Дезалдандыру қондырғылары үшін трансформаторлар: SWRO сорғы жүктемелерінің өлшемі, гармоникалар және коррозиядан қорғау

 

Жебел Әли маңындағы теңіз суын кері осмос арқылы тазарту қондырғысында жұмыс істейтін EPC подрядшысы нақты электрлік көлемі «негізінен аяқталған» деп аталатын қосымша ескертпе бар бір сызықтық схеманы наубахт айында бізге жіберді. Суретте 33/11 кВ кернеудегі бір 20 МВА трансформатор, 45°C дизайны бойынша ауа температурасы және ортақ 11 кВ шинасынан қоректенетін он бір жоғары қысымды сорғы қозғалтқышы көрсетілген. Екі сұрақ тапсырыс берілмей тұрып спецификацияны өзгертті: қондырғының шынымен қандай шілде ауа температурасы болатыны және осы сорғылардың қаншасы бірдей он минуттық терезеде іске қосылатыны. Екі жауап та трансформатордың өлшемін жүктеме тізімінде көрсетілген мәннен айтарлықтай асырып кетеді. тұздан тазарту қондырғысы үшін трансформатор қызметі

Қағазда тұзсыздандыру трансформаторы қарапайым негізгі жүктемелі машина сияқты көрінеді — бір сан кВА-мен. Ал іс жүзінде ол жоғары ауа температурасында үздіксіз жұмыс істейді, зауыттың жалғанған жүктемесіне қарағанда үлкен қозғалтқыштарды қоректендіреді, мембраналық сорғылардағы айнымалы жиілікті жеткізгіштерден гармоникаларды сіңіреді және объектідегі барлық корпус, изоляциялық шайбалар мен бекітпе бұрандаларын бұзып жіберетін тұзды ауада орналасады. Бұл көрсеткіш трансформатордың өзінің есептелген қызмет ету мерзімін толық өткізуін қамтамасыз ететін төрт негізгі шешімді қарастырады.

 

Неге тұзсыздандыру жүктемелері стандартты трансформатордың техникалық сипаттамаларын бұзады

Теңіз суын кері осмос арқылы тұзсыздандыру — негізгі жүктемелі процес. Зауыт демалыс күндерінде жұмыс істемейді; ал тұзсыздандыру желісі олай емес. Оның ең ірі электрлік тұтынушылары — жоғары қысымды сорғылар, олар көптеген уақыт бойы тұрақты жұмыс режимінде жұмыс істейді. Жарияланған теңіз суын кері осмос арқылы тұзсыздандыру энергиясы бойынша зерттеулерде энергияның нақты тұтынуы мынадай: 2,5–3,5 кВт·сағ/м³ энергия қалпына келтіруші құрылғылар орнатылғаннан кейін, ал қалпына келтіру аз оптималды болған жағдайда ол 3,5–5,5 кВт·сағ/м³ шегіне дейін көтеріледі.

Осы есептеуді күніне 300 000 м³ өндіретін зауыт және электрлік сұраныс шамамен 30–40 МВт тұрақты жүктемеге теңеледі — алдын ала өңдеу, көшіру насосы мен қосымша жүйелер есепке алынбаған кезде. АҚШ-тың Қайта қалпына келтіру бюросының Тұзды суды тұзсыздандыру және су тазарту зерттеу бағдарламасы сияқты бағдарламалар осы энергия көрсеткішін төмендетуге арналған, бұл сізге қайда ақша жұмсалатынын көрсетеді: су — өнім, ал электр энергиясы — ең үлкен жеке жұмыс істеу шығыны.

 

Су тұзсыздандыру зауытының электрлік жүктемесін карталау

Ештеңені өлшемдеуден бұрын зауытты жүктеме топтарына бөліңіз. Олар әртүрлі тәсілдермен әрекет етеді, ал үлкен зауыттарда олар әдетте әртүрлі шиналардан қоректенеді.

 

Жүктеме тобы	Типтік қуаты	Жұмыс сипаты
Жоғары қысымды КО насостары	әрқайсысы 3–8 МВт, 11 кВ немесе 6,6 кВ	Тұрақты негізгі жүк; айнымалы жиілікті қозғалтқыш (АЖҚ) немесе жұмсақ іске қосу
Энергияны қайта қолдану құрылғылары	0,5–2 МВт	Үздіксіз, жоғары қысымды сорғының жұмыс режимін бақылайды
Көтергіш және беру сорғылары	200 кВт–2 МВт	Жиі іске қосылатын үздіксіз жұмыс
Алдын-ала өңдеу (сүзгілер, дозалау)	100–800 кВт	Жеке-жеке
Қосымша (жылыту, желдету, жарықтандыру, басқару)	300–1500 кВт	Тұрақты, төмен гармоникалық құрам

 

Жоғары қысымды сорғылар тобы барлық басқа нәрселерді басқарады. Ірі SWRO өсімдігінде сегіз поезды бар жағдайда жоғары қысымды сорғылар ғана қосылған жүктеме бойынша 40–50 МВт-қа дейін жетуі мүмкін. Қалған топтар көмекші шина үшін маңызды, бірақ негізгі трансформатордың қуатын, салқындату схемасын және қондырғының шыдай алатын авариялық жүктемесін анықтайтын — сорғылар тобы.

 

Тұздан тазарту өсімдігі үшін трансформатордың өлшемін анықтау

Aтұздан тазарту қондырғысы үшін трансформатор қызмет келесі үш факторға негізделеді: тұрақты жүктеме, ең ірі электрқозғалтқыштың іске қосылу жүктемесі және электрқозғалтқыштардың гармоникалық құрамы. Өлшемі аз болып келген қондырғылар тәжірибеде әдетте бірінші фактор бойынша ғана сәтсіз аяқталады.

Алдымен тұрақты жүктемеден бастаңыз. Электрқозғалтқыштардың техникалық сипаттамаларын қосыңыз, нақты сұраныс коэффициентін қолданыңыз — өсімдіктің жобалық өнімділігінде ұсталуы жағдайында 0,85–0,95 аралығында — сосын көмекші шинаны қосыңыз. Келесі қадам — электрқозғалтқыштардың іске қосылуын тексеру: 6 МВ жоғары қысымды сорғы тура қосылу басталған кезде ток номиналды токтан бес-алты есе артық болады және бұл бірнеше секундқа созылады; осыдан пайда болатын кернеу төмендеуі қозғалтқыштың ұштарында технологиялық процестің де, электр желісінің де қабылдай алатын шегінде болуы керек. Жұмсартқыштар мен айнымалы жиілікті жетектер бұл бастапқы токты азайтады, бірақ трансформатордың оны беруін қажет етпейтіндей етпейді.

 

Өлшемін тексеру	Тексеру керек	Типтік жобалау мақсаты
Үздіксіз реттеу	Ауа температурасына байланысты түзетуден кейін қолданылатын коэффициентпен есептелген үздіксіз жүктеме	Паспортында көрсетілген кВА мәнінен жоғары ұзақ мерзімді жұмыс істеуге рұқсат етілмейді
Қозғалтқышты іске қосу	Барлық басқа жүктемелер іске қосылған кезде ең үлкен сорғының қосылуы	Кәсіпорын мен электр желісінің шектерінде кернеу төмендеуі
Гармоникалық жүктеме	Жетектің импульс саны мен гармоникалық ток спектрі	IEEE C57.110 стандарты бойынша есептелген түзету
Қосымша қуат қоры	Болашақ поездар немесе мембрананы ауыстыру	15–25% қосымша кВА
Ақаулық жүктемесі	Құрылғыдан келетін алаң ақаулық тогы	Расталған қысқа тұйықталуға төзімділік
Жоғалту бағасы	Қызмет мерзімі бойынша бос жүріс және жүктелген жағдайдағы жоғалтулардың капиталдандырылуы	Ең төменгі жалпы иелену құны, ең төменгі баға емес

 

Жиілік өзгерткішпен басқарылатын жоғары қысымды сораптардан туындайтын гармоникалық жүктеме

Әрбір жаңа SWRO өсімдігінде жоғары қысымды сорғыларын айнымалы жиілікті жетек арқылы іске қосады, себебі 6 МВт сорғының ағынын шектеу жетектің өзінің құнынан көп энергия жұмсайды. Жетек сонымен қатар қондырғының негізгі ток бұрмалау көзі болып табылады. Алты импульсті жетек 5-ші, 7-ші, 11-ші және 13-ші реттік сипатты гармоникаларды туғызады; он екі импульсті конфигурация трансформаторда 5-ші және 7-ші гармоникаларды болдырмауға мүмкіндік береді; он сегіз импульсті орналасу бірінші маңызды гармониканы одан да жоғары ретке шығарады.

Трансформатор осы гармоникалар үшін екі рет төлейді. Қосымша эдди-ток және шашыраған жоғалтулар жүктеме тогы ғана тудыратыннан артық орамдарды қыздырады, сондықтан гармоникалық жүктемелі қондырғының K-коэффициентімен бағалануы немесе IEEE C57.110 стандартына сәйкес есептелген теңдеулендірілген жұмыс істеу қабілетінің төмендетілуі қажет — каталогтан көшірілген кВА саны емес. Содан кейін ортақ қосылу нүктесіндегі жалпы бұрмалау пайдаланушы қойылатын шектерден аспауы керек — бұл тек сызба дайындалған кезде емес, қондырғыны іске қосқан кезде тексеріледі. IEEE Standards Association солтүстік Америкадағы электр желілерінің гармоникалық шектерін анықтайтын құжатты жариялайды, және оны қозғалтқыш өндірушісін таңдағаннан кейін емес, алдын-ала оқуға құнды.

Бұл қауптің көпшілігін жоюға мүмкіндік беретін бір техникалық талап: қозғалтқыш өндірушісінен толық жүктемедегі дерекқордан алынған ЖЖК көрсеткіші емес, нақты жұмыс режиміндегі гармоникалық ток спектрін сұраңыз. Мембраналық қондырғылар ұзақ уақыт бойы толық жүктемеде жұмыс істемейді, ал бұрқылдақтану әдетте қондырғының нақты жұмыс істейтін жартылай жүктемелі аймақта ең нашар болады.

 

Коррозия, ауа температурасы және Гульф жағалауындағы қуаттың төмендеуі

Тұзды су айналдыру қондырғысы — трансформатордың жұмыс істеуге мәжбүрленетін ең қатал электрлік ортасы. Тұз аэрозолі, жоғары ылғалдылық және Гульф аймағында айлар бойы 45°C-тан жоғары болатын аймақтық ауа температурасы құрылғы мен оның реттелген көрсеткіштеріне бір уақытта әсер етеді.

Коррозияға қарсы қорғау корпус сипаттамасынан басталады. ISO 12944-8 , ISO 12944 сериясының жаңа жұмыстар үшін қорғаныс бояу жүйелерін қалай белгілеу керектігін реттейтін бөлімі, көбінесе Еуропа мен Орта Шығыстағы атқарушылардың техникалық тапсырмада аталатын негізгі сілтеме болып табылады. Практикада бұл — C5-M теңіз коррозиялық санаты үшін құжатталған жүйе , ыстық-батырылған цинкті болат конструкция немесе оған теңестірілген бояу қабаты, бүкіл жерде шайбылардан жасалған бекітпе элементтері және герметикті бұрандалы қосылыстар.

Айналадағы температура — екінші «қауіпті аймақ», ол қуатты тыныштықпен азайтады. Айналадағы температураның дұрыстау ережелері бойынша IEC 60076-2 және IEEE C57.12.00 стандарттарында айналадағы температура референстік мәннен асып кеткен кезде рұқсат етілетін орташа орамның температуралық көтерілуі төмендейді. Референстік мәннен 10°C жоғары орналасқан электр станциясы тек қана изоляциясын жақсарту арқылы шешім қабылдай алмайды — қондырғы немесе төмен температуралық көтерілуге келіседі, немесе кВА көрсеткішінен бас тартады. Біз бұны жиі Гульф аймағындағы сұраныстарда көреміз, онда жобалауға арналған айналадағы температура тендер құжатында «45°C» деп көрсетіледі, ал шын мәнінде объектіде ол 50°C болып шығады.

Суытуға да сондай қатаң бақылау қажет. Тыныш, ыстық, ылғалды жағалау ауасында ONAN радиаторлық банк өзінің аталған қуатынан төмен жұмыс істейді, сондықтан жағалаулық электр станциялары көбінесе ONAF суытуы бар қондырғыларды және олардың жұмыс сипаттамаларын стандартты сілтеме температурасы емес, құрылыс алаңының жобалық айналасында көрсетеді. масқа топырған трансформатор сондықтан да төмен жоғалтулары бар өзектерге деген талап пен суыту шегін кеңейтуге деген талап бірдей талқылауда шешілуі керек.

 

 

Ryan Electric тұздан тазарту жобаларына әкелетіні

Біз бағалайтын әрбір тұздан тазарту қондырғысы үшін трансформатор сондықтан инженерлік тексеру қалыптасқан, алпысқа қойылмаған тәртіппен жүргізіледі. Біз проблеманың екі бөлігін де Қытайдың Цзянсу провинциясындағы 120 000 м² аумағы бар зауытымызда жасаймыз. Біздің масқа топырған трансформатор диапазон қуаты 10 кВ-тан 200 МВА-ға дейін, ONAN/ONAF радиаторлық блоктары мен жүктеме кезіндегі реттегіштері бар; құрылыс ішіндегі қосқыш бөлмелері мен қосымша шиналар үшін литой-резиналық және VPI құрғақ типті трансформаторлар қолданылады. Ryan Electric 2007 жылдан бері трансформаторларды шығарады, 37 патентке ие, 180-нан астам өндірістік және сынақ жабдықтарын пайдаланады және 2023 жылдан бері Eaton компаниясымен бірлескен кәсіпорын серіктесі болып табылады.

Су айдынындағы жобалар үшін әдеттегі көлемге құжатталған C5-M бояу жүйесі, бір 1000 сағаттық тұз шашырату сынағы бояу қабатына және IEC 60076-1 мен IEEE C57.12.90 стандарттары бойынша DEKRA және CNAS аккредитацияланған зертханамызда тапсырыс берушінің қатысуымен сынақтар жүргізіледі.

Тұздан тазарту трансформаторы бойынша сұраныс әдетте қалай қате беріледі

Қателік үлгісі жиі қайталанады, оны жалпы түрде сипаттауға болады. Шығыс Араб Әмірліктеріне негізделген EPC компаниясы 25 МВА, 33/11 кВ масқа топырған трансформатор 45°C дизайны аймағында, қозғалтқыштың паспорты бойынша жалпы қуатына сәйкес есептелген. Кейінірек жеткізушінің гармоникалық спектрі мен орында тіркелген шілдедегі аймақтық температурасы түседі. Қажетті реттеу деңгейі көтеріледі, салқындату схемасы ONAN-нан ONAF-қа ауысады, ал реттеу диапазоны кеңейтілуі тиіс. Егер өндіріс уақыты бастапқы реттеу деңгейі бойынша брондалған болса, бұл өзгеріс жеткізу мерзімі ішінде, алдын ала емес, орындалады.

 

Тексеру	Сенімді тұтынушы көрсететіні
Өлшемдеу негізі	Сұраныс коэффициентімен қоса жеткізушінің гармоникалық спектрін қосып берілген жүктеме тізімі
Атмосфералық	Иесі растаған орындағы аймақтық температура бойынша төмендетілген қуат есебі, жазбаша түрде
Коррозия	Құжатталған C5-M бояу жүйесі мен тұз шашырату сынағының дәлелдері
Салқындату	ONAF өнімділігі стандарттық сілтеме температурасы емес, орындағы дизайнық аймақтық температурасы бойынша көрсетілген
Сертификаттау	Дәл келтірілген реттеу деңгейі үшін IEC 60076-1 / IEEE C57.12.90 стандарттары бойынша сынақ есептері
Кесте	Өндіріс уақыты зауыттың іске қосылу күніне бекітілген, жазбаша түрде көрсетілген

 

Осы элементтердің ешқайсысы сирек кездеспейді. Бұлар — сызба бекітілмеден бұрын жауап берілуі тиіс сұрақтар; ал оларға кешігіп жауап беру әдеттегі тапсырысты қайта бағалауға алып келеді.

 

Спецификацияны аяқтағаннан бұрын жүк тізімін бізге жіберіңіз

Егер сіз тұздан тазарту қондырғысы үшін трансформатор қызметін анықтасаңыз, бізге төрт нәрсе жіберіңіз: өсімдіктің реттелген қуаты (м³/күн), жоғары қысымды сорғының жоспары (бастағыш немесе жетек түрімен), объектінің жобалық айналасы (иесімен расталған) және электр желісінің ақаулық тогы мен кернеу терезесі. Біздің инженерлеріміз суыту схемасын, гармоникалық жүктеме есебін, коррозияға қарсы қорғаныс жүйесін және нақты өндіріс терезесін көрсететін өлшемдік ұсыныс береді.

Топқа ryantransformers.com арқылы хабарласыңыз — бір сызықтық схема (белгіленген PDF-тің өзі жеткілікті) бастау үшін жеткілікті. Суретті қарау спецификация кестесінен жүк тізімін қайта шығаруға қарағанда тезірек, ал жағалаудағы жобалар үшін айналадағы ортаның мәні мен жетектің спектрі — екі нәрсе, олар жауапты ең көп өзгертеді.

Автор туралы: Бұл мақала Райан Электрик (Цзянсу Райан Электрик Ко., Лтд.) инженерлік тобы құрған. Бұл компания 2023 жылдан бері Итонмен бірлескен кәсіпорын серіктесі болып табылады және Цзянсу, Қытайда майға батырылған, құймалы шыны және алаңға орнатылатын трансформаторларды шығарады. Райан Электрик Солтүстік Америка, Оңтүстік-Шығыс Азия, Орта Шығыс пен Африкадағы электр желілерін қызметкерлеріне, ЕРС контракторларына және инфрақұрылымдық дамытушыларға қызмет көрсетеді.