Anàlisi de la concentració de gasos en reactores d'alta tensió de grans conjunts generadors hidràulics
1. Generació i anàlisi de gasos en reactores d'alta tensió
Els reactores d'alta tensió utilitzen oli i paper aïllant com a aïllament. En funcionament normal, poden produir-se sobrecalents locals o descàrregues (per exemple, problemes de nucli/bobines, curts circuits entre espires), causant la creixement de l'aïllament i la producció de gasos com hidrocarburs (metà, etc.), CO, CO2, H2). Aquests gasos reflecteixen l'estat intern de l'aïllament, permetent la monitorització en temps real.
En el cas dels reactores d'oli tancat, l'envejeciment de l'aïllament i l'oxidació de l'oli generen continuament (CO)/(CO2). Les seves concentracions augmenten amb el temps degut a l'acumulació, per tant, un increment pur de (CO)/(CO2) no pot determinar fàcies. Tanmateix, la taxa de producció de gas (producció mitjana diària de gas) ajuda a distingir l'envejeciment normal de les fàcies:
On: γa = taxa absoluta de producció de gas (mL/d); (Ci,2)/(Ci,1) = concentracions de gas de la segona/primera mostra (μL/L); Δt = interval real d'operació (d); m = volum total d'oli (t); ρ = densitat de l'oli (t/m3).
1.2 Mètode d'anàlisi de concentracions de gasos en reactores d'alta tensió
Els tests cromatogràfics regulars d'oli permeten seguir les concentracions de gasos a llarg termini, mostrant l'envejeciment/deteriorament de l'aïllament. Es fan servir dades de reactores trifàsics per a l'anàlisi científica. La monitorització contínua i el càlcul de la taxa de producció de gas ajuden a identificar amb precisió l'estat de l'aïllament i prevenir fàcies.
2. Cas pràctic
Durant una inspecció regular d'un reactor d'alta tensió d'una central elèctrica (model: BKD - 16700/550 - 66), les concentracions trifàsiques de CO eren 1089.08 μL/L (A), 1152.71 μL/L (B), 1338.24 μL/L (C); dades trifàsiques de CO₂: 4955.73 μL/L (A), 5431.25 μL/L (B), 6736.33 μL/L (C). Algunes valors superaven els límits d'alarma (CO: 850 μL/L; CO₂: 5000 μL/L). Tant l'envejeciment normal de l'aïllament de paper com la creixement de fàcies poden produir CO/CO₂. L'envejeciment de l'aïllament sòlid es reflecteix en el CO/CO₂ dissolt en l'oli, amb fronteres/patróns incerts. Per determinar si aquestes concentracions d'alarma són normals, s'han analitzat informes històrics de tests de gasos dissolts per identificar tendències de producció de gas i avaluar l'estat actual del reactor.
2.1 Anàlisi de la taxa de producció de CO & CO₂ en l'oli del reactor
Les taxes anuals absolutes de producció de CO estan a la Taula 1, amb tendències al Gràfic 1. Les taxes anuals de CO₂ estan a la Taula 2, amb tendències al Gràfic 2.
2.2 Anàlisi de la raó d'increment de gasos en l'oli d'un reactor d'alta tensió a una certa central elèctrica
Fent referència al criteri de CO i CO2 a la secció 10.3 de la norma DL/T722, quan es sospita l'envejeciment del material d'aïllament sòlid de l'equipament, generalment ; quan es sospita que la fàcia implica el material d'aïllament sòlid, CO2/CO < 3.
S'han fet càlculs sobre les dades a lo llarg dels anys, i cap no ha estat inferior a 3 ni superior a 7. No hi ha hagut canvis bruscos en la tendència de creixement, indicant que no hi ha fàcies ni envejeciment que impliquin materials sòlids. La corba de la raó de les dades offline de CO2/CO gas a moments anteriors es mostra al Gràfic 3.
Segons les Directrius per a l'anàlisi i el jutjament de gasos dissolts en oli de transformadors (DL/T722), les raons incrementals de CO₂ i CO a lo llarg dels anys i les taxes de producció de gas s'han mantingut dins els rangs estàndard. No s'ha produït cap fàcia d'aïllament sòlid ni fenòmens d'envejeciment (el rang estàndard per a la taxa absoluta de producció de CO₂ és 200 mL/d, i per a CO és 100 mL/d).
2.3 Anàlisi de dades
Totes les dades compleixen els requisits de DL/T 596 - 2021.
En més de 5 anys (sense filtració d'oli), les concentracions de CO/CO₂ han augmentat més ràpidament degut a l'acumulació en un entorn tancat i les temperatures d'operació elevades (màxim 66°C), accelerant l'oxidació i la creixement de l'oli i l'aïllament. No hi ha fàcies interns ni envejeciment de l'aïllament.
3. Recomanacions
L'anàlisi de gasos característics permet identificar fàcies i deterioraments per a manteniments dirigits, assegurant la stabilitat de la xarxa. Per a la gestió i manteniment a llarg termini del reactor:
Comprovar els joints (cossi del reactor, conservador d'oli) per a un creixement lent del contingut de gasos; substituir si cal.
Millorar la cromatografia de mostres d'oli: mesurar el contingut de furfural i nitrògen/oxygen (abans de la filtració) per avaluar l'oxidació de l'oli i el paper.
Realitzar la filtració de l'oli; seguir les mostres post-filtració.
Monitoritzar les operacions per a sobrecàrregues, picats de corrent a curt termini i pics anormals de temperatura de l'oli.
