Сұйытылған табиғи газ зауыттары үшін трансформаторды таңдау: компрессор жетегі үшін өлшемдеу, жағалаулық коррозия және қауыпты аймақтар

 

Өткен желтоқсанда Gulf аймағындағы бір EPC подрядшысы бізге сұйыту желісіндегі рефрижерант компрессорының жетегіне қосылатын алты 13,8 кВ қондырғысының техникалық сипаттамасын жіберді. кВА мәні көрсетілген, импеданстың мәні көрсетілген, бояу жүйесі «теңіздік сорт» деген үш сөзбен сипатталған. Бұл фраза трансформатор зауытына шамамен ештеңе айтпайды. Біз баға бермес бұрын екі сұрақ қойдық — әрбір қондырғы процестік аймаққа қатысты қайда орналасқан және жетектің кірісіндегі гармоникалық спектр қандай? Жауаптар алты қондырғының төртеуінің жобасын өзгертті.

Aсұйытылған табиғи газ зауыттары үшін трансформатор бұл әртүрлі атауы бар әдеттегі кВА көрсеткіші емес. Ол үш топ талаптың қиылысуында орналасқан: үлкен айнымалы жиілікті жетектерден тұратын үздіксіз ауыр жұмыс, бояуды «тіршілік ететін» теңіз атмосферасы және электрлік ыңғайлылыққа негізделген емес, өте қатал өрт пен газ қауіпсіздігіне негізделген қауіпсіздік режимі. Бұл қиылысу барынша тығызданып келеді. АҚШ-тың СПГ экспорттық көлемі 2026 жылдың бірінші жартыжылдығында орташа есеппен 17,4 млрд куб. фут/тәулік құрады, бұл 2025 жылдың сол кезеңімен салыстырғанда 23% артық , мұнда Плақеминс қондырғысы максималды қуатта жұмыс істейді, Корпус-Кристи III сатысы жетіден алты поездынан экспорттау жүргізеді, ал Голден Пасс 2026 жылдың сәуірінен бастап жеткізулерді іске асырады, деп хабарлайды EIA СПГ экспорттық талдауы . Солтүстік Америкадағы экспорттық қуат 2029 жылға дейін шамамен екі есе артуы көзделуде, және осы поездардың әрқайсысы теңіз жағалауында орналасқан.

Неге СПГ зауыттары үшін трансформатор оның атауында көрсетілгеннен гөрі қаттырақ жұмыс істейді

 

Міндеттен бастаңыз. Сұйықтандыру жолағы — үздіксіз процес, күндік сменалы зауыт емес. Салқындатқыш компрессорлары айлар бойы жоғары жүктемеде жұмыс істейді, ал қалыпты аптада жүктеме коэффициенті 80–95% аралығында болады. Орамды суыту үшін тыныш жексенбі түні жоқ, сондықтан коммерциялық ғимараттардың қолданысынан алынған жобалар тапсырысқа сай келмейді.

Содан кейін орташа орта шарттарын қосыңыз. Gulf Coast, Солтүстік Африка немесе Оңтүстік-Шығыс Азиядағы LNG объектілері 45 °C дизайн температурасын, тұзды ауаны және кейбір аймақтарда циклонға ұшырау қаупін қамтиды. Сыртқы құрылғы барлық үш факторға ұшырайды; ішкі құрылғыға ылғалдылық пен конденсация әсер етеді. Механикалық сипаттама — бояу жүйесі, салындылар, тыныс алу құрылғылары, қыздыру элементтері — электрлік сипаттамаға тең маңызды.

Үшінші фактор — әдеттегі өнеркәсіптік кәсіпорындардан келетін сатып алушыларды қатты таң қалдырады: бұл жүктемелер гармоникалық құрамға ие, сондықтан бұл — қуат сапасына қатысты қосымша емес, өлшемдеу мәселесі.

Құрылғының өлшемін анықтайтын жүктеме: Компрессорлардың қозғалтқыштары мен гармоникалар

 

Қазіргі заманғы поездардағы пропан мен аралас-салқындатқыш компрессорлары әдетте 6,6 кВ немесе 13,8 кВ қозғалтқыштарында жұмыс істейтін 4 МВт пен 30 МВт арасындағы машиналар болып табылады және олар әдетте айнымалы жиілікті басқару құрылғыларынан қоректенеді. Алты импульсті басқару құрылғысы негізгі тоғының бесінші және жетінші гармоникаларынан тұратын тоқты тартады. Он сегіз немесе жиырма төрт импульсті орналасуға немесе белсенді алдыңғы шетке өту гармоникалық бұрмалауды толығымен емес, бірақ қатты азайтады.

Гармоникалық тоқтар негізгі тоқтың үстіне қарапайым қосылмайды. Олар орамдар мен конструкциялық бөліктерде айналмалы және шашыранды жоғалтуларды туғызады, ал осы жоғалтулар орамдардың ыстық нүктесінде жылу шоғырлануына әкеледі — дәл осы нүкте изоляцияның қызмет ету мерзімін анықтайды. Гармоникалық төмендету — бұл түзету, ал IEEE C57.110 — Солтүстік Америкадағы көптеген техникалық тапсырыс берушілер пайдаланатын негізгі сілтеме: ол сұйықта батырылған немесе құрғақ типтегі трансформатордың бөлігі синусоидалы емес жүктеме болған кезде нақты қандай қуатты тасымалдай алатынын анықтау әдістерін белгілейді. Жалғасу нүктесіндегі бұрмалау шектері IEEE 519 стандарты бойынша жеке реттеледі. Бір сұйытылған табиғи газ зауыттары үшін трансформатор ол спектр жеткізуші өндірушіден келуі керек, үлгіден емес.

Бұл бөлім дизайнды өзгертеді. Тікелей желіге қосылатын қозғалтқышта бастапқы кВА әдетте трансформатордың өлшемін анықтайды. Айнымалы жиілікті қозғалтқышпен қоректендірілетін компрессор қозғалтқышында бастапқы ток қозғалтқыш арқылы бақыланады және енді басқарушы оқиға болмайды. Бірліктің өлшемін анықтайтын негізгі фактор — жиілікке байланысты жылу шығыны мен үздіксіз жүктеме, сондай-ақ кейде кернеу төмендеуіне қозғалтқыштың төзімділігі, ол кВА емес, импеданстан тәуелді. Біз импедансты таза қысқа тұйықталу координациясы үшін таңдаған кезде қозғалтқыштың іске қосылу кезінде аварияға ұшырауын бақыладық.

Температураның көтерілуі содан кейін шекті мәнді орнатады. IEEE C57.12.00 сұйықпен батырылған қондырғылар үшін екі жиі кездесетін баған береді: орташа орамның температурасы 55 °C көтерілгенде қызу нүктесі 65 °C болады немесе орташа көтерілу 65 °C болғанда қызу нүктесі 80 °C болады. LNG талаптары әдетте екінші бағанға сәйкес келеді, себебі бұл қосымша радиатор ауданын қажет етпей, ыстық сыртқы ортада жүктеме резервін қамтамасыз етеді. Бірақ бұл изоляцияның шекті мәнін де тұтынады, сондықтан оның артында жүктеме зерттеуі болуы керек, ал болжамға сүйенуге болмайды.

Біздің бағамен құжаттама жасау бөлімінің бір дәстүрі: компрессордың қозғалтқышына арналған деректер парағы гармоникалық спектрсіз келген кезде, біз оны сұраймыз. Соңғы жобада сатып алушының үлгісіндегі жалпы алты импульсті спектр мен нақты қозғалтқыш орналасуы арасындағы айырма ұсынылатын қуатты екі стандарттық деңгейге төмендетті. Егер бұны керісінше болжасаңыз, осы айырма үнем емес, сәтсіздікке айналады.

 

Маймен батырылған трансформатор ма, әлде литографиялық смола трансформаторы ма? Орналасу орны шешеді.

 

Бұл кез келген СПГ жұмысы бойынша алғашқы шешім, сонымен қатар бұл шынымен электрлік шешім емес. Аймақтық классификациялық сызбасы мен өрттен қорғау стратегиясы сіз қай жерге не орнатуға болатынын анықтайды; тек содан кейін ғана технологиялық салыстыру маңызды болады.

Шешім нүктесі	Мұнайға батыру трансформаторы	Құйма шайырлы трансформатор
Қалыпты орнату	Процесс желісінің қасындағы ашық алаң, майды ұстайтын тақтада	Ішкі электр үйі немесе басқару құрылғысына жақын бөлме
Өрттің әрекеті	Минералды май жанғыш; бөлу арақашықтықтары, өрттен қорғау қабырғалары мен ұстау құрылғылары қажет	Эпоксидті құйылған орамдар, өзінен-өзі сөнетін, төмен өрт жүктемесі
Типтік рейтинг диапазоны	5 МВА-дан 60 МВА-ға дейін және одан да жоғары	0,5 МВА-дан 15 МВА-ға дейін
Салмағы мен аумағы	Ауырлау; негіз және кранға қатынас ерте уақытта жоспарланған	Жеңілдеу; модульді электр үйлерінің ішінде оңайлау
Салқындату	ONAN немесе ONAF радиаторлық блоктармен	AN немесе AF желдеткіштер мен бөлме желдетуімен
Сыртқы коррозия	Жоғары әсер ету; ISO 12944 C5-M бояу жүйесі қажет	Төмен әсер ету, ғимараттың қабығымен қорғалған
Қызмет көрсету режимі	Майды тексеру, тыныс алу құрылғысы мен салындыларды тексеру, радиаторды тазарту	Тазалау, айналдырушы моментті тексеру және инфрақызыл сканерлеу
Құрылыс алаңында ең қолайлы орналасу	Негізгі орта кернеулі тарату және сыртқы аймақта орналасқан үлкен компрессорларға электр беру	Төмен және орта кернеулі тарату, UPS және гармоникалық қосымша жүктемелер ішкі бөлмелерде

 

Кестенің жеңімпазды жарияламайтынын ескеріңіз. Біз бағалайтын көптеген жағалаулық СПЖ жобаларында бірдей технологиялар бірдей поездта қолданылады: мұнайға батыру трансформаторы басты салқындатқыш немесе қосымша жүктемені көтеретін алаңдағы қондырғы және құйма шайырлы трансформатор электр үйінің ішіндегі қондырғылар — коммутациялық тақталарға, UPS жүйелеріне және гармоникалық қосымша жүктемелерге электр береді, мұнда май төгілуі қабылданбайды.

Жағалаулық аймақ үшін мұнайға батыру трансформаторы бағасын анықтау төрт нәрсеге байланысты: майды сақтау (азот қабатымен жабық резервуар немесе тыныс алатын қорғағыш құрылғысы бар резервуар), бояу жүйесі, желі кернеуі тербелісі болған кезде жүктеме астындағы реттеуіш трансформаторлар, сондай-ақ қысымды босату, Бухгольц релеcі және орамдардың температурасын көрсету сияқты қорғаныс қосымшалары.

Үшін құйма шайырлы трансформатор теңестірілген тізім — бұл жобалау ортасына қарсы изоляция класы, AN мен AF бағалауы, корпус IP бағалауы және K-коэффициентты жобалау немесе расталған есептеу арқылы гармоникалық төмендету. Ішкі орындарда бөлменің желдетілуі трансформатордың сипаттамасының бір бөлігі болып табылады, себебі желдеткішпен салқындатылатын құрылғы өзінің жоғалтуларын олар үшін ешқашан өлшемделмеген кеңістікке шығарады.

Қауыпты аймақтар, өрттен бөлу және орналасуға шешім қабылдауға әсер ететін ережелер

 

LNG зауыттары — басқа өнім белгісі бар мұнай өңдеу зауыттары емес. NFPA 59A lNG өндіретін, сақтайтын және өңдейтін кәсіпорындар үшін орналасу, жобалау, салу және өрттен қорғау талаптарын орнатады; Америка Құрама Штаттарында ол АҚШ-тың федералды LNG кәсіпорындары бойынша ережелеріне қосымша ретінде 49 CFR Бөлім 193-ке енгізілген. 49 CFR Бөлім 193 екі жағдайда да бірдей шаралар қолданылады: отқа қабілетті көздерді бұрылу аймағынан алыстау және оны жоспарлау сызбасында көрсету. Тәжірибеде трансформаторлар сирек ғана классификацияланған аймақ ішінде орналасады; олар көбінесе классификацияланбаған аймақтардағы электр ғимараттарында немесе анықталған бөлу, су ағызу, сақтау және өртке қарсы қорғаныс қамтамасыз етілген ашық алаңда орналасады.

Бірінші салдар — қашықтық. Қауіпсіздік мақсатында электр ғимаратын алыстау кабельдердің ұзындығын арттырады, бұл кернеу төмендеуін, кабельдегі зарядтау тогын және ақаулық жолының ұзындығын көтереді, сондықтан импедансты таңдау жетектер мен қорғаныс параметрлерімен үйлестірілуі керек — бұл біздің нұсқаулығымызда сипатталған компромисс. трансформатордың импедансы .

Екіншісі — сөз тіркестері. Біз кейде «қауыпты аймаққа орнатуға лайықты трансформатор» деген сөйлемді кездестіреміз. Құрғақ типті қондырғыларды дұрыс қорғағыш қабықша мен қысымды жүйемен кейбір классификацияланған орындарға орнатуға болады, бірақ әдетте арзан шешім — экзотикалық трансформаторды сатып алуға қарағанда электр бөлмесін орын ауыстыру.

Су айдынындағы коррозия, ыстық ауа және дауылдық жүктеме

 

Су айдынындағы СПГ жұмыстарында коррозия — бавырлық түрде дамитын зақымдану тәсілі, және ол адамдардың күткен жерінде сирек әсер етеді. Резервуар корпусы әдетте жақсы бояу қабатын төтеп береді; ал радиатор желісі, суыту қосалқылары, болтты қосылыстар мен тақталар бірінші істен шығады. Тұзды шашырау аймағындағы объект үшін біз резервуарға, радиаторларға және табан тақтасына ISO 12944 C5-M бояу жүйесін, шойын немесе ыстық батырма гальванизацияланған бекітпе бұрандаларын, сондай-ақ герметиктелген кабель қораптарын белгілейміз. Егер қосымша қышқылды газ да болса, талқылау тағы да өзгереді — біз бұны «геотермалды электр станциялары үшін трансформаторлар» тақырыбындағы мақаламызда қарастырдық. геотермалды электр станциялары үшін трансформаторлар .

Амбиенттік дизайн температурасы — екінші шығын факторы. Стандарттық бағалаулар 40 °C орташа амбиенттік температураны қабылдайды, ал Күнгей және Қызыл теңіз бойындағы, сондай-ақ Батыс Африкадағы объектілерде әдетте 45 °C немесе 50 °C көрсетіледі. Осы айырма қайда болса да төленеді: құрылғының өлшемін ұлғайту, суыту сатыларын қосу немесе үздіксіз жұмыс істеу қабілетін төмендету және оның жеткілікті екендігін дәлелдейтін жүктеме зерттеуін ресми түрде құжаттау. Алдыңғы жобадан амбиенттік дизайн параметрлерін көшіріп алатын сатып алушылар әдетте сызбаларды бекіту кезінде құнын біледі, ал уақыт кестесінде ешқандай бос орын қалмайды.

Жаңбыр мен ылғалдылық талаптары механикалық спецификацияны толықтырады: базалық тақтаның объектінің жел немесе сейсмикалық негізіне қарсы бекітілуі, ылғалды түндерге арналған конденсацияға қарсы қыздырғыштар, сондай-ақ теңіз ауасына сай тығыздағыштар мен дем алу құрылғыларының таңдалуы. Біздің тропиктік климатқа арналған таңдау бағытнамасы конденсация мәселесін тереңірек қарастырады.

Райан Электрик қайда орналасады

 

Ryan Electric 2007 жылдан бастап трансформаторларды шығарады; оның өндірістік базасы Жянсу провинциясында, ауданы 120 000 м² болатын зауытта орналасқан. Онда 180-нен астам өндірістік және сынау жабдықтары мен 37 патент бар. 2023 жылдан бастап компания Eaton компаниясымен ресми қосымша кәсіпорын ретінде қызмет етеді. Ryan Electric-тің сертификаттары UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS және CE сәйкестік рұқсаттарын қамтиды.

Сұйытылған табиғи газ (LNG) және газ өңдеу жұмыстары үшін зауыттың ең маңызды бөлімдері — сынау бөлмесі мен құжаттама жинағы. Әрбір құрылғы қатынас, орам кедергісі, жүктемесіз жұмыс кезіндегі жоғалту, жүктемелі жағдайдағы жоғалту және импедансты өлшеуден, диэлектрлік сынақтардан және көрсетілген жағдайларда температураның көтерілуін сынаудан өтеді; құрғақ типті құрылғылар үшін бөлшекті разрядты өлшеу де жүргізіледі. Егер сатып алушы гармоникалық қабілеттілікті құжаттауды талап етсе, біз IEEE C57.110 әдісін пайдаланып, жетектің спектрі бойынша гармоникалық төмендетуді есептейміз және есептеу жолын көрсетеміз, себебі тапсырмаға қарағанда қолданылатын төмендету коэффициентінің негізделуін көрсетпеу оның қолданысында шамалы пайда ғана әкеледі.

Бұл мақаланың басында орналасқан алты бірліктік Gulf сұранысы аралас жинақ ретінде аяқталды: сыртқы алаң үшін үш маймен толтырылған бірлік және электр үйі үшін үш шыны тәрізді смолаға құйылған бірлік; компрессордың жұмыс көлемі — қозғалтқыштың жеткізушісінің нақты гармоникалық спектрі бойынша төмендетілді, бұл қалыпты жұмыс істейтін СПГ трансформаторлық жинағының әдеттегі пішіні.

Тапсырыс бермес бұрын RFQ-ңызға не енгізу керек

 

Егер сіз СПГ немесе газ өндірісінің трансформаторлық жинағы үшін сұраныс дайындасаңыз, осы жеті тармақ сізге салыстыруға болатын баға ұсынысын немесе қайта жасауға тура келетін баға ұсынысын ажыратады:

Гармоникалық спектр — басында көрсетілген сандық көрсеткіш емес. Қозғалтқыштың жеткізушісінен токтың гармоникалық спектрін, импульс санын және сүзгі орналасуын сұраңыз. Жалпы гармоникалық бұрмалау (THD) мәні ғана орамды төмендету үшін жеткіліксіз.

Аймақтың классификациясы және әрбір бірліктің арналған орны қазіргі жоспарлық сызба бойынша анықталған.

Дизайн бойынша ауа температурасы, биіктік және коррозиялық санат , мұнда ISO 12944 стандартының класы сипаттама ретінде емес, нақты класс атауы ретінде көрсетіледі.

Тұрақты жүктеме коэффициенті және резервтілік схемасы , сондай-ақ күтілетін асырған жүктеменің ұзақтығы.

Сертификаттау мақсаты, дизайнды тоқтатуға дейін бекітілген. UL немесе CSA тізімі, IEEE C57.12.00 және C57.12.90 сынақ есептері немесе IEC негізіндегі жобалар үшін IEC 60076 құжаттамасы.

Куәландырылған сынақ және құжаттама жеткізулері , сатып алу тапсырысынан бұрын жазбаша келісілген.

Қосымша бөлшектер мен ұзақ мерзімді тапсырыс берілетін заттар. Үлкен трансформаторлардың әлі де жылдармен өлшенетін жеткізу мерзімдерін ескере отырып, қосымша бөлшектер мен қосымша заттар жоспары бірінші тапсырысқа енгізілуі керек.

Егер сіз сұйытылған табиғи газ зауыттары үшін трансформатор , бір сызықтық схеманы, объектінің жағдайларын және жеткізу спектрін біздің инженерлік тобымызға жіберіңіз www.ryantransformers.com , немесе [email protected] электрондық поштаңызға жазыңыз. Сіз бағалау ұсынысын, оның дерейтингтік есептеуін және оптимистикалық емес, нақты кезектің көрсеткішін бейнелейтін өндіріс кестесін аласыз.

Автор туралы

Бұл мақала Ryan Electric трансформаторлық инженерлік тобы құрған. Ryan Electric (Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd.) өзінің 120 000 м² аумағындағы өндірістік базасында көрсетілген резинамен қапталған және VPI құрғақ типтегі трансформаторлар, маймен суытылатын трансформаторлар мен пад-монтируемалы қондырғыларды жобалаумен және шығарумен айналысады; 2023 жылдан бастап ол Eaton компаниясының ресми қосымша кәсіпорны болып табылады. Компания Солтүстік Америка, Орта Шығыс, Оңтүстік-Шығыс Азия және Африка аймақтарындағы СПГ, газ өңдеу, деректердің орталығы, өнеркәсіптік және коммуналдық жобаларға өнімдерін жеткізеді.