul 1988 comportându-se foarte bine în exploatare. Performanţele tehnice ale acestor turbine a făcut posibilă dezvoltarea exportului pentru acest tip de maşini în Turcia în prezent fiind în funcţiune încă trei centrale (Kiliçkaya, Gezende, Dicle) şi altele în curs de proiectare şi contractare.

---------------------