ניתוח תפעולי של תחנות מיתוג מוכנות בשימוש בתנאי קור קיצוני
בנוסף לשוני האקלים העולמי, בניית מתקני חשמל בהרים מתמודדת עם אתגרים טכנולוגיים וסביבתיים. אקלימים קיצוניים, גאולוגיה מורכבת וטמפרטורות נמוכות לאורך זמן, יחד עם קרח, שלג וסופות, מתחים על יציבות הציוד החשמלי ועל בניית מתקני החשמל (זמני עבודה, עלויות, תחזוקה). תחנות הכוח המסורתיות במקום, עם בנייה ארוכה ולא-מתאימה, לא יכולות לעמוד בדרישות המהירות והיציבות של האזורים ההרריים.
תחנות כוח מודולריות במכולות, שמגיעות מפעל עם ציוד מרכזי (כיבוי מתח גבוה, ממראי, מערכות בקרה), מאפשרות אספוג מהיר באתר לאחר העברת המכולה. הן מפחיתות את התלות בסביבה ומראות ערך ייחודי באזורים קשים ובזמן קצר בהרים. המחקר nhằm להעלות את שדרוג מערכת החשמל בהרים ולפתח את הפיתוח העולמי של חשמל בסביבה דומה.
סקירת הפרויקט
הפרויקט ממוקם באזור הררי בדרום-מערב סין: טמפרטורת ממוצעת שנתית של - 8°C, נמוכות של - 30°C בחורף, מעל 5 חודשים של קרח ושלג, קפיאה של הקרקע מעל מטר אחד. בגובה של 3600 מטר, הוא מכוסה בשטח בנוי של 6000m2(1200m2), עם השקעה כוללת של ¥55 מיליון (¥33 מיליון לציוד, ¥22 מיליון לבניה).
יש לו 2×120MVA ממראים ראשיים (שמקיימים עומס גבוה בחורף), 8×10kV תיבות הפצה (לפיזור חשמל), ו-3km כבלים ללא עשן ועמידים בפני קפיאה (מתאימים לקור). עם מחזור תכנון-בנייה של 8 חודשים, הוא מנסה להבטיח חשמל יציב ואמון בתנאים קיצוניים.
הצבת שכבה מגינה מפני קפיאה
קור ואקלים של קפיאה-הפשרה בהרים מסכנים את קפיאת הקרקע, מה שמציב בסכנה את בסיסי תחנות הכוח והמכולות. כדי להתמודד עם זה, משתמשים ב-GCL (נש (!(( thermal conductivity < 0.5W(m·K), yal isolation) . השכבה בעובי 0.8 מטר מונעת קפיאת קרקע.
במקרה של קור קיצוני: ראשית, מכונה CAT 336E מסלקת קרקע קפואה/זוהמת. אז, חצץ בגודל 5-20mm מחליף אותה (בעובי 300mm) כדי להגביר את יכולת נשיאת המשקל ואת הדренאז'. השכבה הכפולה בעובי 400mm של GCL (עם פליפה של ≥200mm, נבדקת לחורים) מגיעה אחר כך. שכבה מגינה בעובי 100mm של חצץ בגודל 5-15mm מכסה אותה כדי להגן על GCL במהלך השימוש. במהלך הבניה, השכבה מרוללת בקטעים בעובי 200mm, עם ≥6 מעברים. תקני איכות מופיעים בטבלה 1
נקודות מפתח בבניית שכבה מגינה מפני קפיאה
במהלך בניית שכבה מגינה מפני קפיאה עבור תחנות כוח מודולריות במכולות בהרים, יש לשלוט באופן סטרייקטי באספקטים הבאים:
עיצוב מבודד של מבנה המכולה
תחת האקלים הקור קיצוני בהרים, הטמפרטורה בתוך המכולה עלולה לרדת מתחת ל--30°C, מה שמאלץ את היציבות של המפעילים בתחנת הכוח. לכן, נדרש עיצוב מבודד מערכתי כדי לשמור על סביבה פנימית יציבה במכולה:
נקודות מפתח בבניית שכבה מגינה מפני קפיאה
במהלך בניית שכבה מגינה מפני קפיאה עבור תחנות כוח מודולריות במכולות בהרים, יש לשלוט באופן סטרייקטי באספקטים הבאים:
עיצוב מבודד של מבנה המכולה
תחת האקלים הקור קיצוני בהרים, הטמפרטורה בתוך המכולה עלולה לרדת מתחת ל--30°C, מה שמאלץ את היציבות של המפעילים בתחנת הכוח. לכן, נדרש עיצוב מבודד מערכתי כדי לשמור על סביבה פנימית יציבה במכולה:
(1) בחירת והרכב חומרים מבודדים
(2) אופטימיזציה של תהליך התקנה
הטכנולוגיה של תליית יבשה ללא טווח אומץ כדי לחבר את לוח החזית החיצונית של ה-FC, את לוח הצמר הסלע ואת מסגרת המתכת המרובעת. משתמשים במנגנונים מיוחדים ובריבועים כדי לשלב את השכבה המבודדת עם מסגרת המבנה. אמצעי זה ממש את המשך הבלתי-נפסק של השכבה המבודדת, מונע את אפקט הגשר התרמי (אובדן חום דרך חלקים מובילים כמו מסגרת המתכת) ומגביר את יעילות המבודד הכוללת.
(3) טיפול בפרטי הסתירה
עבור הלשון וה 홈 של לוח הסנדוויץ' מצמר הסלע, משמש פוליאורתאן מוזג עם צפיפות ≥30kg/m³ למילוי והסתירה. עם תכונות של פלסטיות, אטימות אוויר, חוזק גבוה ושאיפת מים נמוכה, החומר הזה יוצר סביבת הסתירה יעילה מאוד בשני קצות לוח הסנדוויץ' (עם מוליכות חום ≤0.024W/(m·K)), מפחית משמעותית את אובדן החום בנקודות החיבור, מבטיח את ביצועי המבודד של המכולה בסביבת ההרים, ומסדיר בסיס איתן לפעילות אמינה של תחנת הכוח המודולרית במכולה בתנאי אקלים קיצוניים.
התקנת כבל חימום
כאשר זרם חשמלי עובר דרך כבל החימום, ההתנגדות החשמלית שלו מתמירה לאנרגיית חום, בכך מחממת את הסביבה המקיפה. עבור מכולות תחנות כוח מודולריות בהרים, נבחרים כבלי חימום עם עוצמה של 20-30W/m. רמת עוצמה זו מבטיחה פליטת חום מספקת כדי לשמור על הטמפרטורה הפנימית בתוך טווח פעולה בטוח עבור הציוד החשמלי.
לפני ההתקנה, מתבצעת הערכה תרמית מפורטת באמצעות חוק פורייה של תמסורת חום לחישוב דרישות החימום עבור件数：1
