Решения по гидравлическому натяжению болтов для водородных электролизеров

Потребности клиентов и технические задачи

1. Требования к предварительному натяжению болтов, работающих в условиях высоких нагрузок

Конструкция электролизного блока требует значительного общего сжимающего усилия для обеспечения надлежащего контакта между биполярными пластинами и уплотнительными элементами.

В рамках данного проекта заказчик попросил решить следующие задачи:

• Характеристики болта: M68×6
• Размер гаечного ключа: 100 мм
• Толщина гайки: 120 мм

Реализация:

• Максимальное усилие растяжения: 1500 кН
• Ход растяжения болта: 225 мм

2. Требование к многоточечной синхронизированной натяжке

Поскольку электролизер состоит из нескольких компонентов, расположенных друг над другом, необходимо обеспечить равномерное распределение усилия между болтами.

Традиционные методы ручной фиксации имеют следующие недостатки:

• Неравномерная нагрузка на болты
• Наклон торцевой плиты
• Недостаточное давление локальной герметизации
• Повышенный риск утечки

Поэтому заказчику требуется гидравлическая система натяжения, обеспечивающая синхронную работу нескольких натяжителей и позволяющая осуществлять зональное управление в соответствии с фактическими потребностями.

3. Требования к системам автоматического управления

В целях повышения эффективности монтажа гидравлических натяжителей, расширения возможностей управления технологическим процессом и снижения рисков для безопасности, связанных с ручными операциями, в рамках данного проекта система должна обладать следующими характеристиками:

• Функция автоматической блокировки
• Регулировка силы натяжения
• Настройка соотношения «напряжение-смещение»
• Мониторинг данных в режиме реального времени
• Предупреждение о ненормальном давлении
• Функция хранения и экспорта данных

Настройка решения

1. Система гидравлического натяжения болтов

Гидравлический натяжитель болтов использует гидравлическую систему привода высокого давления. Гидравлическое давление обеспечивает точное удлинение болта. Как только болт достигает заданного удлинения, гайка затягивается, и натяжитель завершает процесс фиксации после сброса давления.

Основные технические характеристики:

Особенности оборудования:

• Конструкция из сверхпрочной легированной стали
• Самоблокирующиеся быстроразъемные соединения
• Конструкция съемной муфты
• Механизм ограничения перебега
• Гидравлический механизм втягивания

Разработано с учетом требований длительной и интенсивной эксплуатации в промышленных условиях.

2. Система автоматической блокировки

Система оснащена гидравлическим двигателем, который обеспечивает вращение гайки. Вращение гайки обеспечивает автоматическую фиксацию при удлинении болта.

Ключевые особенности:

• Избавляет от необходимости вручную помогать при затяжке
• Автоматическое вращение с высоким крутящим моментом
• Повышает эффективность монтажа
• Обеспечивает постоянную предварительную нагрузку

Гайка с гидравлическим приводом:

• Приводной крутящий момент: 120 Нм
• Момент затяжки гайки: прибл. 150 Нм

3. Автономная система гидравлической насосной станции

В гидравлической насосной станции модуль управления и модуль подачи масла выполнены отдельно, что повышает гибкость монтажа на объекте.

Основные технические характеристики:

В системе используются:

• Управление с помощью ПЛК Siemens S7-1200
• MCGS HMI (человеко-машинный интерфейс)
• 10-дюймовый сенсорный ЖК-дисплей

Интерфейс HMI позволяет:

• Настройки параметров
• Мониторинг в режиме реального времени
• Хранение данных
• Экспорт данных

4. Интеллектуальная система синхронного управления

Система поддерживает несколько режимов управления натяжением:

• 18-групповая синхронная натяжка
• Управление с 9×2 зонами
• 6×3 зонное управление
• Независимое управление отдельными группами

Конфигурация системы:

• 18-канальная система управления клапанами
• 18-канальный контроль натяжения
• 6 датчиков смещения

На каждые три натяжителя предусмотрен один датчик смещения. Датчики отслеживают изменения смещения каждого натяжителя в режиме реального времени. На основании этих данных система обеспечивает высокоточное синхронное натяжение.

Функциональные возможности системы

Точное регулирование натяжения

Система поддерживает настройку заданного значения усилия натяжения или заданного значения перемещения. Она может переключаться между режимом давления и режимом положения в соответствии с требованиями различных сборочных процессов.

Мониторинг параметров в режиме реального времени

Система отображает ключевые параметры в режиме реального времени, такие как усилие натяжения, гидравлическое давление, перемещение при натяжении и температура окружающей среды. Она наглядно отображает изменения в ходе всего процесса натяжения с помощью графиков.

Регистрация данных и отслеживаемость

Система поддерживает сохранение параметров, экспорт данных через USB и загрузку данных на ПК. Поддерживаемые форматы данных: XLSX, CSV и TXT.

Порядок установки и эксплуатации оборудования

Шаг 1: Установите основание натяжителя.

В соответствии с конструктивными требованиями к оборудованию монтажники установили 18 опор натяжителей в предусмотренных местах.

Шаг 2: Установите направляющие стержни вручную.

Шаг 3: Установите гидравлический натяжитель.

Рабочие подняли 18 гидравлических цилиндров натяжения и закрепили их на монтажных основаниях.

Шаг 4: Снимите направляющую штангу и установите съемник сердечника.

Шаг 5: Подключите гидравлическую и электронную системы управления.

Подсоедините масляный трубопровод гидравлического двигателя и группу клапанов гидравлического двигателя в указанной последовательности. Подсоедините масляные трубопроводы гидравлической системы и электрические кабели к соответствующим разъемам натяжного оборудования в соответствии с нумерацией.

Шаг 6: Установите датчик смещения.

Установите шесть датчиков смещения и распределите их равномерно в соответствии с требованиями.

Стоимость проекта

Благодаря данному решению по гидравлическому натяжению болтов заказчик получает следующие преимущества:

• Повышение эффективности сборки

Синхронизированная работа 18 гидравлических натяжителей позволяет сократить количество повторяющихся ручных операций, что значительно повышает эффективность сборки электролитических ячеек.

• Повышенная стабильность предварительной нагрузки

Двойной контроль давления и рабочего объёма обеспечивает равномерное распределение нагрузки по всем болтам, что позволяет максимально повысить надёжность герметизации электролитических ячеек.

• Снижение операционного риска

Автоматическое управление сводит к минимуму необходимость ручного вмешательства в условиях высокой нагрузки, что повышает общий уровень безопасности на объекте.

• Цифровое управление

Всесторонний учет параметров натяжения обеспечивает полную прослеживаемость процесса сборки и управление качеством.

Возможности гидравлических решений EKXIA

Компания EKXIA не только поставляет гидравлические инструменты, но и предлагает индивидуальные решения в области гидравлических систем, разработанные с учетом конкретных требований заказчиков к применению.

Наши решения включают:

• Гидравлические системы натяжения болтов
• Гидравлические системы затяжки с контролем крутящего момента
• Гидравлические подъемные системы
• Системы гидравлических цилиндров
• Автоматизированные гидравлические системы управления

Объединяя знания в области гидравлики, системного проектирования и инженерного опыта, компания EKXIA предлагает надежные и эффективные гидравлические решения для таких отраслей, как водородная энергетика, производство электроэнергии, мостостроение и тяжелая техника.