Des Paliers Innovants pour Relever les Défis de l'Industrie Hydroélectrique

Le bon fonctionnement des principaux composants d'une centrale hydroélectrique, comme les turbines et les vannes, repose sur la qualité des paliers utilisés. Suite aux échanges que nous avons eus avec de nombreux directeurs de centrales, nous savons que des considérations telles que l'exploitation continue d'une centrale avec un faible nombre d'arrêts pour maintenance, des coûts de fonctionnement réduits, ainsi que la préservation de l'environnement, sont hissées au rang de priorités absolues.

La fiabilité des paliers revêt une importance primordiale pour atteindre ces objectifs. Les paliers en bronze graissés étaient auparavant utilisés dans les applications hydroélectriques en raison des performances démontrées par le passé et de leur notoriété. Malgré cela, il est établi que l'utilisation de paliers graissés augmente le risque de panne d'une turbine si les paliers ne sont pas correctement entretenus, ce qui peut générer des coûts annuels supplémentaires liés à l'achat de graisse/lubrifiant, ainsi que des coûts de main d'oeuvre liés à la maintenance et un risque de contamination environnementale.

Dans les faits, il s'avère que dans 15% des cas, la défaillance du rotor, de la vanne directrice ou de la turbine résulte d'un problème de graissage, tandis que 7% des défaillances proviennent de l'usure du palier. Enfin, 8% des défaillances sont liées à des problèmes provenant à la fois de l'usure et du graissage. Ainsi, le choix d'un palier a, de façon incontestable, un impact considérable sur le fonctionnement des centrales hydroélectriques.

les coûts des paliers graissés

Toute défaillance d'un palier coûte cher aux centrales hydroélectriques car le remplacement d'un palier peut entraîner l'arrêt du fonctionnement d'une centrale pendant près de trois mois - ce qui représente une perte de recettes d'environ 4 million de dollars pour une centrale de 30 MW. L'entretien inapproprié d'un palier en bronze, qui peut se traduire par l'oubli d'un seul apport de graisse, ou le fait de ne pas ajouter de lubrifiant en quantité suffisante, augmente le risque de défaillance du palier.

Outre le risque de défaillance accru, le coût annuel lié au graissage des paliers doit également être pris en compte. Graisser les paliers à intervalles réguliers est une tâche chronophage puisqu'il faut compter environ deux heures de travail journalier pour qu'un technicien mécanicien procède à la lubrification des équipements. Entre le temps de travail nécessaire et l'achat de la graisse, près de 8100 dollars sont dépensés, par an et par technicien, pour assurer le fonctionnement continu d'une centrale équipée de paliers métalliques graissés!

De plus, si de la graisse ou de l'huile se répandait dans l'environnement, la centrale aurait à sa charge des coûts de dépollution d'environ 120 dollars par gallon, et cela n'inclut pas le coût des autres amendes.

Avantages des paliers composites

Paliers composites et bagues à enroulement filamentaire de GGB

Les paliers composites enrichis en PTFE réduisent considérablement le frottement dans les applications hydroélectriques. Ces paliers offrent également une plus grande tolérance au désalignement et une réduction des effets de stick-slip par rapport aux paliers en bronze, diminuant ainsi tout risque de mauvais fonctionnement. Dotés d'un faible coefficient de frottement, ces paliers composites disposent d'une longue durée de vie, ce qui garantit de plus longues périodes d'exploitation des centrales entre chaque intervalle de maintenance.

De plus, les paliers composites ne requièrent aucun entretien régulier et réduisent les coûts d'exploitatioannuels. Eliminer les lubrifiants évite tout risque de pollution environnementale et met ainsi l'entreprise à l'abri de toute sanction financière, ou de coûteux travaux de dépollution.

Vous trouverez ci-dessous un exemple, où les ingénieurs de GGB ont permis à un client de bénéficier de tous ces avantages, en concevant un palier composite à enroulement filamentaire parfaitement adapté aux besoins de son application hydroélectrique.

centrale de pompage-turbinage de Jixi

Les bagues autolubrifiantes à enroulement filamentaire de GGB sont idéales pour les applications hydroélectriques

En 2016, GGB a été sollicité par Dongfang Electric pour mettre au point des paliers avec des tolérance réduites, adaptés aux exigences de leur centrale de pompage-turbinage basée à Jixi, dans la province d'Anhui, en Chine.

Utiliser des paliers qui réduisent le jeu de fonctionnement devenant la norme, le client avait demandé à ce que ces paliers puissent faire l'objet d'un usinage excentrique avant leur montage, afin de pouvoir mieux ajuster leur position.

Pour concevoir un palier adapté aux exigences du client, l'équipe interfonctionnelle d'ingénieurs de GGB a mené une étude approfondie afin de déterminer quelle matrice de fibres offrirait la meilleure technique d'usinage, sans que les propriétés tribologiques du palier ne soient altérées.

Au terme de cette étude, il a été établi que le palier lisse à haute précision HPMB®, doté d'une épaisse surface antifriction usinable, répondait le mieux aux besoins de cette installation hydroélectrique.

Paliers à enroulement filamentaire GGB pour applications HYDROÉLECTRIQUES

les paliers lisses hydroélectriques GGB équipent le barrage hydroélectrique de Xiangjiaba en Chine

Les paliers composites à enroulement filamentaire sont désormais une référence incontournable dans la filière hydroélectrique.

Ayant démontré avec succès leur efficacité au cours des vingt dernières années, ils succèdent brillamment aux paliers en bronze graissés.

Les paliers à enroulement filamentaire de GGB, comme les paliers composites HPM, HPMB® et HPF®, conviennent parfaitement aux applications hydroélectriques grâce à leur revêtement antifriction, qui permet de réduire les effets de stick-slip et les frottements.

Des fabricants de premier plan, tels que Voith et GE, ont choisi les paliers composites à enroulement filamentaire de GGB car ils permettent de compenser les défauts d'alignement et de mieux réduire les charges d’angle que les paliers en bronze.

De plus, des tests menés par le corps des ingénieurs de l'armée des Etats-Unis ont démontré que les paliers à enroulement filamentaire de GGB disposaient d'une durée de vie supérieure à 30 ans.

En résumé, les paliers hydroélectriques de GGB diminuent le nombre d'interruptions de fonctionnement des centrales, rendent inutile tout ajout de graisse ou d'huile lubrifiante et réduisent les coûts car ils ne nécessitent aucun entretien. Nos paliers étant mondialement utilisés, que ce soit dans les barrages hydroélectriques de Xiangjiaba en Chine ou de Belo Monte au Brésil, GGB dispose de l'expertise nécessaire pour offrir une solution adaptée à chaque application hydroélectrique.

Pour en savoir plus, regardez cette vidéo de la conférence dédiée aux paliers hydroélectriques de GGB, effectuée à l'occasion du salon international Hydro 2017.

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