Geotermal elektrik stansiyasi transformatorlari: H2S korroziyasi, doimiy yuk va uzoq masofadagi ob'ektlar uchun texnik talablarni belgilash

Rift vodiysidagi geotermal operator bizga 12 MVA lik kuchaytiruvchi transformatorni ishlatilgan 18 oydan keyin tekshirish uchun yubordi. Elektr jihatdan hech narsa buzilmagan. Buzilgan narsa — bo'yoq edi: radiatsiya blokining atrofida tank qoplamasi pufaklanib, po'lat asosga yetib kelgan, mis bushing boltlari yashil-qora rangga aylangan va nafas oluvchi qurilmaning silika geli ishga tushirilgandan keyin bir necha hafta ichida qoraygan. Sabab — vodorod sulfid (H2S), ya'ni geotermal maydonni qazishni oqlaydigan gaz, lekin u bilan bog'langan barcha narsalarga zarar yetkazadi.

Birlik to'g'ri darajada baholangan. U to'g'ri ko'rsatilmagan. Bu farq sizga yigirma besh yil davomida bazaviy yuk xizmatini ta'minlaydigan yoki birinchi katta uzilishda olib tashlanadigan geotermal elektr stansiyasi transformatori ni beradi.

 

 

Nima uchun geotermal quvvat quyosh yoki shamolga qaraganda qiyinroq vazifani bajaradi

AQSH Energiya Departamenti geotermaldan 90% atrofida quvvat omili ga ega bo'lgan bazaviy yuk quvvati sifatida so'zlaydi, ya'ni geotermal elektr stansiyasi deyarli doimiy ravishda maksimal quvvatda ishlaydi va shamol hamda quyosh kabi keskin o'zgaruvchan manbalarni muvozanatlashda ishtirok etadi. Bu yagona raqam transformatorning ishlash sharoitini tubdan o'zgartiradi. To'liq tavsifni DOE Geotermal Ofisi saytidan .

O'qishingiz mumkin. Transformator pik yuk tufayli emas, balki haroratda bo'lish vaqti tufayli eskiradi. Quyosh fermasidagi birlik soatlarida qattiq ishlaydi va tiklanish uchun uzoq, sovuq tun oladi. Geotermal birlik hech qachon bunday tiklanish davrini olmaydi. U butun operatsion hayoti davomida, kechalari ham, dam olish kunlarida ham, doimiy ravishda darajalangan yuk yaqinida turadi.

Quyidagi jadval bir xil kVA qiymati uchun uchta turli xil texnik xususiyatlarga sabab bo'lishini ko'rsatadi:

Zavod turi	Quvvat omili	Transformator yuklanish sxemasi	Boshqaruvchi kuchlanish
Solar pv	20% - 25%	Kunlik o'tish, kechasi ochiq turish	Issiqlik sikllari, invertorlardan kelib chiqqan garmoniklar
Shamol	30% - 45%	Keskin o'zgaruvchan, uzluksiz emas	Sikllar, yuk tomonidan hosil qilinadigan garmoniklar
Geotermal energiya	taxminan 90%	Nominal quvvat yaqinida, 24 soat davomida, 7 kun	Uzoq muddatli g'altakning issiq nuqtasi, H2S korroziyasi, uzoq masofadagi ob'ektlarga kirish

 

H2S: Ko'pincha Texnik Xususiyatlar Jadvuliga Kirmaydigan Xavfli Holat

Vodorod sulfid geotermal bug'da va sho'r suvda bir necha milliondan (ppm) bir necha yuzgacha konsentratsiyada uchraydi. Bu darajalarda u o't qilish xavfi tug'dirmaydi, shuning uchun xarid qilishda e'tiborsiz qoldiriladi. Lekin aslida u metallni o'g'rilaydigan moddadir. H2S korroziyasi birinchi navbatda mis va kumushni zararlaydi; tok yo'nalishidagi barcha boltlangan va plitalangan ulanishlarda kontakt qarshiligini oshiruvchi sulfid filmi hosil qiladi.

Amaliyotda bu bushing tayanchlarini, tap o'zgartirgich kontaktlarini, boshqaruv simlarining ulanish nuqtalarini va terminal qutisi ichidagi barcha kumush bilan plitalangan ulanishlarni anglatadi. Biz geotermal birliklarni ochganimizda, chulg'am izolyatsiyasi mukammal natija berdi, lekin tap o'zgartirgich kontaktlari birlikni ishdan chiqarish sababiga aylandi. Yechim material tanlovidir: geotermal buyurtmalarda umuman kumush plitalashdan voz keching, uning o'rniga qo'rg'oshinlangan mis yoki nikel bilan plitalangan kontakt sirtlaridan foydalaning va boshqaruv shkafini louverli ventilyatsiya o'rniga rezina manjati bilan sig'diring.

Moyni saqlash tizimi ham shu qadar muhim. Ozod nafas oluvchi saqlovchi rezervuar tankning bosh bo'shlig'i siqilganda har kuni H2S bilan to'yingan havoni moyga tortadi. Geotermal ishlatish uchun biz havo quritgichli yopiq nafas oluvchi qurilma yoki to'liq germetik yopilgan dizaynni belgilaymiz, agar quvvat darajasi ruxsat bersa. neftga Botirilgan Transformer bu yagona qaror bir vaqtda moyni, izolyatsiyani va ulagich kontaktlarini himoya qiladi.

 

90% quvvat omiliga ega geotermal elektr stansiyasi transformatorini o'lchash

Quvvat darajasini tanlashdan oldin arifmetik hisob-kitoblarni bajaring. 90% quvvat omili , geotermal birlik yiliga taxminan 7880 soat yuklangan ishlaydi. Quvvat omili 25% bo'lgan quyosh elektr stansiyasi yiliga taxminan 2190 soat ishlaydi. Shuning uchun geotermal transformator har yili haroratda uch baravar ko'proq vaqt o'tkazadi va issiqlikda yoshirish kumulyativ jarayon.

Bu, biz geotermal ish rejimida 65 K standart qiymat o'rniga 55 K gina o'ralma harorat ko'tarilishini taklif qilishimizning sababi. Quyiroq loyiha ko'tarilishi pastroq issiq nuqta va pastroq issiq nuqta izolyatsiya umrini uzunlashtiradi. Bu almashtirish haqiqiy: bir xil kVA uchun kattaroq yurak, kengroq radiatsiya maydoni va og'irroq idish kutish kerak.

Flash va ikkilamchi elektr stansiyalardagi generator yuqoriga ko'taruvchi transformatorlar odatda 4,16 kV dan 13,8 kV gacha bo'lgan generator kuchlanishini 34,5 kV to'plamga yoki 69 kV dan 138 kV gacha bo'lgan uzatish ulanishiga ko'taradi. Birlikni generator MVA si va zavodning parazit yuklamasi — sovutish minoralari, aylanuvchi suv nasoslar, vakuum tizimlari va gaz ajratish — yig'indisiga qarab o'lchang, so'ngra uning quvvatini bitta nominal qiymat emas, balki yuk profiliga mosligini tasdiqlang. Agar zavod bug'ga boy davrlarda nominaldan yuqori ishlashni kutilayotgan bo'lsa, yuk ortishi qobiliyatini IEEE C57.91 yuklash qo'llanmasiga mos ravishda hujjatlashtirishni so'rang, bu esa taxmin qilinmaydi.

 

Sovutish, qoplamalar va bo'yoq tizimi spetsifikatsiyasi

Geotermal joylar ko'pincha qirg'oq yoki vulkanlik hududlarda joylashgan, shuning uchun ikkita korroziya omili bir-biriga qo'shiladi: jarayon tomonidan vodorod sulfid va dengiz tomonidan xloridli havo. Poklovka tizimi — bu yakuniy batafsil ma'lumot emas, balki texnik shartnoma bo'yicha belgilangan talabdir. So'rovnomada korrozion ta'sir kategoriyasini ko'rsating va yetkazib beruvchini shu talabga mos kelishiga majbur qiling. ISO 12944-2 muhitlarni tasniflash standarti c1 dan CX gacha bo'lgan kategoriyalarni aniqlaydi va bu xaridorlar hamda ishlab chiqaruvchilar uchun umumqabul qilingan til hisoblanadi; C5-M kategoriyasi qirg'oq va dengiz ta'siriga uchragan joylarni qamrab oladi.

Qirg'oqda joylashgan geotermal jihozlar uchun biz 320 mikrometr atrofida umumiy qurigan poklovka qatlamiga ega bo'lgan epoksid g'isht, epoksid o'rtacha qatlam va poliuretan yuqori qatlam tizimini taklif qilamiz; bu tizim issiqlikda galvanizlangan yoki peshona bilan tozalangan asosga qo'llaniladi. Radiator qanotlari alohida qayta ishlanadi: geotermal elektr stansiyasida qanotlar chang hamda sulfidni yig'adi va ichki hududlarda yaxshi ishlaydigan ingichka qatlam ikkita faslda yo'qolishi mumkin. Shuning uchun qanotlarning korroziyaga qarshi himoyasini aniq ko'rsating.

Sovutish jarayoni o'zini ham qaytadan ko'rib chiqishni talab qiladi. 40–50 °C atrof-muhit haroratida doimiy ravishda nominal yukda ishlaydigan qurilma hech qanday margini yo'q. Shuning uchun sovutish hisoblashlarida 30 °C emas, balki ob'ekt joylashgan joyning haqiqiy atrof-muhit harorati asosida g'altaklarning maksimal isitilish nuqtasi aniqlanishi kerak; shuningdek, ventilyator yordamidagi sovutish bosqichlari boshqaruv sxemasi nosozligi ikkinchi sovutish bosqichining ishlamasligiga sabab bo'lmaslik uchun mustaqil elektr ta'minoti bilan belgilanishi kerak.

 

Balandlik, seysmik zonalar va qurilmaning ob'ektga yetkazilishi

Dunyoning ko'p geotermal maydonlari 1000 metrdan yuqori balandlikda joylashgan: Keniyadagi Olkariya majmuasi, Indoneziyaning ba'zi hududlari va Sharqiy Afrika rifti mintaqasining keng qismi. Izolyatsiya chidamliligi hamda sovutish samaradorligi ham balandlik bilan pasayadi; shu sababli dengiz sathida belgilangan qurilma 2000 metr balandlikda xuddi shunday qurilma bo'lmasa kerak. Izolyatsiya darajasi va sovutish hisoblashlariga mos tushirish omillari qo'llanilishi kerak; bunday hisoblashlar bayonot sifatida emas, balki sinov hisobotida ko'rsatilishi kerak.

Zilzil dizayni ikkinchi geografik cheklovdir. Rift Valley, Islandiya, Indoneziya va Kaliforniya maydonlari barchasi faol zilzil zonalarda joylashgan va transformator substantsiyadagi eng og'ir elementdir. Bu ankerlovchi dizayn, asos plitasi mustahkamligi va foydalanuvchi loyihalarida IEEE 693 standartiga mos keladigan zilzilga chidamlilikni talab qiladi. Umumiy qo'llaniladigan payvandlangan skid zilzilga chidamli dizayn emas.

Keyin logistika bor, bu elektr parametrlaridan ko'ra xaridorlarni tezda hayratga soladi. Geotermal maydonlar odatda uzun, yomon qoplangan kirish yo'llari bilan yetib boriladi va har bir o'q uchun og'irlik chegaralari qat'iy belgilangan. To'liq montaj qilingan 40 tonnali qurilmani uzoqda joylashgan maydonga yetkazib berish mumkin emas. Amaliy yechim — qismlarga bo'lingan dizayndir: idishdan moy olib tashlanib jo'natiladi, radiatori alohida qutilarga qo'yiladi, izolyatorlar maxsus qutilarga joylashtiriladi va torq qiymatlari bilan birga sahodagi montaj ketma-ketligi hujjatlashtiriladi. Bizning moyli immerision transformatorlar seriyasi uzoqda joylashgan energiya ishlab chiqarish loyihalari uchun doimiy ravishda shu konfiguratsiyada ta'minlanadi.

 

 

Ryan Electric geotermal ishlatish uchun birligini qanday tayyorlaydi

Har bir geotermal buyurtma standart tarqatish birligi bilan solishtirganda boshqa texnik talablarga mos keladi. Materiallar almashtirilishi materiallar ro'yxatida qayd etiladi, shunda xaridor ularni tekshirib ko'ra oladi: kumushlangan kontaktlar yo'q, sig'imi yopiq holda saqlanadi, C5-M qoplama, tekshirilgan balandlikda quvvat pasaytirish, hujjatlashtirilgan seysmik mustahkamlash. Keyin, tekshirish hisoboti sovutish qarshiligi va nisbat ma'lumotlarini o'z ichiga oladi, bu ma'lumotlar komissiya qilish uchun kerak bo'ladi va haqiqiy berilgan chiqish pozitsiyalariga mos ravishda o'lchanadi.

Biz 120 000 kvadrat metr maydonli korxonada, 180 dan ortiq ishlab chiqarish va sinov uskunalari to‘plami hamda 37 ta patentga ega. Shuningdek, biz UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS va CE sertifikatlari bilan tasdiqlanganmiz. 2023-yildan beri Ryan Electric Eaton kompaniyasining rasmiy qo‘shma korxona hamkoridir va bu munosabat bizning hujjatlarni tayyorlash standartlarini yanada qattiyroq qilgan. Biz yuqori korroziya, yuqori balandlik va uzoq masofadagi joylarga yetkazib beradigan birlamliklar — ma'lumotlar markazi, elektr tarmoqlari va konchilik mijozlari uchun mo'ljallangan bir xil platforma bo'lib, ular aniq joy sharoitlariga moslashtirilgan.

 

Geotermal transformator uchun so'rovnomaga nima kiritish kerak

Bizga keladigan aksariyat geotermal so'rovnomalari kuchlanish, quvvat va impedansni ko'rsatadi va shu yerda to'xtaydi. Bu uchta parametr geotermal ish sharoitini tavsiflamaydi. Quyidagi yetti parametrni qo'shsangiz, siz olayotgan takliflar turli etkazib beruvchilar orasida solishtirish uchun mos bo'ladi:

H2S kontsentratsiyasi. Bug' yoki sho'r suvda o'lchangan ppm miqdori hamda joyning dengiz qirg'og'ida yoki yo'qligi.

Joyning atrofidagi muhit harorati va balandligi. Lo'nda belgilangan maksimal atrof-muhit harorati (°C) va dengiz sathidan yuqori balandlik.

Korrozionlik toifasi va qoplam tizimi. ISO 12944-2 toifasi hamda talab qilinadigan quruq film qalinligi.

Yuk profil va quvvat omili. Yiliga kutilayotgan yuklangan soatlar, faqat nominal kVA emas.

Chulg'am harorat ko'tarilishi va issiq nuqta chegarasi. Siz xohlaydigan ko'tarilishni ko'rsating yoki etkazib beruvchidan standart qiymatni asoslab berishni so'rang.

Zilzila talablari. IEEE 693 sertifikatlash talab qilinadimi yoki obyektga xos biriktirish me'yori amal qiladimi.

Tashish cheklovlari. Maksimal bitta qism og'irligi, yo'l cheklovlari va obyektda montaj qilish kerakligi.

 

Keyingi geotermal birlikni belgilashdan oldin

Maydon ma'lumotlarini yuboring — H2S kontsentratsiyasi, atrof-muhit harorati, balandlik, seysmik zona va yuk profilini. Bizning muhandislik jamoamiz sizga material almashtirishlarni, sovutish hisobini va tashish rejasi ko'rsatilgan texnik xususiyatlar varaqasini taqdim etadi. Biz maydonda radiatsiya blokini almashtirish o'rniga qog'ozda bo'yoq tizimi haqida bahslashishni afzal ko'ramiz.

Muallif haqida: Ushbu maqola Ryan Electric (Jiangsu Ryan Transformers) kompaniyasining muhandislik jamoasi tomonidan yozilgan — bu 2007-yildan beri foydalanuvchi, ma'lumotlar markazi, qayta tiklanadigan energiya manbalari va sanoat mijozlariga xizmat ko'rsatuvchi quyuq rezinadan, moyli va poydevor ustidagi transformatorlarni ishlab chiqaruvchi korxona. Jamoa har kuni IEEE C57 va IEC 60076 talablari bilan ishlaydi hamda texnik xususiyatlarni ishlab chiqish, zavodda sinovdan o'tkazish va ob'ektga ishga tushirish bosqichlarida ishlab chiqaruvchilar va EPC kontraktorlarini qo'llab-quvvatlaydi.