Een bijzondere machine.
Het bijzondere van deze machine wordt al omschreven in het vakblad de Ingenieur uit 1915 en 1936
Suiker Unie vestiging Groningen had een Stal stoomturbinegenerator.
- Technische kenmerken:
Fabrikaat: STAL– Svenska Turbinfabriks Aktiebolaget Ljungström (Finnspong – Schweden)
Bouwjaar 1948
Totaal gewicht ca 70 ton - Turbine
- type: DM55S Fabr. Nr 1699
- Turbine output 5600KW
- Stoomdruk: 23 bar temperatuur ca.350 °C
- Stoomverbruik ca 6 Ton/MW
- Toerental 3000 omw/min
- Generator:
- type G55/100
- 2 x 3125KVA; 3150 volt; 1145Amp; 50 Hz; CosPhi 0,8
- Bekrachtiging: d.m.v. opwekker direct op een rotor-as 220 Volt DC; 165 Amp (36KW) Beide rotoren zijn in serie geschakeld (2 x 110 Volt DC)
- Smering en regelolie d.m.v. stoomturbinepomp en inwendige tandradpomp.
De Stal-stoomturbine is in tegenstelling tot de meeste stoomturbines een dubbel rotatie systeem, twee radiale turbineloopwielen draaien in elkaar. Dit heeft als voordeel een zeer laag specifiek stoomverbruik, korte opwarmtijd, snelle opstart.
Constructie:
Centraat staat het turbinehuis met daarin de twee sets “trommelvormige” turbineloopwielen die in elkaar draaien. Elk turbineloopwiel is een schijf met daarop 13 concentrische schoepenringen. De beide turbineloopwielen draaien tegengesteld aan elkaar, het turbinewiel van de een is het “leiwiel” van de ander en omgekeerd. Deze constructie is zeer bijzonder en resulteert in een zeer laag specifiek stoomverbruik.
Aan het turbinehuis “hangt” aan iedere zijde een draaistroomgenerator welke aan de uiteinden wordt ondersteund door een verenpakket.
De turbineloopwielen zijn elk direct aan een uiteinden van een generatorrotor gemonteerd. Zo heeft elke rotor met zijn turbineloopwiel slechts 2 glijlagers, dus slechts 4 lager in de gehele machine. Aan de andere zijden van de generatorrotor is bij de ene rotor direct de gelijkstroomopwekker gemonteerd en aan de andere rotor is de hele toerenregeling en smering van de machine gekoppeld.
Voor de regeling en smering van de machine is aan de generator een “oliebak” gemonteerd. In deze oliebak (ruim 400 liter olie) zit een hogedruktandradpomp (ca 4 bar) voor de olieregeling met een regelschuif en een olie-reduceer voor de lagersmeerolie.
De regelschuif, gestuurd door het principe van een “bal-hoofdregulateur”, stuurt de regelcilinder die de hoofdstoomregelklep bedient om de machine bij wisselende belasting op zijn ingestelde toerental te regelen.
De beide rotoren zijn elk gelagerd met 2 glijlagers, deze worden d.m.v. de turbineoliepomp of via de tandradoliepomp / reduceer van smeerolie voorzien.
Als de machine uitvalt moet de smeerolie minimaal gewaarborgd zijn gedurende de uitloop van de machine. Om dit te realiseren is boven elk glijlager een oliereservoir gebouwd.
Boven de “hete” lagers (turbinezijde) een 10 liter reservoir en een kleinere overlooppot boven de “koude” lagers (opwekker c.q. oliebak zijde) . Deze oliereservoirs moeten een veilige uitloop van de machine waarborgen.
Verder zijn er bovenop de turbine 2 oliedrukbediende overbelastingskleppen aangebracht. Deze kleppen openen bij volledig uitgestuurde hoofdstoomregelklep. De inlaat stort over in de stoomuitlaat.
Later (omstreeks 1985) is door de vestiging Groningen om de bedrijfszekerheid te vergroten een extra noodoliepomp aan de machine toegevoegd. Deze noodoliepomp was aangesloten op een accubatterij 110 volt DC.
Verder is er op elke rotor een mechanische overtoeren (>10%) beveiliging aangebracht. Deze beveiliging bedient d.m.v. staaldraden een uitklinkmechanisme dat direct de hoofdstoomafsluiter sluit.
Elektrisch zijn de beide generatoren parallel geschakeld en leveren eenzelfde aandeel in de belasting. In het sterpunt van de beide generatoren zijn stroomtransformatoren aangebracht voor de regeling en de beveiliging van de machine. De sterpunten van beide generatoren zijn eveneens parallel geschakeld.
De bekrachtiging:
Oorspronkelijk werd de bekrachtiging van de rotoren verzorgd door de aangebouwde gelijkstroom opwekker.
De rotoren van de beide generatoren zijn met elkaar in serie (2 x 110 volt) geschakeld en krijgen zo ieder dezelfde bekrachtigingstroom en daarmee ook een zelfde magnetischveld, nodig om beide machines elk eenzelfde aandeel in de belasting te laten leveren.
De gelijkstroom opwekker is een shunt generator van het compound type. Spanning 220 volt DC 36KW (165 Amp.)
Later (ca 1987) is de gelijkstroom opwekker buitenwerking gesteld en werd de bekrachtiging verzorgd door een gelijkstroomomvormer / accu batterij. Hiermee werd de bedrijfszekerheid (koolborstel problemen en onderhoud) aanzienlijk vergroot. De externe gelijkspanning werd via de klemmenkast aan de opwekker direct aan de sleepringen van de beide rotors aangesloten.
De demontage:
Na de sluiting van de vestiging Suiker Unie Groningen (SUG) in 2008 kwam de vraag of er eventueel interessant industrieel erfgoed uit deze fabriek veilig gesteld kon worden. Al snel werd de Stal turbine genoemd, maar in eerste instantie leek dit een onhaalbaar project. Dit vanwege de massaliteit van de machine maar ook de eventuele sloopwaarde ervan. Toch werd uiteindelijk toestemming gegeven om deze speciale machine “veilig te stellen”.
Toen we als stoomclub Dinteloord ter plaatse naar de machine gingen kijken bleek pas echt wat het project inhield. De demontage in Groningen door de vrijwilligers uit Dinteloord zou weken heen en weer reizen betekenen. Uiteindelijk hebben we als stoomclub Dinteloord samen met een aantal enthousiaste oud-medewerkers van SUG een Groningse afdeling van de stoomclub opgericht. Deze mensen hebben de enorme demontage klus van de Stalturbine voor hun rekening genomen. Aan de hand van vele honderden foto’s door de Groningse “hoffotograaf” genomen en enkele bezoeken vanuit Dinteloord ter afstemming moest later de machine in Dinteloord weer door de stoomclub Dinteloord worden opgebouwd.
Transport en opbouw:
Toen de machine gedemonteerd was hadden we een enorme hoeveelheid aan “gewichtige” onderdelen in totaal zo’n 70 ton, met daarbij diverse stukken van ca 10 ton per onderdeel!
Dit moest worden vervoerd van Suiker Unie Groningen naar Suiker Unie Dinteloord, gelukkig vonden we in firma de Jager uit Midwolde, de sloper van SUG, een geweldige sponsor die het transport voor ons heeft verzorgd en een 2 tal zeecontainers met kleinere onderdelen gedurende de wederopbouw heeft uitgeleend.
De opbouw:
Dankzij de vele foto’s en labels maar ook de oorspronkelijke documentatie welke werd meegeleverd is de klus in ruim 2 jaar geklaard.
Eenvoudig was het niet! Eerst moesten er een aantal kleine machines worden verplaatst om de plek vrij te maken op een voormalige stoomturbine fundatie. Om de machine op redelijke hoogte te houden moest de sokkel (een gietstuk van ruim 2 ton) die zich normaal onder de vloer bevindt worden gehalveerd en van een nieuwe flens worden voorzien. Deze klus werd door een plaatselijke sponsor,Timmermans Verspaningstechniek Oudenbosch, voor ons geklaard. Met diverse sloopbalken uit de Groningse fabriek is een fundatie gemaakt waarop de machine kon worden opgebouwd.
Toen de sokkel was geplaatst kon hierop het turbinehuis worden gemonteerd waaraan de beide generatoren werden bevestigd. Tijdens het puzzelen aan de hand van tekeningen en foto’s groeide het respect voor het “technische vernuft” waarmee de machine is opgebouwd. De constructie met speciale bronzen en stalen bouten waarmee de beide rotoren aan de turbine wielen zijn bevestigd om wervelstromen te beperken dwingt respect af. Zo ook de tapse passing van de bovenhelft turbinehuis is heel speciaal. Maar ook de veerondersteuning van de beide generatoren is zeer uitgekiend. Dan kom je vervolgens bij het stuk hydraulische regeling welke is ondergebracht in de oliebak voor regel en smeerolie, een indrukwekkend stukje regeltechniek. Het toerental wordt door middel van een mechanische overbrenging (principe balhoofdregulateur) een regelschuif en een hydraulische cilinder omgezet in de sturing van de hoofdstoom regelafsluiter op de ingestelde waarde (3000 omw/min) gehouden.
In bedrijf:
Net als onze andere stoommachines wordt ook de Stalturbine aangedreven met perslucht.
Omdat onze huidige compressoren onvoldoende capaciteit hebben om naast het aanwezige machinepark ook de Stalturbine aan te drijven moesten we opzoek naar uitbreiding van onze compressorcapaciteit. Gelukkig konden we een Atlas Copco compressor, eveneens uit het Groningse, die als reserve al in Dinteloord stond toevoegen aan onze compressorcapaciteit. We hebben nu voldoende lucht om de Stalturbine op een toerental van ca. 250 omw/min te laten draaien.
Daar we de Stalturbine in de oorspronkelijke ontwerp toestand wilden opstellen en laten draaien hebben we alle “toeters en bellen”, olie- en koelwatertemperatuur regeling en de noodoliepomp, van de machine verwijderd. Maar omdat er bij 250 omw/min onvoldoende oliedruk is om in de lagersmeerolie te voorzien hebben we toch de noodoliepomp weer moeten opstellen.
De veren in de regulateur hebben we zodanig ingesteld dat deze al begint te regelen bij ca 250 omwentelingen.
Via het oorspronkelijke uit Groningen afkomstige “Stal” schakelpaneel wordt ook nu weer de Stalturbine bediend; oliepomp, smeeroliebeveiliging, noodstop toerenverstelmotor e.d.
De beide sterpunten en de uitlopers zijn uitwendig onder de generatoren kortgesloten zodat er geen gevaar bestaat voor eventuele opgewekte spanning. In de uitlopers hebben we de oorspronkelijke (mooie porseleinen stoomtransformatoren opgenomen om een eventuele kortsluitstroom op het Stalpaneel zichtbaar te maken. Helaas lukt dit niet bij het lage toerental van ca 250 omw/min., er wordt onvoldoende bekrachtigingstroom opgewekt om een kortsluitstroom te laten zien.