5 najczęstszych awarii w małych hydroelektrowniach
Mała elektrownia wodna nie znosi pustki. Kiedy turbina staje w środku deszczowego listopada, każda godzina to konkretne kilowaty, które uciekają do rzeki. Naprawa starych maszyn często rozbija się o brak części zamiennych, których nikt już nie produkuje.
Zużyte uszczelnienia dławnicowe
Najpierw zawsze idą uszczelnienia. W małych hydroelektrowniach, szczególnie tych budowanych w latach 80. i 90., dławnice często ciekną, bo oryginalne wkłady gumowe skruszały od ciągłego kontaktu z wodą i osadami. Tradycyjne sznury łojowe nie zawsze wystarczają, gdy wał ma już drobne wżery. W październiku 2024 roku pomagaliśmy właścicielowi obiektu pod Koniecpolem, gdzie woda zalewała maszynownię w tempie 14 litrów na minutę. Oryginalne części były niedostępne od dekady.
Rozwiązaliśmy to, drukując dedykowane pierścienie uszczelniające z elastycznego polimeru TPU 95A. Ten materiał wytrzymuje nacisk i tarcie, a jednocześnie dopasowuje się do nierówności starego wału. Produkcja trzech zestawów zajęła nam dokładnie 16 godzin. Koszt materiału i wydruku zamknął się w kwocie 340 zł netto. To ułamek ceny, jaką klient musiałby zapłacić za dorabianie uszczelnień metodą skrawania u tokarza, który i tak miał zajęte terminy na kolejne 3 tygodnie. Sprawdzamy każdą ścieżkę druku, żeby mieć pewność, że woda nie znajdzie szczeliny między warstwami.
Produkcja trzech zestawów uszczelnień zajęła nam dokładnie 16 godzin. Koszt zamknął się w 340 zł netto.
Wytarte tuleje układu kierowniczego
Tuleje łożyskowe w mechanizmach kierowniczych turbin Kaplana czy Francisa cierpią przez piasek niesiony przez rzekę. Drobne ziarna działają jak papier ścierny, wycierając metal i tworząc luzy, które blokują łopatki. Części gotowe do pracy w trudnych warunkach muszą być odporne na ścieranie. Często spotykamy się z sytuacją, gdzie luzy na sworzniach sięgają już 2,4 mm, co uniemożliwia precyzyjne sterowanie mocą elektrowni. Bez sprawnego układu kierowniczego turbina pracuje nieefektywnie, co obniża przychody o około 14-19% w skali miesiąca.
W Asalprinting stosujemy do takich zadań nylon wzmocniony włóknem węglowym (PA11CF). W marcu 2024 dostarczyliśmy 12 takich tulei do małej siłowni na rzece Warcie. Wydruki wytrzymały już 1640 godzin pracy pod pełnym obciążeniem i nie wykazują oznak degradacji. Klient uniknął demontażu całego aparatu kierowniczego do regeneracji w specjalistycznym zakładzie, co skróciło czas naprawy z planowanych 14 dni do zaledwie 3 dni roboczych. Bez zbędnych ozdobników — po prostu wsadziliśmy nowe tuleje w miejsce starych i maszyna ruszyła.
Uszkodzenia zębów czyszczarek krat
Czyszczarka krat to pierwszy front walki z rzeką. Jesienią, gdy liście i gałęzie masowo płyną z nurtem, mechanizmy te pracują non-stop. Często dochodzi do wyłamania plastikowych lub metalowych zębów zgarniających, gdy w kraty uderzy większy konar. Naprawa metodą spawania jest uciążliwa i krótkotrwała, bo metal hartuje się punktowo i pęka obok spawu. W naszej pracowni w Częstochowie przy ul. Moniuszki opracowaliśmy wzmocnione zamienniki zębów, które montuje się na śruby bezpośrednio do listwy zgarniającej.
Używamy polimerów o wysokiej udarności, które nie pękają przy gwałtownym uderzeniu, tylko lekko się uginają. W listopadzie 2023 roku jeden z naszych stałych klientów zgłosił awarię 8 zębów czyszczarki. Zamiast wymieniać całą listwę za 4200 zł, wydrukowaliśmy pojedyncze elementy w cenie 67 zł za sztukę. Cała operacja wymiany trwała 45 minut na mrozie, bez konieczności używania ciężkiego sprzętu. To konkretne materiały na konkretne problemy, które sprawdzają się najlepiej, gdy liczy się czas i prostota montażu.
Zamiast wymieniać całą listwę za 4200 zł, wydrukowaliśmy pojedyncze zęby po 67 zł za sztukę.
Pęknięte obudowy czujników poziomu wody
Elektronika w elektrowni wodnej musi być szczelna, ale obudowy czujników ultradźwiękowych czy hydrostatycznych często pękają od wilgoci i zmian temperatury. Gdy obudowa straci szczelność, elektronika warta 1200-2500 zł nadaje się do wyrzucenia w ciągu jednej nocy. Większość producentów czujników nie sprzedaje samych obudów — trzeba kupić cały nowy przyrząd. My podchodzimy do tego pragmatycznie. Skanujemy ocalałe resztki starej obudowy i odtwarzamy ją w druku 3D z materiału ASA, który jest całkowicie odporny na promieniowanie UV i deszcz.
W zeszłym roku uratowaliśmy w ten sposób 7 czujników w małych zakładach na południu Polski. Średni koszt nowej, uszczelnionej obudowy z dławnicami kablowymi wyniósł u nas 142 zł. Co ważne, mogliśmy od razu dodać uchwyty montażowe, których oryginał nie posiadał, co ułatwiło pracownikom serwisowym montaż na betonowym przyczółku. Dzięki temu czujniki pracują bezawaryjnie od 14 miesięcy, mimo mrozów sięgających -18 stopni w styczniu. To proste usprawnienia, które realnie wydłużają życie drogiego sprzętu.
Zużycie wirników pomp pomocniczych
Pompy chłodzenia czy pompy smarowania to serce układu wspomagającego turbinę. Gdy wirnik takiej pompy zgnije od kawitacji lub zablokuje się kamieniem, cała elektrownia musi zostać wyłączona przez systemy bezpieczeństwa. Znalezienie wirnika do pompy z 1974 roku graniczy z cudem. W Asalprinting nie szukamy cudów, tylko mierzymy stary element suwmiarką i robimy model 3D. Często wzmacniamy geometrię łopatek w miejscach, gdzie stara część pękła, żeby nowy element był trwalszy.
Przykład z maja 2024: wirnik pompy chłodzenia o średnicy 124 mm został wydrukowany z polimeru PET-G z dodatkiem włókna szklanego. Czas druku: 9 godzin 12 minut. Testy ciśnieniowe wykazały, że nasz zamiennik ma o 8% lepszą wydajność przepływu niż oryginał, ponieważ usunęliśmy chropowatości typowe dla starych odlewów żeliwnych. Klient zapłacił 280 zł i otrzymał gotowy element do ręki tego samego dnia. W hydroenergetyce liczy się każda kropla wody, a dzięki drukowi 3D te krople nie marnują się podczas czekania na serwis.
