Woodward

Woodward Stellantrieb für Dampfturbinen

    VariStroke - Lineare, elektrohydraulische Stellantriebe für Dampfturbinen

     

    Varistroke-I-Antrieb            VariStroke II

                       VariStroke I                                               VariStroke II
                220 N Spanscherkraft                                460 N Spanscherkraft

     

    Woodward löst das Hauptproblem bei der verlässlichen Bedienung von Dampfturbinen. . . verunreinigtes Öl!

    Die patentierte, schmutzunempfindliche und selbstreinigende Technologie in den VariStroke-Antrieben von Woodward gewährleistet insgesamt eine größere Verlässlichkeit Ihrer Dampfturbine. Die linearen, elektrohydraulischen Ventilantriebe der VariStroke-Produktlinie dienen dem Einsatz an Dampfturbinen mit mechanischem Antrieb oder Generatorantrieb. Diese linearen Stellantriebe nutzen eine hydraulische Niederdruck-Ölquelle (normalerweise Turbinenschmieröl) zur Krafterzeugung an der Ausgangswelle. Dank ihrer exzellenten Präzision und Auflösung sind sie hervorragend für die Dampfventilsteuerung und die damit verbundene Drehzahl- und Lastregelung der Turbine geeignet, also dort, wo es auf die Laufzeit und die Betriebsbereitschaft von Turbinen ankommt.

    Bei der VariStroke-Produktlinie können Einstellungen mithilfe eines einfachen und benutzerfreundlichen computerbasierten Service-Tool vorgenommen werden, das es Benutzern erlaubt, alle eingebauten Funktionen und das Ansprechverhalten im Handumdrehen zu konfigurieren, zu kalibrieren oder anzupassen. Der eingebaute Treiber verfügt über einen 4-20 mA-Ausgangskanal, mit dem die Position der Ausgangswelle (des Regelventils) sowie Warnmeldungen und Abschaltungen der Relaisausgänge angezeigt werden, die sich als Integrität- und Betriebsstatusanzeigen verwenden lassen. Dank der 4-20 mA-Aufnahmeeingänge und doppelt redundanten Wellenpositionssensoren ist der Weiterbetrieb möglich, selbst wenn die Aufnahmeeingänge oder die Rückmelde-Sensoren ausfallen, wodurch Laufzeiten über erzwungenen Stillstandszeiten und Online-Systemreparaturen hinaus gewährleistet werden.

    Die Gesamtkosten für die Installation dieses voll integrierten Antriebs sind gering, da er bereits im Werk vollständig zusammengebaut und geprüft wird, was die Zeit für Fertigung, Überprüfung und Montage vor Ort durch OEM und Endnutzer bedeutend verkürzt. In nachgerüsteten Anwendungen kann der VariStroke-Antrieb direkt als Ersatz für bereits vorhandene Servosysteme verwendet werden. Hierdurch lassen sich teure Reparaturen für bestehende und veraltende Servos einsparen, Schwierigkeiten bei der Besorgung von Ersatzteilen für überholte Geräte umgehen und die Dauer und Schwierigkeit der Kalibrierung verringern.

    Lösen Sie Ihre Probleme mit der Betriebszuverlässigkeit, indem Sie VariStroke-Antriebe
    in Ihren Dampf- und Wasserturbinen einsetzen! 

     

    Das nachfolgende Diagramm vergleicht die Stellantriebe VariStroke I und VariStroke II. Sehen Sie sich für detaillierte Informationen zu einem bestimmten VariStroke-Produkt die Produktspezifikation an oder laden Sie sie herunter.

     

    Spezifikation

    VariStroke I

    VariStroke II

    Betriebstemperaturbereich

    -40 bis +85 °C (-40 bis +185 °F)

    -20 bis +85 °C (-4 bis +185 °F)

    Betriebsöltemperaturbereich

    +15 bis +70 °C (+59 bis +158 °F)

    -20 bis +80 °C (-4 bis +185 °F)

    Stoßfestigkeit

    US MIL-STD-810C, Methode 516.2, Verfahren 1
    (10 G Spitze, 11 ms Dauer, Sägezahn-Wellenform)

    Schwingungsfestigkeit

    US MIL-STD-810F, M514.5A, Kat. 4
    (0,015 G²/Hz, 10-500 Hz, 1,04 Grms)

    Eingangsversorgung

    18-32 VDC bei 3,0 A Ruhestrom,
    10 A Spitze (100 ms)

    90-150 VDC (1 A Ruhestrom,
    3 A Spitze für 200 ms)

    Optionale externe Stromversorgung

    -

    90-132 VAC oder 180-264 VAC
    bei 47-440 Hz

    Analoge Eingangssignale

    Isoliert 4-20 mA

    Analoges Ausgangssignal

    4-20 mA

    Diskreter Eingang

    Isoliert mit interner Frittspannung (Betrieb-/Freigabefunktion)

    Diskrete Ausgänge

    1 A bei 30 VDC

    Relaistreiber = 500 W max
    bei 18-32 VDC
    (Alarm- & Auslösefunktionen)

    Positionssensoren

    Redundante MLDT
    Positionssensoren

    Redundante LVDT
    Positionssensoren

    Netzwerkkommunikation

    -

    2 doppelt redundante CANopen-Anschlüsse

    Linearität

    ±1,0% des vollständigen Bereichs

    Wiederholbarkeit

    ±0,5% des vollständigen Bereichs

    Temperaturdrift

    0,04%/°C

    Ausfallsicherer Betrieb

    Interne Rückholfeder am Servoventil

    Offene Anstiegsrate

    > 200 mm pro Sekunde (8 Zoll/s)

    Geschlossene/Auslöse-Anstiegsrate

    203 mm pro Sekunde
    (9 Zoll/Sekunde)

    254 mm pro Sekunde
    (10 Zoll/Sekunde)

    Verfügbare Bohrgrößen

    102, 153, 203, 254 mm
    (4, 6, 8, 10 Zoll)

    203, 254, 305 mm
    (10, 12 Zoll)

    VariStroke-Antriebe weisen eine patentierte, selbstreinigende Ventilkonstruktion mit mehr als 440 N Spanscherkraft auf, weshalb sie sich für den Einsatz in einigen der am stärksten durch Turbinenschmieröl verschmutzen Betriebsumgebungen in diesem Bereich eignen. Der VariStroke-Antrieb wurde unter Bedingungen getestet, in denen der Grad der Verunreinigung mehr als 3x höher lag als der Grad, der üblicherweise bei der Überprüfung von im Handel erhältlichen Turbinenschmierölen weltweit ermittelt wird. Das Verhalten von VariStroke war hierbei ausgezeichnet, es wurden keine Positionsfehler aufgezeichnet und oftmals die systemeigenen Hydraulikregler und Hydraulikpumpen übertroffen.

    Die erste Rückzugslinie bei jedem Turbinenrotorvorfall mit vollständigem oder teilweisem Lastverlust sind ein qualitativ hochwertiger Regler und ein schnell ansprechender Ventilantrieb. Die marktführenden digitalen Turbinenkontrollsysteme von Woodward verhindern zusammen mit der schnell ansprechenden Abtastrate von 2,5 Millisekunden und 10x so schnellen Anstiegsgeschwindigkeiten praktisch jeden Überdrehzahlvorfall am Rotor. Außerdem trägt die schnellere Ansprechzeit des Antriebs im normalen Betrieb zu einer stabileren Steuerung der Turbinengeschwindigkeit bei, um eine ideale Betriebsleistung zu ermöglichen.

    VariStroke ist nicht nur schnell, durch seinen Aufbau wird auch die Integrität und Langlebigkeit des Drosselventils oder des Drosselventilblocks Ihres Schieberkastens geschützt. VariStroke ist mit einer weich schaltenden Dichtsitz-Technologie ausgestattet, wodurch die Schlagwirkung einer harten Schaltung vermieden und die Lebensdauer der Ventilkegel und Ventilsitze verlängert wird. Damit können Sie sicher sein, dass Ihr System sowohl hinsichtlich der Ansprechzeiten als auch der Standzeit abgesichert ist.

    Die Qualität der Woodward-Konstruktionen setzt einen neuen Maßstab für Zuverlässigkeit und Leistung von Antrieben. In Sachen Zuverlässigkeit übertrifft der VariStroke-Antrieb mit seiner stabilen Wellen- und Lagerkonstruktion herkömmliche Antriebe, beseitigt er doch die bei auf Sockeln montierten Dampfventil-Ventilblöcke üblichen Leckagen und die damit verbundene, bogeninduzierte Seitenlast auf der Ausgabewelle. Nach einem Test mit über 1 Million Wellenzyklen, bei dem die Ausgangswelle permanent mit über 4.400 N Seitenlast belastet wurde, fand sich an VariStroke keine Leckage.
    Dank seiner vielseitigen Bauweise ist VariStroke ausreichend flexibel, um jeweils die Lösung zu integrieren, die am besten zu Ihrer Turbinenanwendung passt. Die Konstruktion des Antriebs ermöglicht Benutzern, den Hubbereich der Ausgangswelle an ihre spezifischen Bedürfnisse anzupassen. Die Hersteller und Besitzer von Turbinen können jetzt einfach den Höchstwert der Hubposition auf 50 - 100 % des laut Werksangaben höchstzulässigen Hubbereichs setzen und somit Zeit und Kosten für die Modifizierung teurer Ventilblöcke und vergleichbarer Verbindungselemente einsparen.

    Der VariStroke enthält ein in das Servosystem eingebettetes Treibermodul für die Regelkreissteuerung. Das Treibermodul umfasst eine automatische Einregelung/Anpassregelung, die die Einregelung per PID-Regler beseitigt und Benutzern den sofortigen Betrieb nach dem Anschließen erlaubt. Die Montage wird durch die Eingabe des richtigen Öldrucks der Hydraulikversorgung erleichtert, die anschließend dem intelligenten Steueralgorithmus von VariStroke erlaubt, dessen Ausgangsansprechwert so anzupassen, dass die schnellste Änderungsgeschwindigkeit bei gleichzeitig größtmöglicher Betriebsstabilität erreicht wird.

    Das eingebettete Treibermodul von VariStroke ermöglicht die einfache Kalibrierung des Ventilblocks mittels automatischer und manueller Kalibrierungsabläufe. Das innovative Software-Service-Tool erlaubt dem automatischen Kalibrierungsablauf von VariStroke die zulässigen Höchst- und Mindestpositionswerte des Ventilblocks zu ermitteln, wobei die Antriebsausgangswelle von Ende zu Ende bewegt wird, um die exakten mechanischen Endpositionen in Ihrem Systemaufbau festzustellen. Eine weitere Option besteht darin, dass Benutzer einen manuellen Kalibrierungsablauf durchführen, wenn die ansteuerbaren Positionen des Aufbaus bereits vorher feststehen.


     
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