Hitaskýrðingar fyrir hitaorkuver: Skilgreining á kröfum vegna H2S-rot, varandi álag og fjarlægra staða

Starfsmaður í hitaorkuveri í Rift Valley sendi okkur 12 MVA stigupp-skýrðingu til yfirlestrar eftir átján mánuði í notkun. Ekkert hafði brotnað rafmagnsmælis. Það sem hafði brotnað var liturinn: tankliturinn var blösruður að berri steéliði á radiatorbankanum, kopar-boltarnir á isolatorunum voru orðnir græn-svartir og silíkagel í andardæminu var orðið dökkt innan vikna eftir uppsetningu. Ástæðan var vetnisvísisúrefill (H2S), sama gasið sem gerir hitaorkusvæðið gagnlegt fyrir borðun áhrifar alls sem er fest við það.

Einingin var rétt metin. Hún var ekki rétt tilgreind. Þessi munur ákvarðar hvort geothermískur vélstöðvarvörpunareiningur vefur þér tuttugu og fimm ára grunnþjónustu eða er dreginn út við fyrsta stóru bilunina.

 

 

Af hverju er geothermísk orka erfiðari notkun en sólar- eða vindorka

Bandaríska orkustofnunin lýsir geothermískri orku sem grunnþjónustu með getuþáttur á um 90%, sem þýðir að geothermísk vélstöð vinna nær fullum getum sínum næstum óhlutbundið, á meðan hún jafnar óreglulegar orkugjafanir eins og vind- og sólarorka. Þessi eina tala endurskapi notkunarskilyrði vörpunareiningar. Þú getur lesið fulla lýsingu á vefsíðu DOE Office of Geothermal .

Vörpunareining eldist ekki vegna hámarksálagningar. Hún eldist vegna tíma við hitastig. Eining á sólarverkmiði fær alvarlega álag á eftirmiðdegis og langa, köld nótt til að endurheimta sig. Geothermísk eining fær aldrei slíka endurheimtutíma. Hún situr nálægt metinni álagningu um nóttina, um helgar og í gegnum allan rekstur vélstöðvarinnar.

Töflan hér fyrir neðan sýnir af hverju sama kVA-gildi þýðir þrjú ólík tilgreiningar:

Gerð plántu	Getuþáttur	Burdarmynstur í vörpunara	Höfuðáhrif
Sólarvist	20% – 25%	Dagleg breyting, óvirkt um nótt	Hitaskipti, hár tíðni hljóðbylgjur frá inverterum
Vind	30% – 45%	Óreglulegt, mjög breytilegt	Skipti, hljóðbylgjur sem myndast vegna áhalds
Jarðhita	um það bil 90%	Nálægt rauntækjuhleðslu, 24/7	Varanleg hitapunktur í viklunum, H2S-roti, aðgangur að fjarlægum staðsetningum

 

H2S: Rótið sem sjaldan kemur á framhaldsáskriftina

Vatnsulfíð kemur fyrir í jarðhitupári og -brínu í styrk frá nokkrum milljónshlutum upp í hundraði. Það er ekki eldurhættu á þessum styrk, sem er nákvæmlega af hverju það er yfirleitt hunsað við kaup. Það sem það er, er metaliðnandi efni. H2S-roti átakar kopar og silfur á forgjörð hátt, myndar sulfíðfilm sem aukar tengihindrun á öllum skrufuðum og yfirborðaðum tengingum í rásinni fyrir rafstraum.

Í raunveruleikanum þýðir það að nota gúmmíhylki, snúðskiptisamspil, tengingar stjórnvélartengis og allar silfurplötuðar tengingar inni í tengidóskunni. Við höfum opnað jarðhita-einingar þar sem vindunargæði prófunanna voru fullkomnir en samspil snúðskiptisins var ástæðan fyrir því að einingin þurfti að taka úr rekstri. Lausnin er val á efni: því miður skal alveg sleppa silfurplötun á jarðhita-pöntunum, nota tinuð kopar- eða nikkelplötuð samspilsvæti og læsa stjórnkassann með rúmfræðilegri þéttun í stað ljóslokaðs loftgáts.

Olíuvarnarkerfið er jafn mikilvægt. Ótækt olíuvarnigeymi dregur daglega inn loft með H2S í olíuna þegar rúm í ofanparti geimisins minnkar. Fyrir jarðhita-notkun tilgreinum við lokaða andardryggja með loftþurrkara eða fullkomlega hermetískt olíusníðurárfur hönnun þar sem geta leyfir. Þessi eina ákvörðun verndar olíuna, isoleringuna og samspil snúðskiptisins samtímis.

 

Stærðarákvarðun á umbreytara fyrir jarðhitaorkuverk fyrir 90% getuþátt

Reiknið út reikninginn áður en þið veljið einkunn. Við 90% getuþáttur , safnar geothermískt tæki um það bil 7.880 hlaðnar klukkustundir á ári. Sólarverk við 25% safnar um það bil 2.190. Geothermíska vörpunartækið er því í hita um þrjú og hálfu sinnum fleiri klukkustundir á hverju ári og hitaaldri er samanlagt.

Það er ástæðan fyrir því að við tilgreinum 55 K hitastigshækkun fyrir geothermíska notkun í stað sjálfgefinnar 65 K hitastigshækkunar sem flest dreifingarspecifikatýr innihalda. Lægri hönnunarhækkun gefur lægra hitapunkt og lægri hitapunktur gefur lengri líftíma fyrir íslag. Vöruviðskiptin eru raunveruleg: búistu við stærri kjarna, meiri rafhlöðuflatarmáli og þyngri kerfi fyrir sama kVA.

Generatoraupphæðunarþáttafyrir flösh- og tvíundarverk plantur taka venjulega generatorásprettu í bilið 4,16 kV til 13,8 kV upp í 34,5 kV safnkerfi eða 69 kV til 138 kV rásartenging. Stærðvalið einingu á grunni generator-MVA plús parasítisku hleðslu verksins – kælihringa, umhverfisvatnsdæla, tómskerfa og gasútvegs – og staðfesti síðan ákvörðunina miðað við hleðsluprófilinn í stað einnar nafnplötustærðar. Ef verkið er ætlað að vinna yfir nafnplötustærðina á tíma þegar steam er í miklum magni, biðjið um að yfirhleðslueiginleikarnir séu skýrðir samkvæmt IEEE C57.91 hleðsluhandbókinni í stað þess að gera ráð fyrir þeim.

 

Kæling, þekja og málarakerfið – tilgreining

Jarðhita svæði eru oft við sjávarströndina eða eldfjallssvæði, svo tvær rotnunarskynjar sameinast: vetnisulfíð frá ferlinu og kloríð-haldandi loft frá sjávarhliðinni. Þekjukerfið er tilgreiningarefni, ekki lokadetail. Nefnið rotnunarskynjategundina í RFQ og festið framleiðandann við hana. The ISO 12944-2 flokkun umhverfissháttanna skilgreinir C1 til CX flokka og er algengt tungumál sem kaupendur og framleiðendur geta bæði unnið úr; C5-M er flokkurinn sem felur í sér áhrif sjávarlægra og sjávarheimila svæða.

Fyrir kaup á kystarsvæði með jarðhita notum við eplípírímur, eplípír millilag og polyúrethan yfirborðslegu lag sem hefur samtals þurrðarþykkt á bilinu 320 mikrómetra, sett á yfirborð sem hefur verið varma-dýpt galvanísað eða blásturhreinsað. Ráðstöfunarflensur fá sérstaka meðferð: í jarðhitaverkum safna flensurnar bæði dusti og sulfíði, og þunn lag gegn rýrustu sem virkar vel innanlands getur verið horfið eftir tveimur árstíðum. Skilgreindu vernd gegn rýrustu á flensum skýrt.

Kælingin sjálf þarf líka að skoða nánar. Tæki sem keyrir nær fullri álagsgildi 24 klukkustundir á sólarhring með umhverfis hitastig á 40–50 °C hefur engan leifarmegin. Staðfestu reiknaða hitapunkt viklingsins við raunverulegt umhverfis hitastig á staðnum, ekki við 30 °C, og staðfestu að kælisstig með hjálparviftum sé tilgreint með óháðum rafmagnsveitum svo villa í stýrislóðinni kosti þig ekki annað kælisstig.

 

Hæð yfir sjávarmerki, jarðskelfisvæði og flutningur tækisins á staðsetninguna

Margar geothermíska svæði heims eru hærra en 1.000 metrar yfir sjávarmerki: Olkaria-gerðin í Keníu, hlutar Indónesíu og mikill hluti Austur-Afrísku sprungusvæðisins. Þolmöguleiki íslenslunar og kæliveita minnka bæði með hæð yfir sjávarmerki, svo tæki sem er tilgreint við sjávarmerki er ekki sama tækið á 2.000 metra hæð. Mættaþættir verða beittir við íslenslunarstig og kælireikninga, og reikningurinn ætti að vera sýndur í prófunarskýrslunni í stað þess að vera bara fullyrt.

Skelframlagshönnun er annar landfræðilegur takmörkunaraðili. Rift Valley, íslensk, indónesíska og kaliforníska svæði liggja öll í virku skelframlagssvæðum og umbreytirinn er þungasta hluturinn í undirstöðunni. Það þýðir að hönnun fastspennu, styrkur botnplötunnar og, á notendastöðum, skelframlagshönnun samkvæmt IEEE 693. Almennt sveisd skíð er ekki skelframlagshönnun.

Síðan kemur rúmfræðileg skipulagshönnun, sem dregur úr óvart kaupendum oftari en nokkur rafmagnsþáttur. Jarðhita-svæði eru venjulega aðgengileg með langum, slæmum aðgangsvegum með takmarkaða þyngd á hverjum áss. Að senda fullkomna 40 tonna einingu til fjarlægs svæðis getur verið ómögulegt. Raunhæf lausnin er hönnun sem fer í hlutum: olíuhólf send í tómum ástandi, hitabylgjur í sérstökum kassum, gáttir í ákveðnum kassum og skjölun á röð uppsetningar á staðnum með snúningstölu. Vort olíu-dýppta umbreytirvalk er reglubundið sent í þessari útfærslu fyrir fjarlægar framleiðsluverkefni.

 

 

Hvernig Ryan Electric undirbýr einingar fyrir jarðhita notkun

Sérhver bestelling fyrir jarðhita fer í gegnum annað tilgreiningaathugunarlistann en venjuleg dreifieining. Ef efni eru skipt út er það skráð á efnaaðilskrána svo kaupandi geti yfirfert það: engin silfurplötuð tengi, lokað olíuvarnir, C5-M þekking, staðfest dráttur vegna hæðar, skjölkuð seismisk festing. Skýrslan um venjulega prófun inniheldur síðan köldumótstaðsetningu og hlutfallsupplýsingar sem eru nauðsynlegar fyrir rekstursbyrjun, mældar miðað við raunverulegar tapastöður sem fylgja.

Við byggjum í 120.000 fermetra stöðu með yfir 180 sett af framleiðslu- og prófunarbúnaði og 37 einkaleyfi, og við höfum samþykkt UL-, CSA-, IEEE-, DEKRA-, CNAS- og CE-staðfestingar. Frá árinu 2023 hefur Ryan Electric verið opinbert sameiginlegt aðilarfélag Eaton, og þessi tenging hefur stranglegað skjölunarmálsstöðu sem við vinnum að. Einingarnar sem við sendum til svæða með hátt rotnunargildi, háum hæðum og í fjarlægum staðsetningum eru á sama vélbúnaðarformi og þær sem við byggjum fyrir viðskiptavini í gögnamiðstöðum, rafmagnsveitum og gruvaum, og eru tilgreindar fyrir þá aðstæður sem staðurinn raunverulega býður upp á.

 

Hvað skal setja inn í RFQ fyrir jarðhitaþátta

Flest RFQ fyrir jarðhitaþátta sem við fáum telja upp spennu, getu og mótsvið, og það er allt. Þessir þrír þættir lýsa ekki jarðhitaþáttu. Bætið við þessum sjö inntökum og tilboðið sem þið fáið til baka verður samanburðarhæft milli birjanda:

H2S-stofnun. Mæld ppm í gufu eða brínu, og hvort staðurinn sé á ströndinni.

Umhverfisspánn og hæð staðarins. Hámarks umhverfisspánn í °C og hæð yfir sjávarmáli.

Hnattagildi áhrifa á rýrnun og yfirborðskerfi. Flokkun samkvæmt ISO 12944-2 plús nauðsynleg þykkt þurrar myndunar.

Hleðslusnið og getuþáttur. Vonandi árleg hleðslutími, ekki aðeins nafngildi í kVA.

Hitastigshækkun í vikunum og hámarkshitapunktur. Tilgreinið hækkunina sem þér vilt, eða biðjið framleiðandann um skýringu á sjálfgefinni gildi.

Kröfur vegna skelfinga. Hvort IEEE 693-staðfesting er nauðsynleg eða hvort staðsetningarspecífískar kröfur um festingu gilda.

Takmarkanir á flutningi. Hámarksþyngd hluta, takmarkanir á vegum og hvort búnaðurinn á að setjast saman á staðnum.

 

Áður en þú tilgreinir næstu jarðhita-eininguna

Sendu okkur reyndagögnin – H2S-styrk, umhverfisþrýsting, hæð yfir sjávarmáli, skelfingasvæði og álagssnið – og verkfræðilíkun okkar mun senda til baka tilgreiningarskjöl sem sýna efni-afskipti, kælingarreikning og flutningsáætlun. Við forðumst að ræða málin um litakerfið á pappír heldur en að skipta út hitaveitum í vinnusviði.

Um höfundinn: Þessi grein var rituð af verkfræðilíkun Ryan Electric (Jiangsu Ryan Transformers), framleiðanda á gosuðum rísín-, olíu- og stöðuvindum þátta, sem hefur þjónustað notendur, gögnamiðstöðvar, endurnýjanlega orkuframleiðslu og iðnaðaraðila frá árinu 2007. Liðið vinna daglega með IEEE C57 og IEC 60076 kröfur og styðja þróunaraðila og EPC-aðila í tilgreiningum, verksmiðjuprófunum og uppsetningu á stað.