Жер астынан жылу алу электр станцияларының трансформаторлары: H2S коррозиясына, тұрақты жүктемеге және алыстағы орындарға арналған техникалық сипаттамаларды анықтау

Рифт өзеніндегі жер астынан жылу алу операторы бізге қызметке 18 айдан кейін тексеруге 12 МВА қадамды көтеруші қондырғыны жіберді. Электрлік жағынан ештеңе бұзылмаған еді. Бірақ бояу бұзылған еді: радиатор банкінің бойындағы резервуар бояуы көпіршіктерге айналып, ақыр соңында болат беті ашылып қалды, мыс изоляторларының бекітпе шегелері жасыл-қара түске айналды, ал дем алу құрылғысындағы кремний гелі іске қосылғаннан кейін бірнеше аптадан кейін қараңғы түске өзгерді. Себебі — сутегі сульфиді (H2S), ол жер астынан жылу алу өрісінің қазылуға тұрғанын көрсететін газ, бірақ ол өзіне бекітілген барлық нәрсені қиратады.

Бірлік дұрыс бағаланған. Бірақ ол дұрыс көрсетілмеген. Осы айырмашылық сізге жоғары деңгейлі қызмет көрсету әлде бірінші ірі апат кезінде шығарылуын анықтайды. геотермалды электр станциясы трансформаторы сізге жиырма бес жыл бойы жоғары деңгейлі қызмет көрсетеді немесе бірінші ірі апат кезінде шығарылады.

 

 

Неге геотермалды энергия күн энергиясы немесе жел энергиясына қарағанда қиынырақ жағдайда жұмыс істейді

АҚШ Энергетикалық Департаменті геотермалды энергияны 90% шамасындағы қуат коэффициенті жоғары деңгейлі қуат ретінде сипаттайды, яғни геотермалды электр станциясы жел мен күн энергиясы сияқты үзілісті ресурстарды теңестіру үшін шамамен үздіксіз ең жоғары қуатта жұмыс істейді. Осы жалғыз сан трансформатордың жұмыс жағдайын өзгертеді. Толық сипаттаманы DOE Geothermal Office веб-сайтында .

Оқи аласыз. Трансформатор шыңдық жүктеме себебінен емес, температурада өткен уақыт себебінен өседі. Күн электр станциясындағы трансформатор кешке қатты жұмыс істейді және ұзақ, салқын түнде қалпына келеді. Ал геотермалды трансформатор ешқашан осындай қалпына келу мерзімін алмайды. Ол түнде, демалыс күндерінде, электр станциясының барлық жұмыс істеу өмірі бойы шамамен номиналды жүктемеде орналасады.

Төмендегі кестеде бірдей кВА бағасының үш түрлі сипаттаманы білдіру себебі көрсетілген:

Өсімдік түрі	Қуат коэффициенті	Трансформатордың жүктеме сипаты	Басым кернеу
Сolar pv	20% - 25%	Күндік жоғарылау, түнде тыныштықта болу	Жылу циклы, инверторлардан туындайтын гармоникалар
Жел	30% – 45%	Үзілісті, өте айнымалы	Циклдық, жүктемеден туындайтын гармоникалар
Геотермалдық энергия	шамамен 90%	Шамамен номиналды жүктеме, 24/7	Ұзақ мерзімді орамның ыстық нүктесі, H2S коррозиясы, алыстағы орынға қол жеткізу

 

H2S: Сирек кездесетін ақаулық тәртібі, ол әдетте техникалық сипаттама парағында көрсетілмейді

Сутегі сульфиді геотермалды бу мен бриңде миллионнан бір бірліктен (ppm) бірнеше жүздегенге дейінгі концентрацияда пайда болады. Осы деңгейлерде ол отқа қауп емес, сондықтан да оны сатып алу кезінде ескерілмейді. Алайда ол металдарды «ұрлайтын» зат. H2S коррозиясы мыс пен күмісті алдымен шабуылдайды, ток өтетін әрбір бекітілген және пластиналанған қосылыста контакт кедергісін арттыратын сульфидті қабаттар құрады.

Практикада бұл — изоляциялық шайбалардың шыбықтары, тап-чейнджердің контакттары, басқару сымдарының аяқтары және терминалдық қорап ішіндегі кез келген күміс пластиналанған қосылыс дегенді білдіреді. Біз геотермалды қондырғыларды ашқан кезде орамдардың изоляциясы толықтай жақсы тексерілген, ал тап-чейнджердің контакттары қондырғыны жұмыстан шығаруға себепші болған. Шешімі — материалды таңдау: геотермалды тапсырыстарда мүлдем күміс пластиналанудан аулақ болу керек, күміс пластиналанған беттерді қалайыланған мыс немесе никельмен пластиналанған беттермен ауыстыру керек, сонымен қатар басқару шкафын желдеткіш торы орнына силиконды ораммен герметиктеу керек.

Май сақтау жүйесі де осындай маңызды. Тегін тыныс алатын сақтагыш резервуардың басындағы кеңістік сығылған кезде әр күн сайын H2S-қоспалы ауаны майға тартады. Жер қойнауындағы жұмыс үшін біз ауа құрғатқышы бар герметикалы тыныс алу құрылғысын немесе толығымен герметикалы конструкцияны, егер номинал рұқсат етсе, көрсетеміз. мұнайға батыру трансформаторы бұл жалғыз шешім бір уақытта майды, оқшауламаны және трансформатордың реттеуші қосқышының контакттарын қорғайды.

 

Жер қойнауындағы электр станциясы трансформаторын 90% қуат коэффициенті үшін есептеу

Номиналды таңдағаннан бұрын есептеуді орындаңыз. 90%-дық қуат коэффициенті жағдайында жер қойнауындағы қондырғы жылына шамамен 7 880 жүктемелі сағат жинайды. Ал күн энергиясын пайдаланатын электр станциясы 25% кезінде шамамен 2 190 сағат жинайды. Сондықтан жер қойнауындағы трансформатор жылына температурада үш жарым есе көп уақыт болады, ал жылулық старение жинақталады.

Осы себепті геотермалдық жұмыс үшін басқа тарату сипаттамаларындағы әдеттегі 65 К-ке қарағанда 55 К-ге тең орамның температуралық көтерілуін көрсетеміз. Төменірек есептелген көтерілу температурасы төменірек ыстық нүкте береді, ал төменірек ыстық нүкте изоляцияның қызмет ету мерзімін ұзартады. Бұл айырбас нақты: сол кВА үшін үлкенірек өзек, көбірек радиатор аймағы және ауырлау резервуар күтіңіз.

Флэш пен екілік электрстанцияларындағы генератордың кернеуін көтеретін трансформаторлар әдетте генератордың 4,16 кВ–13,8 кВ аралығындағы кернеуін 34,5 кВ жинақтау желісіне немесе 69 кВ–138 кВ аралығындағы берілетін желіге көтереді. Құрылғыны генератордың МВА мәні мен электрстанцияның паразиттік жүктемесі – су салқындатқыштары, циркуляциялық су сорғылары, вакуумдық жүйелері және газдың шығарылуы – бойынша өлшеп, одан кейін жүктеме профилі бойынша, бір ғана тақташа саны бойынша емес, рейтингін растаңыз. Егер электрстанция буға бай кезеңдерде тақташа санынан жоғары жұмыс істеуін күтсе, артық жүктеу қабілетін IEEE C57.91 жүктеу бағдарламасына сәйкес құжаттап, болжамдамау керек.

 

Салқындату, қаптау және бояу жүйесінің сипаттамасы

Jeotermal alaqalardagy oqylar kópinde sahil zhasy da, vulkanik da bolady, sónnan eki korroziya faktorý dasturly: proses jasynyn suwretindegi vodorod sulfid da, teñiz jasynyn xloridli awasy da. Qaplama juyýsy — bu tekshiriletugyn neshe, soñgy qurastyrýs emes. RFQ-da korroziya seviyesini atap, tedarikshyga ol arqyly turaly talap etiñiz. The ISO 12944-2 orta shartlarynyñ klassifikatsiyasy c1-den CX-ge shekemgi kategoriyalary anyqtaydy da, bul satyp alushylar menen óndirushilerdiñ ortaq tilí bolyp tabylady; C5-M — bul sahil menen teñiz áseriýetin qamtydy.

Sahil jeotermal zavody úshin biz epoksidlik bastapqy qaplama, epoksidlik ortashy qaplama da poliuretanly jogy qaplama juyýsynyñ jalyngys qurýs qalynlygy shyamyrysyna 320 mikrometr shamasynqa teñ, qyzdyrylp galvanizdelgen ya da pýshyqpen tazalangan negizge qoyylady. Radiator qanatlaryna aýrysha isleme beriledi: jeotermal zavodta qanatlar toz da sulfidti jyýyady, daulyqta jaksy isleytugyn jinysh qanat qaplamasý eki máwsymda joiylýp ketedi. Qanatlardyn korroziya qorǵawyn anýq atapy kórsetiñiz.

Салқындату өзі де қайтадан қарастырылуға тиіс. Қоршаған ортаның температурасы 40–50 °C болғанда, номиналды жүктемеге жақын режимде тәулік бойы жұмыс істейтін қондырғының артықшылығы жоқ. Есептелген орамның ыстық нүктесін 30 °C емес, қондырғы орналасқан жердегі қоршаған орта температурасы бойынша тексеріңіз; сонымен қатар, желдеткішпен көмектесілген салқындату сатыларын тәуелсіз электр қоректендіру көздерімен көрсетіңіз, сонда басқару тізбегіндегі ақау сізге екінші салқындату сатысын жоғалтпауы үшін.

 

Биіктік, Жер сілкіну аймақтары және Қондырғының Орналасу Жеріне Жеткізілуі

Әлемнің көптеген геотермалық өрістері 1000 метрден жоғары орналасқан: Кениядегі Олкария кешені, Индонезияның кейбір аймақтары мен Шығыс Африка рифтінің көп бөлігі. Изоляцияның төзімділігі мен салқындату өнімділігі екеуі де биіктікке қарай төмендейді, сондықтан теңіз деңгейінде белгіленген қондырғы 2000 метр биіктікте сол қондырғы емес. Изоляция деңгейі мен салқындату есебіне түзету коэффициенттері қолданылуы тиіс, ал есептеулер тұжырымдама ретінде емес, сынақ есебінде көрсетілуі тиіс.

Сейсмикалық жобалау — екінші географиялық шектеу. Рифт-Вэлли, Исландиялық, Индонезиялық және Калифорниялық кен орындары барлығы белсенді сейсмикалық аймақтарда орналасқан, ал трансформатор станциядағы ең ауыр элемент. Бұл анкерлеу жобасын, табан плитасының беріктігін және коммуналдық жобалар үшін IEEE 693 стандарты бойынша сейсмикалық сертификаттауды білдіреді. Жалпы пайдаланылатын дәнекерленген скид сейсмикалық жобалау емес.

Содан кейін логистика келеді, ол электрлік параметрлерге қарағанда сатып алушыларды жиірек таң қалдырады. Жер асты жылуы кен орындары әдетте ұзын, нашар жабылған өткел жолдармен жетіледі, оларда әр ось бойынша салмақ шегі тым тар. 40 тонналық толығымен жиналған құрылғыны алыстағы кен орынына жеткізу мүмкін емес болуы мүмкін. Практикалық шешім — бөлшектерге бөлініп жеткізілетін жоба: майы алынған резервуар, жеке жиналған радиаторлар, арнайы қораптардағы изоляторлар және айналдыру моментінің мәндері көрсетілген құжатталған жерде жинау реті. Біздің маймен суытылатын трансформаторлар сериясы алыстағы генерациялық жобалар үшін әдетте осы конфигурацияда жеткізіледі.

 

 

Ryan Electric компаниясы геотермалдық жұмысқа құрылғыны қалай дайындайды

Әрбір геотермалдық тапсырыс стандартты тарату құрылғысына қарағанда басқа спецификациялық тексеру тізімі арқылы өтеді. Материалдардың ауысуы материалдар тізімінде тіркеледі, сондықтан сатып алушы оларды тексеруі мүмкін: күміспен капталған контакттар жоқ, герметиктелген май сақталуы, C5-M қаптауы, расталған биіктікке байланысты қуаттың төмендеуі, құрылғының сейсмикалық бекітуі туралы құжаттама. Содан кейін рутиндық сынақ есебінде іске қосу үшін қажетті суық кедергі мен коэффициент деректері келтіріледі, олар берілген нақты таптар бойынша өлшенеді.

Біз 120 000 шаршы метр аумақтағы өндірістік ғимаратта, 180-нан астам өндірістік және сынау жабдықтарымен және 37 патентпен жұмыс істейміз; сонымен қатар UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS және CE сертификаттарына иеміз. 2023 жылдан бастап Ryan Electric Eaton компаниясының ресми қосымша кәсіпорны болып табылады, бұл қатынас біздің құжаттама стандарттарымызды қатаңдатты. Біз жоғары коррозиялық, жоғары биіктіктегі және алыстағы объектілерге жіберетін қондырғылар — деректер орталығы, электр желілері мен қазбалар саласындағы тұтынушылар үшін құрылған, нақты объектінің шарттарына сәйкес белгіленген осы платформада жасалады.

 

Жер асты жылуы трансформаторы үшін сұраныс беру парағына нені енгізу керек

Бізге түсетін көптеген жер асты жылуы сұраныс беру парақтарында кернеу, қуат және импедансты көрсетеді, одан әрі ештеңе жазылмайды. Осы үш көрсеткіш жер асты жылуы режимін сипаттамайды. Осы жеті кіріс мәнін қосқаннан кейін, сіз алатын баға ұсынысы әртүрлі тәmin етушілер арасында салыстырылатын болады:

H2S концентрациясы. Бу немесе сулы ерітіндіде өлшенген ppm мәні және объектінің теңіз жағалауында орналасқаны немесе орналаспағаны.

Объектінің ауа температурасы мен биіктігі. Дизайн бойынша максималды ауа температурасы (°C) және теңіз деңгейінен биіктігі.

Коррозиялық санат және сырлау жүйесі. ISO 12944-2 санаты мен қажетті құрғақ бояма қабатының қалыңдығы.

Жүктеме профилі мен қуат коэффициенті. Жылдық күтілетін жүктелген сағаттар, тек атаулы кВА емес.

Орамның температуралық көтерілуі мен ыстық нүктенің шегі. Қандай көтерілуді қалайтыныңызды көрсетіңіз немесе тағамдаушыдан әдеттегі мәннің негізделуін сұраңыз.

Сейсмикалық талап. IEEE 693 сәйкестігі қажет пе немесе объектке тән бекіту критерийлері қолданылады ма.

Тасымалдау шектері. Максималды бөлшек салмағы, жол шектері және объектіде жинақтау күтілетіні не емесі.

 

Keldes geotermaldyq birlikti tağayyndamadan bұryн

Bіzge sahanyn maglıwmatyn - H2S konsentratsiyasy, atmosferalyq sharttar, bиiklik, seismik beldeu zhaıne zhuktyq profili - jiberińiz, sondan keyin bіzdіń inzhenerlik tобы materialdardyń ornyqtyrylyshy, suytuytyn esep, transporttau zhosparyn korsatatyngyn spetsifikatsiya betin beredi. Bіz sahanyn ortasynda radiatoryn bankyn aystyrudyn ornyna qylyp qoyylgan bojka zhatyrudy qaghyzda talqylaymyn.

Автор туралы: Bul maqala Ryan Electric (Jiangsu Ryan Transformers) zavodynyń inzhenerlik tобы taraftyndan jazylgan. Bul zavod 2007-jyldan beri elektr energetikasy, mamlakattyq ortalyqtar, jańa energiya kozderi zhaıne ońday sallada isleytyn tұtynyshylyqqa qyzmet korsetatyn qurlys, mayly qapyrlgan zhaıne pad-ornalasqan transformatorlardy shygarady. Topy IEEE C57 zhaıne IEC 60076 talaptaryna saylysyp isleydi zhaıne spetsifikatsiya, zavodtyq synaq zhaıne sahada iśke qosu ishterinde dasturlyq ishler menen EPC podryadshylaryna qoldau korsatady.