Трансформатори геотермалних електрана: Спецификација за корозију Х2С, трајно оптерећење и удаљене локације

Геотермални оператор у Рифт Валеи-у послао нам је 12 МВА електрану за инспекцију након 18 месеци рада. Ништа није пропало електрично. Оно што је пропало била је боја: облоге резервоара су биле пусте до голе челика дуж радијатора, бакарне бушице су постале зелено-црне, а силика гел у дисачу је постао тамни само неколико недеља након пуштања у рад. Виновник је био водоник сулфид, исти гас који чини геотермално поље вредно бушења напада све што је причвршћено.

Јединица је била правилно рангирана. Није било тачно наведено. Та разлика одлучује да ли трансформатор за геотермалне електране даје вам 25 година основног оптерећења или се повуче у првом главном прекиду.

 

 

Зашто је геотерма тежа од сунчеве или ветрове енергије

Америчко Министарство енергетике описује геотермалу као енергију са основним оптерећењем са фактор капацитета око 90%, што значи да геотермална инсталација ради на максималној снази скоро континуирано, балансирајући повремене ресурсе као што су ветар и сунце. Тај број мења функцију трансформатора. Можете прочитати потпуни опис на Удружење за геотермалну енергију .

Трансформатор не старе због врхунског оптерећења. Стареје због времена на температури. У јединици на соларној парми се поподне напорно вежба и у дугу, хладну ноћ се опоравља. Геотермална јединица никада не добије тај период опоравка. Он се налази близу номиналног оптерећења током ноћи, током викенда, током целог радног живота постројења.

У табели испод је приказано зашто једна и иста номинација за кВА значи три различите спецификације:

Vrsta biljke	Фактор капацитета	Узорак оптерећења трансформатора	Доминантни стрес
Соларна фотоелектричка	20% - 25%	Дневна рампа, неактивна преко ноћи	Тхермални циклус, хармонике од инвертора
Ветар	30% - 45%	Повремена, веома променљива	Велосипед, хармонике генерисане оптерећењем
Геотермалне	око 90%	Близу номиналне оптерећења, 24 сата дневно	Удаљи приступ локацији

 

Х2С: Режим неуспеха који ретко прави лист са детаљима

Водород сулфид се појављује у геотермалној парови и сламини у концентрацијама од неколико делова на милион до неколико стотина. То није ризик од пожара на тим нивоима, што је управо разлог зашто се игнорише у набавци. Оно што је, је лопов метала. Корозија од H2S нападе бакар и сребро преференцијално, градећи сулфидне филмове који повећавају отпор на контакт на сваком бутаном и плакираном зглобу у току.

У пракси, то значи бушинг штипе, контакте за мењач славишта, завршетак управљања жицама и било коју сребрну спојну унутар кутије за терминал. Отворили смо геотермалне јединице где је изолација завијања савршено тестирана и контакти за мењач славица били су разлог због којег је јединица морала да изађе из рада. Решење је избор материјала: избегавајте сребрно покривање потпуно на геотермалне начине, замените конзервиране бакарне или никелене контактне површине и запечатите контролни кабинет запломбом уместо прозорним пролазом.

Системи за очување уља су једнако важни. Слободно дишући конзерватор свакодневно увуче ваздух наполњен H2S-ом у уље док се простор за главу резервоара скршава. За геотермалну дужност ми одређујемо запечаћену дихач са ваздушним сушилом, или потпуно херметички запечаћен трансформатор у уљама пројектовање, где то дозвољава квалификација. То је једно решење које истовремено штити уље, изолацију и контакте за мењач славине.

 

Дизајнер трансформатора геотермалне електране за 90% фактора капацитета

Покушајте да решите пре него што изаберете рејтинг. На 90% фактор капацитета , геотермална јединица акумулише око 7.880 натоваљених сати годишње. Соларна централа на 25% акумулише око 2190. Геотермални трансформатор стога сваке године проводи око три и по пута више сати на температури, а топлотно старење је кумулативно.

То је разлог зашто цитирамо 55 К повећање температуре намотања за геотермалну дужност уместо 65 К по подразумевању које већина дистрибуција спецификација носи. Нижи дизајн покупава нижу топлу тачку, а нижа топла тачка покупава изолациони век. Трговина је стварна: очекујте веће језгро, више површине радијатора и тежи резервоар за исти кВА.

Генераторски стап-ап трансформатори на флеш и бинарним бировима обично узимају напон генератора у опсегу од 4,16 кВ до 13,8 кВ до колектора од 34,5 кВ или преносне везе од 69 кВ до 138 кВ. Омерьте јединицу на генератору МВА плус паразитно оптерећење постројења - куле за хлађење, циркулишуће пумпе воде, вакуумски системи и екстракција гаса - а затим потврдите номинацију према профилу оптерећења, а не једном броју на табели. Ако инсталација очекује да ће радити изнад ознаке у периоду богатог паром, затражите да се способност преоптерећења документује према упутству за оптерећење ИЕЕЕ Ц57.91 уместо претпоставке.

 

Спецификација система хлађења, премаза и боје

Геотермалне локације су често приморске или вулканске, тако да се два покретача корозије спајају: водоник сулфид са стране процеса и ваздух наполњен хлорима са морске стране. Систем премаза је детаљ спецификације, а не завршни детаљ. У РФК наведите категорију корозивности и обавезите добављача да се придржава ње. У ИСО 12944-2 класификација окружења дефинише категорије од Ц1 до ЦХ и заједнички је језик на којем купци и произвођачи могу да раде; Ц5-М је категорија која покрива обалну и морску изложеност.

За обалну геотермалну порцију наводимо систем епоксидног прајмера, епоксидног интермедијата и полиуретаног покривача са укупном дебелином сувог филма у региону од 320 микрометра, наложен на топло галванизовану или експлозивно очишћену супстрату. Радијаторске перде се третирају одвојено: у геотермалним инсталацијама перде прикупљају и прашину и сулфид, а танки покрив перде који је фино у унутрашњости може нестати за две сезоне. Укажите експлицитно заштиту од корозије пепеља.

Самог хлађења такође треба поново погледати. Уједиње које ради у близини номиналног оптерећења 24 сата дневно и 7 дана на околини од 40 до 50 степени нема никакву маржу за губитак. Проверите израчунату топлу тачку навијања на околној локацији, а не на 30 Ц, и потврдите да су фанерски асистиране стадије хлађења наведене са независним залихама напајања тако да вас грешка контролног кола не кошта другу стадију хлађења.

 

Висине, сеизмичке зоне и доведња јединице на локацију

Многа геотермална поља на свету се налазе изнад 1.000 метара: комплекс Олгарија у Кенији, делови Индонезије и велики део источноафричког растојања. Изолацијска издржљивост и охлађујућа перформанса падају са надморском висином, тако да јединица наведена на нивоу мора није иста јединица на 2.000 метара. Коэффициенти за понижавање изолације морају се примењивати на ниво изолације и прорачуну хлађења, а прорачун треба да се прикаже у извештају о испитивању, а не да се наведе као тврдња.

Сеизмички дизајн је друго географско ограничење. Рифт Валлеи, Исландска, Индонезијска и Калифорнијска поља се налазе у активним сеизмичким зонама, а трансформатор је најтежи елемент у подстанцији. То значи дизајн закотвења, чврстоћу основне плоче и, на пројектима комуналних услуга, сеизмичку квалификацију према ИЕЕЕЕ 693. Генерички заваривани скид није сеизмички дизајн.

Затим постоји логистика, која изненађује купце чешће од било ког електричног параметра. Геотермална поља се обично стичу дугим, слабо површинским приступачним путевима са чврстим ограничењима тежине по оси. Излазак потпуно монтиране 40-тонске јединице на удаљено поље може бити немогућ. Практичан одговор је дизајн који се креће по комадима: резервоар који се испоручује са уклоњеном маслом, радијатори одвојени од ковчега, буши у специјалним кутијама и документована секвенца монтаже локације са вредностима крутног момента. Наше преображајник са уље у оквиру је рутински снабдеван у овој конфигурацији за пројекте удаљене генерације.

 

 

Како Рајан Електрик припрема јединицу за геотермалну службу

Свака геотермална нарачка пролази кроз другачију контролну листу спецификација од стандардне дистрибутивне јединице. Замена материјала је забележена на рачуну материјала тако да их купац може ревидирати: нема сребрних контаката, запечаћено конзервирање уља, премаз Ц5-М, потврђено надморско понижавање, документовано сеизмичко закотвовање. Извештај о рутинском испиту затим садржи податке о отпорности на хладноћу и односу потребне за пуштање у рад, измерена према стварним постављеним положајима славице.

Изграђујемо у објекту од 120.000 квадратних метара са више од 180 сетова производње и опреме за тестирање и 37 патента, а имамо и покривеност UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS и CE сертификације. Од 2023. Рајан Електрик је радио као званични партнер у заједничком подухват Етон, и тај однос оштрио стандард документације радимо на. Јединице које шаљемо на високо корозионске, високе и удаљене локације су иста платформа коју градимо за кориснике дата центара, комуналних и рударских компанија, одређене за услове које заправо представља локација.

 

Шта ставити у геотермални трансформатор

Већина геотермалних RFQ-а које примамо садрже напон, рејтинг и импеданцу, и тамо се заустављају. Ове три ставке не описују геотермалну дужност. Додајте ова седам уноса и цитат који ћете добити биће упоређиван међу добављачима:

Концентрација H2S. Измерено у ппм у парној или сланој соли, плус да ли је локација приморска.

Окружно место и висина. Проектирани максимални опсежни ниво у граду С и надморска висина.

Категорија корозивности и систем премаза. Категорија ИСО 12944-2 плус потребна дебелина сувог филма.

Профил оптерећења и фактор капацитета. Очекивани годишњи количина натоварена времена, а не само наметка за кВА.

Подизање температуре завијања и граница вруће тачке. Укажите повећање које желите, или затражите од добављача да оправда неисправност.

Сеизмички захтев. Да ли је потребна квалификација ИЕЕЕ 693 или се примењују критеријуми за закотвење специфични за локацију.

Ограничења транспорта. Максимална тежина комада, ограничења пута и да ли се очекује монтажа на локацији.

 

Пре него што наведете следећу геотермалну јединицу

Пошаљи нам податке о терену - концентрацију H2S, окружење, висину, сеизмичку зону и профил оптерећења - и наш инжењерски тим ће се вратити са листама спецификација које показују замене материјала, израчунавање хлађења и план транспорта. Радије бисмо се расправљали о систему боје на папиру него да заменимо банку радијатора у терену.

О аутору: Овај чланак је написао инжењерски тим компаније Ryan Electric (Jiangsu Ryan Transformers), произвођач трансформатора од ливе смоле, преливања у уље и трансформатора са падом који од 2007. године служе комуналним, центрима података, производњи обновљивих извора и индустријским купцима. Тим свакодневно ради са ИЕЕЕЕ Ц57 и ИЕЦ 60076 захтевима и подржава програмере и ЕПЦ извођаче кроз спецификације, фабричко тестирање и пуштање у рад.