|
О ветряках---->
Книги о ветряках и других источниках энергии
ГЛАВА 7.
Монтаж и наладка ветроэлектрических агрегатов
Потребители энергии ветроэлектрических агрегатов получают ток обычно низкого напряжения (6—24 в), поэтому агрегат следует располагать от потребителей и аккумуляторной батареи на расстоянии не более 50 м, иначе будут большие потери напряжения.
Если по ветровым или топографическим условиям нельзя установить агрегат возле потребителя, следует применить одну из схем использования, приведенных в главе 4.
Ветроэлектрический агрегат ВЭС-1-5 или ветроэлектронасосный типа «Беркут» (ВЭН-4) или ВЭВ-1-6, вырабатывающие ток повышенного напряжения (127—380 в), располагают на наиболее высоком месте с хорошими ветровыми условиями. Эти агрегаты могут быть удалены от потребителя и аккумуляторных батарей на расстояние до 300 м.
МОНТАЖ И НАЛАДКА
ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО АГРЕГАТА ВЭ-2М
Ветроэлектрический агрегат ВЭ-2М монтируют на деревянном столбе, диаметр верхней части которого должен быть не менее 14—15 см. Высоту столба выбирают такой, чтобы конец лопасти ветрового колеса был расположен на 2—3 м выше окружающих деревьев и строений, а при установке на открытой местности — не менее чем на 5—6 м над землей.
Для столба выбирают ровное, крепкое и сухое дерево, лучше всего сосну. Комлевую часть столба на длине 1,7—2 м, чтобы предохранить от гниения, обрабатывают антисептиками, горячей смолой или в крайнем случае обжигают. На столбе, очищенном от сучков, набивают через каждые 40—50 см костыли, которые будут служить ступенями для подъема к головке. На расстоянии 0,8— 0,9 м от конца делают прочную деревянную площадку, которая должна выдерживать вес двух человек.
Столб высотой более 10 м целесообразно устанавливать на деревянных или железобетонных пасынках длиной 3,5—4 м, которые скрепляют с ним двумя стальными болтами или шпильками диаметром 18—20 мм, расположенными на 0,8—1,0 м один от другого. Нижнюю шпильку, которая после установки столба должна отстоять от уровня земли на 0,3—0,4 м, используют в качестве шарнира при подъеме и повалке агрегата.
Для установки столба откапывают яму глубиной 1,5—1,6 м при высоте столба 8—10 м и дo 2 м при большей высоте.
Стр. 118
Комлевую часть столба упирают в доску, опущенную в яму, по которой конец столба будет скользить при подъеме. В случае же крепления столба на пасынках его соединяют с ними на нижнем болте. Пасынки устанавливают вертикально и закапывают, послойно трамбуя грунт. Под верхнюю часть столба подводят невысокие козлы и приступают к монтажу головки агрегата.
Перед монтажом распаковывают узлы ветроэлектрического агрегата: ветроколесо, генератор со стойкой, хвост, кронштейн, электрощиток, аккумуляторную батарею и комплект растяжек; проверяют их сохранность и очищают от заводской консервирующей смазки.
Сборку начинают с крепления кронштейна 7 (см. рис. 30) на столбе. Его надевают на столб так, чтобы угольники плотно охватывали его сверху и снизу, а оси обеих направляющих втулок 4 по возможности совпадали с осью столба. Угольники соединяют со столбом двумя болтами. Нижним болтом закрепляют облуженный конец проволоки диаметром 5—6 мм, длина которой на 4— 5 м больше высоты столба. Эта проволока служит заземлителем молниеотвода. Проволоку закрепляют вдоль столба проволочными скобками. После этого приступают к монтажу генератора.
Трубу стойки, на которой закреплен генератор, вставляют во втулку 4, предварительно надев на нее упорный подшипник (№ 8100) и тщательно смазав их смазкой УС (солидолом) или УН (техническим вазелином).
Если труба во вкладышах при полном обороте вращается с заеданием, то это указывает на перекос втулок, который устраняют, ослабляя болты, подкладывая прокладки под уголки кронштейна или стесывая столб. Подав трубу назад, выводят ее из нижнего вкладыша кронштейна, надевают на ее конец заточкой вниз тормозную муфту 6. Муфту сдвигают вверх по трубе и из открывающегося квадратного отверстия в трубе вытягивают крючок 9 тормозной тяги 10, после чего сдвигают муфту вниз так, чтобы заточка вошла во впадину на крючке. Муфту и крючок на время сборки следует связать шпагатом. Трубу ставят на место и фиксируют ее с помощью пальца 8, который шплинтуют.Кабель генератора пропускают сквозь трубу и закрепляют на столбе скобками так, чтобы он проходил в них свободно, с зазором.
Переходную коробку 11 (см. рис. 28) закрепляют на столбе на расстоянии 3—3,5 м от верхнего конца, конец кабеля присоединяют к зажимам коробки, а кабель закрепляют на коробке зажимной втулкой. Кабель должен иметь свободновисящую петлю длиной до 0,3 м, что предохраняет его от разрыва при повороте головки агрегата по направлению ветра.
Рычаг 10 тормоза крепят на столбе на расстоянии 4—3,5 м от нижней части столба и соединяют его с тросом, идущим от тормозной муфты. Натяжение троса должно быть таким, чтобы при верхнем положении рычага трос и пружина были свободны, а при
Стр. 119
нижнем пружина растягивалась на 60—70 мм. Трос на расстоянии 0,9—1,2 м от конца столба пропускают через скобку, вбитую в столб, вследствие чего трос не будет задевать за вращающееся ветровое колесо. При правильной регулировке вал генератора при отпущенном тросе должен вращаться свободно, а при натянутом тросе с заметным усилием (1,5—2 кг на конце лопасти). В конце монтажа агрегата крепят ветроколесо на валу генератора.
Лопасти колеса соединяют со втулкой 9 (см. рис. 29), предварительно проверив наличие смазки в подшипниках и надежность шплинтовки гаек крепления передних подшипников на махах лопастей. Лопасти должны поворачиваться во втулке без заедания. При сборке необходимо соблюдать заводскую маркировку лопастей, иначе будет нарушена балансировка ветроколеса.
Ветроколесо надевают на смазанный автотракторным маслом, вал генератора и закрепляют клином 10. Ко втулке крепят стакан с пружиной 16 регулятора, а на свободный конец вала надевают втулку 13, собранную со стаканом 14, пусковой пружиной 15. Надавливая на втулку 13, поджимают пусковую и рабочую пружины и, установив шайбу, завертывают гайку 17 и фиксируют ее штифтом.
Углы установки лопастей и затяжку пружин устанавливают на заводе при контрольной сборке агрегата, что определяется положением гайки 17. Поэтому при монтаже гайку ставят на прежнее место, шплинтуют и закрывают колпаком 11.
Положение тандеров тяг 6 регулируют также на заводе, поэтому не рекомендуется при монтаже изменять их длину и нарушать контровку. Заканчивая сборку регулятора, соединяют пальцами грузы 2 регулятора. Положение державок на махах лопастей устанавливают на заводе, фиксируют стопорными болтами и делают соответствующие пометки на махах и державках. При сборке ветроколеса с регулятором проверяют, не сбито ли положение грузов и не ослаблены ли контрящие болты и гайки. Если при транспортировке или при монтаже положение державок сбито или же нарушены длины тандеров, выверяют положение лопастей и деталей регулятора скорости вращения.
Для этого закрепляют вал ветроколеса вертикально и делают тяги одинаковой длины. С помощью угломера устанавливают пусковой угол заклинения лопастей (+ 20°). Этот угол между плоскостью вращения колеса и плоской стороной лопасти замеряют угломером на расстоянии 0,8 м от оси колеса (на обшивке лопасти обычно имеется контурная цветная линия) при положении регулятора, показанном на рисунке 29, б.
После установки пускового угла державки слегка стопорят на махах и, переводя регулятор в положение, приведенное на рисунке 29, а, проверяют величину рабочих углов лопастей (+6°).
Если угол меньше + 6°, то, укорачивая на одинаковую величину тандеры, увеличивают рабочие углы лопастей до указанного значения, после чего проверяют величину пусковых углов.
Стр. 120
Рис. 59. Схема подъема ветроэлектрического агрегата ВЭ-2М с помощью ручной лебедки: 1 — лебедка; 2 — столбик; 3 — стальной трос D8—12 мм; 4 — подпорка; 5 — яма для подпорки; 6 — доска; 7 — котлован; 8 — столб; 9 — боковая растяжка; 10 — козлы
11 — предохранительная веревка; 12 — ветроэлектрический агрегат; 13 — стальной трос d 5 мм.
При пусковых углах, меньших или больших +20°, освобождают стопоры державок, поворачивают лопасти на угол +20° и вновь регулируют тандерами величину рабочего угла. Регулировку заканчивают после того, как пусковой и рабочие углы будут соответствовать указанным с точностью 0,5°.
По окончании проверки и регулировки колеса ставят хвост, трубу которого заводят во втулку 4 (см. рис. 30) стойки 3, закрепляют гайкой 12, которую контрят вязальной проволокой, и фиксируют болтом.
Подъем столба с ветровым агрегатом — наиболее ответственная часть монтажа. Схема подъема с помощью ручной лебедки приведена на рисунке 59.
Грузоподъемность лебедки должна быть не менее 0,5 т.
Особенно осторожно нужно производить подъем при подходе столба к вертикальному положению, когда столб может опрокинуться в сторону грузового троса. Подъем ведут при тихой погоде. Перед началом засыпки ямы на ее дно кладут металлический лист, к которому приваривают или прикручивают проволоку заземления.
Столб выверяют растяжками по вертикали и засыпают грунтом с послойной тщательной трамбовкой.
Монтаж электрической части агрегата начинают с подвески трехпроводной линии, идущей от переходной коробки К помеще-
Стр. 121
нию, в котором устанавливают электрический щиток и аккумуляторные батареи. Все соединения выполняют в соответствии с обозначениями на электрическом щитке и электрической схеме агрегата (см. рис. 31).
Для освещения используют аккумуляторную батарею напряжением 12 в и емкостью 60—80 а - ч., а для питания радиоузлов типа КРУ-2 или КРУ-10 емкость батареи следует увеличить до 98-128 ач.
Агрегат опробывают при скорости ветра 5—8 м/сек и холостом ходе генератора. Если агрегат смонтирован правильно и исправен, то он быстро тронется, увеличит скорость вращения и будет работать с характерным звуком быстровращающихся лопастей.
Ветроколесо и генератор должны останавливаться не мгновенно, а сделав несколько оборотов. После того как агрегат проработает на холостом ходу 10—15 мин, включают нагрузку — аккумуляторную батарею.
МОНТАЖ И НАЛАДКА
ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО АГРЕГАТА ВЭС-1-5
Ветроэлектрический агрегат ВЭС-1-5 собирают на металлической трубчатой опоре, в нижней части которой имеется шарнир, что значительно облегчает работу по монтажу и подъему агрегата.
На монтажную площадку агрегат поступает отдельными узлами: ветроколесо с регулятором, головка с механизмом ориентации на -ветер, генератор, отсеки башни с лестницами и комплектом растяжек, опорная плита с якорями и электрический щит. Все узлы распаковывают, проверяют их комплектность, очищают от консервирующей смазки и подготавливают к сборке, которую осуществляют трое рабочих.
Для монтажа планируют площадку длиной 20—25 м и шириной 10 м, вытянутую вдоль будущей линии подъема агрегата.
Сначала роют котлованы и закладывают фундамент под опорную плиту и якоря растяжек (рис. 60).
При закладке якорей используют стальные плиты, которые поступают вместе с агрегатом. Глубина заложения фундаментов должна быть на 0,2—0,3 м ниже глубины промерзания грунта, а объем бетона (марки 140) тумб якорей растяжек — не менее 1,5 м3. При кладке фундамента нужно, чтобы опорные плиты были горизонтальны, а прутки якорей были перпендикулярны к опорным плитам. Поверхности плит и якорных болтов должны быть окрашены.
Монтаж агрегата начинают со сборки башни. К плите центрального фундамента прикрепляют кронштейн 1 (рис. 61), а к четырем плитам фундаментов растяжек — кронштейны 2. К крон-
Стр. 122
Рис. 60. Закладка фундамента ветроэлектрического агрегата ВЭС-1-5:
а — закладка якорей; б — схема закладки фундамента.
штейну 1 опоры с помощью пальцев 3 и 4 присоединяют первую секцию 5 башни и трубу стрелы 6 подъема. Гайки пальцев 3 и 4 шплинтуют.
Подставив козлы высотой 0,8—1,2 м, соединяют вторую, третью и четвертую секции башни и шплинтуют гайки болтов. К кронштейнам секций башни прикручивают два отсека лестниц. Верхнюю лестницу дополнительно в двух местах, на длине второй секции и в одном месте третьей секции, закрепляют с помощью полухомутов.
Заканчивая монтаж башни, присоединяют к косынкам мачты растяжки первого и второго ярусов и устанавливают трап.
Первый ярус растяжек (коротких) закрепляют за проушины второй секции башни. Второй ярус растяжек (длинных) закрепляют за проушины четвертой секции, к которым одновременно крепят разъемный трап.
Следует иметь в виду, что тяга механизма пуска и остановки Должна проходить внутри трубчатой башни. Детали этой тяги завод поставляет в готовом виде, и при монтаже необходимо их только соединить.
Стр. 123
Рис. 61. Кронштейны крепления агрегата ВЭС-1-5 на фундаменте:
1 — кронштейн опоры башни; 2 — кронштейн растяжки; 3 и 4 — пальцы; 5 — первая секция башни; 6 — стрела подъема.
Это делают следующим образом. После присоединения первой секции башни на расстоянии 1,2 м от ее основания на прямоугольном люке крепят рычаг пуска и остановки, винт которого предварительно вывертывают, вращая рукоятку против часовой стрелки до упора. Через люк, расположенный немного выше прямоугольного люка, к планке рычага присоединяют короткую прутковую тягу с тандером и вертлюгом, упорный подшипник которого смазывают смазкой УС. Тандер должен быть распущен. К оси вертлюга присоединяют длинную прутковую тягу, шплинтуют оси, наращивают вторую, третью и четвертую секции башни и открывают люк в конце третьей секции башни. Внутри трубы по всей ее длине пропускают монтажную проволоку диаметром 3—4 мм, с помощью которой можно вытащить кабель генератора.
Растяжки первого и второго ярусов, которые будут находиться при подъеме сзади и сбоку башни, закрепляют за кронштейны растяжек, как показано на рисунке 62. Тандеры растяжек предварительно распускают.
Монтаж головки агрегата начинают с установки поворотной опоры с виндрозным механизмом ориентации на ветер.
Закрепляя опору к верхнему фланцу башни, необходимо установить резиновую манжету 6 (см. рис. 36). При этом труба 4 опоры должна войти во вкладыш верхней секции башни. Правильно
Стр. 124
смонтированная опора должна легко поворачиваться вокруг башни при вращении вала 9 виндрозы от руки.
Свободный конец троса поворотной опоры заводят в трубу верхней секции башни и через открытый люк третьего отсека соединяют с серьгой длинной прутковой тяги. После шплинтовки пальца люк закрывают.
К приливам корпуса поворотной опоры присоединяют редуктор агрегата, к которому на фланце крепят генератор. Шпильки крепления генератора шплинтуют. Конец кабеля, идущего от генератора, зацепляют за монтажную проволоку и протягивают внутри башни к люку, от которого он идет к электрическому щиту. Вращая входной вал, проверяют, не заедает ли он в редукторе.
Трос, идущий от роликов поворотной опоры, прицепляют к внешнему сектору реечной пары, состоящей из зубчатого сектора 5 (см. рис. 34) и цилиндрической рейки 6, связанной с тягой 15, идущей к регулятору ветроколеса сквозь полый вал редуктора.
Ветроколесо с регулятором собирают на удлиненном валу редуктора.
Втулку 2 (см. рис. 33) ветроколеса надевают на вал редуктора, стопорят клином 21 и гайкой стакана 6, который навертывают на вал и стопорят двумя винтами 23. При этом шток 17 регулятора должен выступать за обрез вала.
Соблюдая заводскую нумерацию, закрепляют гайками 22 лопасти в ступице. Гайки контрят стопорами 20. Концы махов с
Рис. 62. Оснастка агрегата ВЭС-1-5 для подъема:
1- ветроагрегат; 2 — стрела подъема; 3 — центральный фундамент; 4 — фундамент якоря растяжек; 5 — грузовой трос D14—16 мм; 6 — грузовая лебедка 3 т; 7 — растяжка лебедки; 8 —- якорь лебедки; 9 — трос задней растяжки верхнего яруса; 10 — задний трос нижнего яруса; 11 — боковая растяжка верхнего яруса; 12 — боковая растяжка нижнего яруса; 13 — передняя растяжка верхнего яруса; 14 — передняя растяжка нижнего яруса; 15 — монтажные козлы.
Стр. 125
подшипниками перед установкой лопастей очищают от консервирующей смазки и в подшипники и полость ступицы закладывают свежую смазку УС или ЦИАТИМ-201. Устанавливают рабочую пружину 7, надевают стакан 8 с пусковой пружиной 9 и муфтой 10. Сальники муфты перед монтажом пропитывают смазкой УС.
Всю систему закрепляют на валу с помощью двух гаек 16, которые затягивают до тех пор, пока торец муфты 10 не совпадет с риской на стакане 8. Передний обрез муфты должен отстоять от ступицы ветроколеса на 350 мм. На конец муфты навертывают стакан 12, к днищу которого закрепляют гайкой 13 шток регулятора, после чего навертывают и стопорят колпак 15.
Для определения положения штока открывают крышку редуктора и поворачивают зубчатый сектор 5 (см. рис. 34) до совпадения его риски с риской цилиндрической рейки, связанной со штоком. Это положение, соответствующее вылету 125 мм (до постановки гайки) свободного конца штока за днище стакана 12 (см. рис. 33), фиксируют гайкой 13 штока. В этом положении выверяют тягу механизма остановки. Для этого ее укорачивают тандером, расположенным против монтажного окна первой секции башни, до тех пор, пока не натянется трос и при дальнейшем укорочении тяги не будет перемещаться зубчатый сектор. В этом положении тандер контрят и закрывают монтажное окно.
В конце монтажа соединяют тяги 19 регулятора с проушинами муфты и пальцами грузов 5 и крепят виндрозу на валу червячного редуктора.
Соединения тяг закрывают резиновыми кожухами 18. Положение грузов регулятора на махах и длины тяг отрегулированы на заводе, и при монтаже их не следует изменять.
Оснастка ветроагрегата перед подъемом заключается в расчаливании стрелы 2 (рис. 62) с помощью троса и закреплении грузового троса 5 на конце третьей секции башни и на барабане лебедки 6.
Грузоподъемность лебедки должна быть не менее 1 т. Ее устанавливают по оси подъема и закрепляют на грунте на якорях 8. Под переднюю часть лебедки насыпают грунт на 15—20 см, чтобы предотвратить отрыв ее от земли в первый момент подъема агрегата. Перед подъемом агрегата переводят лопасти в положение «на останов», для чего рукоятку рычага пуска и остановки вращают до упора но направлению часовой стрелки.
В корпусы червячного и главного редукторов заливают масло ЯЗ-904, если его нет, то применяют летом автотракторное масло АК-10, а зимой швейное масло.
Для подъема агрегата можно использовать груженый автомобиль типа ГАЗ-51 или ЗИЛ-150. Грузовой трос в этом случае крепят к переднему крюку и подъем ведут на задней передаче, что позволяет шоферу контролировать ход подъема агрегата и видеть подаваемые сигналы.
Стр. 126
В момент подхода башни к вертикальному положению (80—85°) прекращают работу лебедки. Башню ставят в вертикальное положение, надавливая на стрелу подъема и натягивая вручную передние растяжки, которые закрепляют за кронштейн переднего фундамента. Натягивая равномерно растяжки сначала верхнего, а затем нижнего ярусов, башню выверяют по вертикали.
Соблюдая маркировку, присоединяют конец кабеля к зажимам электрического щита при расположении его вблизи агрегата или же к трехфазной воздушной линии, если ветроагрегат установлен вдали от потребителя.
Агрегат опробывают при скорости ветра 5—8 м/сек. Нормально смонтированный агрегат после установки рычага пуска и остановки в положение «на пуск» должен тронуться с места при скорости ветра меньше 4 м/сек, на холостом ходу увеличить скорость вращения и обеспечить номинальное напряжение на зажимах электрического щита уже при скорости ветра 5,5—6 м/сек.
При работе агрегата должен прослушиваться нормальный шум работающего ветроколеса, а при нагрузке — гудение генератора.
Ветроагрегат должен останавливаться в течение 20—30 сек после перевода рычага в положение «на останов».
Повышенные колебания башни и посторонние шумы указывают на неисправность агрегата. После того как агрегат проработает на холостом ходу и под нагрузкой в течение 20—25 ч, проверяют надежность болтовых соединений секций башни, головки и подтягивают растяжки.
ИСПЫТАНИЯ ВЕТРОАГРЕГАТОВ
Ветроагрегаты испытывают для того, чтобы установить соответствие характеристик агрегата (мощности, производительности, коэффициента полезного действия и др.) заводским данным, а также проверить работу и взаимодействие различных узлов и механизмов.
В хозяйствах и на опорных пунктах после монтажа и наладки ветроагрегата и после капитального ремонта проводят испытания, во время которых определяют:
а) минимальную скорость, при которой ветродвигатель начинает работать и поднимать воду или вырабатывать электроэнергию;
б) число оборотов, развиваемое ветроколесом при различных скоростях ветра на холостом ходу и под нагрузкой;
в) производительность агрегата при различных скоростях ветра;
г) скорость ветра, при которой вступает в действие система автоматического регулирования скорости вращения ветроколеса;
Cтр. 127
д) точность автоматической ориентации головки по направлению основного потока.
При испытании ветроагрегата ручной или дистанционный анемометр устанавливают на той же высоте от поверхности земли, на которой расположен и центр ветроколеса, в плоскости вращения ветроколеса на расстоянии, равном 5—10 его диаметрам. Минимальную рабочую скорость ветра определяют при средних скоростях 3—4 м/сек, записывая через каждые 10—15 сек показания анемометра и фиксируя одновременно момент начала вращения ветроколеса, а затем число его оборотов или скорость выходного вала редуктора (генератора). При увеличении скорости ветра также делают запись. Испытания проводят и при больших скоростях (8 м/сек и выше), чтобы определить момент вступления в действие автоматического регулятора числа оборотов и мощности. По полученным данным строят график зависимости числа оборотов от скорости ветра.
Опыты проводят при отключенной нагрузке (насосе, аккумуляторной батарее и др.) и с включенным потребителем энергии. Продолжительность опыта на каждом диапазоне скоростей ветра (3—5; 5—7; 7—8; 9 м/сек и выше) около 10—15 мин.
Производительность агрегата при различных скоростях ветра определяют, замеряя через каждые 10—15 сек скорость ветра по анемометру или флюгеру, количество поднятой воды по водомеру или при помощи мерного бака, количество выработанной электроэнергии ваттметром или амперметром и вольтметром.
Если нужно определить мощность, развиваемую двигателем ветроэлектрического агрегата при различных скоростях ветра, то делят выработку энергии на интервал времени между двумя замерами.
Мощность, развиваемую ветронасосным агрегатом, обычно не определяют.
Полученные данные сравнивают с характеристиками, приводимыми в заводских инструкциях (паспортных данных агрегата).
Точность автоматической ориентации головки двигателя по направлению ветра определяют визуально (на глаз), сличая положения хвоста или плоскости вращения виндроз с направлением основного потока, указываемым флюгером. При средней скорости ветра 4—5 м/сек точность ориентации не должна быть менее 5°.
Если характеристики двигателя, полученные во время испытаний, оказываются хуже, чем приводимые в паспорте машины и гарантируемые заводом-изготовителем, то это свидетельствует о ненормальной работе агрегата (повышенное трение, плохая работа насоса, неправильный угол установки лопастей, недостаточное натяжение пружины регулирования и т. д.). Если эти неисправности устранить не удается, составляют акт-рекламацию и отправляют ее в адрес завода-изготовителя.
Стр. 128
|
ВЕТРОНАСОСНЫЕ И ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АГРЕГАТЫ. СОДЕРЖАНИЕ
|
 |
| | |
