Desbloquear Chattahoochee

Jim Woodruff Lock and Dam se encuentra en la frontera de Georgia y Florida. La represa acumula el lago Seminole para producir energía hidroeléctrica, y su única esclusa brinda acceso navegable al río Chattahoochee.

Hydradyne LLC de Tampa, Florida completó recientemente el diseño, la fabricación y la instalación del nuevo sistema hidráulico de la presa. La construcción de la esclusa y la presa comenzó en 1947 y fue completada en 1957 por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU. La presa alimenta una central hidroeléctrica que contiene tres turbinas con una potencia nominal total de 36.000 kW.

El sistema hidráulico original de la presa constaba de una unidad central de energía en el segundo piso de la torre noreste y dos estaciones de operación hidráulica en la pared este. La unidad de potencia hidráulica original sirve a ocho cilindros;Cada una de las cuatro personas opera una compuerta de inglete, y las otras cuatro operan dos válvulas de agua aguas arriba y dos aguas abajo para llenar y drenar. Teniendo en cuenta que la cámara de la esclusa tiene 82 pies de ancho, 450 pies de largo y una elevación máxima de 33 pies, se instaló una gran cantidad de tubería soldada para interconectar todos los componentes del sistema. Se construyeron túneles en ambos extremos de la puerta para conectar las líneas hidráulicas a la maquinaria del muro oeste.

El nuevo diseño del sistema incluye cuatro unidades de energía hidráulica idénticas ubicadas en cada esquina de la esclusa y dos consolas de operador eléctrico de acero inoxidable en la pared este de la esclusa, frente al agua. Cada central eléctrica ejecuta un motor de 12 pulgadas. Agujeros para cilindros de freno en inglete y un cilindro de 11 pulg. Taladre el cilindro de la válvula de agua. Dado que la válvula de agua está diseñada para permitir una tasa de elevación del agua de 10,25 fpm, es necesario un contacto visual constante con la tripulación en la esclusa. Otra característica deseable es la inclusión de controles redundantes montados en la parte frontal de cada carcasa de la unidad de potencia con cubiertas de acero inoxidable con bisagras y cerraduras. La cubierta protege los controles del entorno y también evita que alguien opere varias estaciones de control al mismo tiempo.

La unidad de potencia está diseñada para servicio al aire libre en todos los climas extremos. La superficie superior del depósito de 250 galones tiene una pendiente de 5° para evitar la acumulación de agua. Los calentadores de inmersión en los depósitos de aceite están dimensionados para mantener la temperatura del aceite a 70 °F durante el invierno. El tanque también contiene un separador magnético, indicadores de nivel y temperatura, interruptor de bajo nivel de aceite, interruptor de temperatura de punto de ajuste doble, válvula de cierre de succión de la bomba, filtro de succión y respiradero desecante. Dos bombas de pistones axiales Parker, un filtro dúplex de alta presión y un filtro de retorno en el tanque brindan redundancia al sistema. También incluye una bandeja de goteo con válvula de drenaje.

centro de control

Cada uno de los seis paneles de control del operador también contiene un interruptor de llave que permite al operador seleccionar el modo «apagado», «remoto» o «local», lo que proporciona una función adicional de bloqueo de seguridad. El operador activará una de las bombas sobrantes de las paredes este y oeste y luego operará la compuerta o el cilindro de la válvula de agua en modo manual o automático. En modo manual, el operador selecciona manualmente la velocidad rápida o lenta y mantiene presionado el botón correspondiente en cualquier momento durante la secuencia. En el modo automático, el operador presiona momentáneamente el botón de apertura o cierre de la compuerta o válvula para iniciar una secuencia programada. Se instalan cuatro interruptores de proximidad magnéticos a lo largo de cada mecanismo de cilindro para proporcionar retroalimentación de posición. En modo automático, el cilindro de compuerta o válvula arranca a baja velocidad, acelera a alta velocidad, desacelera,

El panel de control también monitorea la temperatura alta del aceite, el nivel bajo de aceite (advertencia y apagado) y el estado de los filtros de aceite de retorno y de alta presión. Dado que el interruptor de presión diferencial en el filtro solo funciona cuando fluye fluido, el PLC está programado para bloquear la luz indicadora del filtro hasta que el operador instale un nuevo elemento de filtro y presione el botón de reinicio. También se incluye un botón de parada de emergencia en cada panel del operador.

Se instaló un nuevo centro de control de motores para proporcionar distribución de energía al sistema hidráulico. Cada carcasa del paquete de energía contiene el arrancador del motor de la bomba, el contactor del calentador de inmersión, el transformador de 60 A para la iluminación exterior, el enchufe de soldadura de 30 A, el transformador de voltaje de control y el PLC. Cada motor está equipado con devanados encapsulados y calentadores de devanado. La comunicación del sistema se logra mediante anillos de fibra óptica Ethernet/IP. La lógica debe transferirse entre los PLC de la unidad de potencia para el control y el enclavamiento de seguridad. Allen-Bradley desarrolló el protocolo de etiquetado para el transporte lógico.

Colectores personalizados

Los colectores personalizados contienen todas las válvulas necesarias para operar cilindros de válvula de agua y compuerta de inglete, incluidos: medidores de flujo, válvulas de control direccional, válvulas de equilibrio, válvulas de alivio de puerto de cilindro, válvulas de retención operadas por piloto y circuitos de alta/baja velocidad. El circuito de alta velocidad/baja velocidad consiste en una válvula de control de flujo compensado por presión de flujo bajo y una válvula solenoide de tipo DIN normalmente cerrada de flujo total. Cuando se energiza la válvula de alta velocidad, el flujo completo de la bomba pasa por alto el control de flujo, lo que permite la velocidad máxima del cilindro. Los orificios en la válvula DIN permiten una transición suave de velocidad máxima a velocidad baja. La sincronización de las dos compuertas opuestas durante la alta velocidad se logra ajustando visualmente la parada de volumen máximo de la bomba.

La parte posterior del colector contiene puertos de brida de cuatro pernos para conexiones de cilindros. Se instalan nuevos tubos soldados de acero inoxidable entre cada colector y los cilindros en las zanjas de hormigón existentes. Se proporcionan dos válvulas de bola de acero inoxidable en la ubicación de cada cilindro para aislar los cilindros, y una tercera válvula de bola de derivación permite enjuagar la tubería nueva antes de la puesta en marcha del sistema. El colector también contiene varios puertos de prueba de presión para el monitoreo y la evaluación del sistema.

solucionarse

El cilindro de la compuerta de inglete y el cilindro de la válvula de agua eran los únicos componentes que se usaban en el sistema original. Durante la instalación del nuevo sistema hidráulico, los cilindros se retiran de las cerraduras y se envían a la fábrica de Hydradyne para su desmontaje e inspección. Los cilindros estaban rayados y oxidados, las barras cromadas estaban abolladas, varios cilindros contenían 50 años de contaminación. Se pulió el cilindro, se volvió a cromar o se reemplazó la biela, se instalaron nuevos anillos de pistón de hierro fundido y se reemplazaron todos los sellos.

Los cuatro sistemas se interconectaron hidráulica y eléctricamente en la fábrica de Hydradyne para realizar pruebas funcionales completas en el taller antes de enviarlos al sitio de trabajo. La puesta en marcha del sistema en el sitio incluye el lavado de tuberías, pruebas hidrostáticas, análisis de partículas de aceite y contenido de agua, y pruebas funcionales completas del sistema.

BOB NASCA es Ingeniero Nacional de Sistemas en Hydradyne LLC (www.hydradynelc.com) en Tampa, Florida. Nasca es el autor de Testing Fluid Power Components. Está disponible en Amazon.com a través de haga clic aquí .

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