Suurten vesivoiman generaattoriryhmien korkeanpaineisissa reaktoreissa olevan kaasupitoisuuden analyysi

1. Korkeajännitereaktorien kaasupitoisuuden muodostumisen ja analyysin periaate

Korkeajännitereaktorit käyttävät eristämiseen öljyä ja eristyspaperia. Normaalissa toiminnassa voi tapahtua paikallista ylikuumenemista tai sähköistä purkautumista (esim. teräsylepy/kympitys, vaihdepiirien lyhytsulut), mikä aiheuttaa eristyksen rikkoutumisen ja kaasujen, kuten hiilivetyjen (methaan jne.), CO, CO₂, H₂) muodostumisen. Nämä kaasut heijastavat sisäistä eristystilaannetta, mikä mahdollistaa reaaliaikaisen valvonnan.

Suljetuissa öljyä täytettyissä reaktoreissa eristysvanheneminen ja öljyn hapettuminen tuottavat jatkuvasti (CO)/(CO₂). Niiden pitoisuudet nousevat ajan myötä kertymän vuoksi, joten puhtaan (CO)/(CO₂) pitoisuuden nousu ei voi osoittaa vikoja. Mutta kaasun tuotantomäärä (keskimääräinen päivittäinen kaasutuotos) auttaa erottamaan normaalia vanhenemista virheistä:

Tässä: γ_a = absoluuttinen kaasuntuotantomäärä (mL/d); (C_i,2)/(C_i,1) = kaasupitoisuudet toisessa/ensimmäisessä näytteessä (μL/L); Δ_t = todellinen toimintaväli (d); m = öljyn kokonaismäärä (t); ρ = öljyn tiheyys (t/m³).

1.2 Korkeajännitereaktorien kaasupitoisuuden analyysimenetelmä

Säännölliset öljyn kromatografia-analyysit seuraavat pitkäaikaisesti öljy-kaasupitoisuuksia, osoittaen eristysvanhenemista/pahaantumista. Kolmen vaiheen reaktoridatan avulla voidaan tehdä tieteellinen analyysi. Jatkuvan valvonnan ja kaasuntuotantomäärän laskeminen auttavat tarkasti tunnistamaan eristystilaannetta ja ennustamaan vikoja.

2. Todellinen tapaus

Säännöllisessä tarkastuksessa voimalan korkeajännitereaktorissa (malli: BKD - 16700/550 - 66) CO:n kolmivaiheiset pitoisuudet olivat 1089.08 μL/L (A), 1152.71 μL/L (B), 1338.24 μL/L (C); CO₂:n kolmivaiheiset tiedot: 4955.73 μL/L (A), 5431.25 μL/L (B), 6736.33 μL/L (C). Joitakin arvoja ylitti hälytyksen kynnysarvot (CO: 850 μL/L; CO₂: 5000 μL/L). Normaali paperieristysvanheneminen ja virheen aiheuttama rikkoutuminen tuottavat molemmat CO/CO₂. Kiinteän eristymateriaalin vanheneminen heijastuu öljyssä liuotuneessa CO/CO₂, mutta rajat/kuvio on epäselvä. Määrittääksemme ovatko nämä hälytystasoiset pitoisuudet normaaleja, historiallisia liuotuneiden kaasujen testiraportteja analysoitiin tunnistamaan kaasuntuotannon trendit ja arvioimaan reaktorin nykytila.

2.1 Reaktorin öljyssä CO:n ja CO₂:n tuotantomäärän analyysi

CO:n vuosittaiset absoluuttiset tuotantomäärät on taulukossa 1, trendit kuviossa 1. CO₂:n vuosittaiset määrät on taulukossa 2, trendit kuviossa 2.

2.2 Tietyn voimalan korkeajännitereaktorin öljyssä olevien kaasujen lisäyksen suhteellisen kasvun analyysi

Viitaten DL/T722-standardin 10.3-kappaleeseen, kun epäillään laitteen kiinteän eristysmateriaalin vanhenemista, yleensä CO2/CO > 7; kun epäillään, että vika koskee kiinteää eristysmateriaalia, CO₂/CO < 3.

Vuosituhansien ajan datan laskelmat eivät ole olleet alle 3 tai yli 7. Kasvutrendissä ei ole ollut yhtäkkiä muutosta, mikä viittaa siihen, ettei ole ollut vikaa tai vanhenemista, joka koskettaisi kiinteää materiaalia. Kuvio 3 osoittaa edellisten aikojen offline-datan CO₂/CO-kaasuun liittyvän suhteen käyrän.

DL/T722-standardin mukaan lasketut vuosien varrella CO₂:n ja CO:n lisäykset sekä kaasuntuotantomäärät ovat pysyneet standardiarvojen rajoissa. Ei ole havaittu kiinteän eristysmateriaalin vikoja tai vanhenemista (CO₂:n absoluuttisen kaasuntuotannon standardi on 200 mL/d, CO:n 100 mL/d).

2.3 Datan analyysi

• Kaasupitoisuuden trendi
  Toiminta-ajan alusta lähtien reaktorin CO/CO₂ on osoittanut yleistä nousutrendiä. Fluktuatiot liittyvät mittausvirheisiin ja lämpötilan muutoksiin; ei ole tapahtunut yhtäkkiä nousuja, kaasuntuotannon käyrän kulmakertoimella on ollut vakaa.

• CO:n tuotantomäärä
  Vuosittaiset absoluuttiset CO:n tuotantomäärät (6–22 mL/d toiminnasta lähtien) noudattavat "lasku-nousu-lasku-nousu" -kaavaa, joka vähitellen tasautuu. DL/T722-standardin mukaan määrät pysyvät 100 mL/d hälytyksen alla. CO:n matala öljyssä liuominen ja lämpötilan vaikutus (ei kestävää kasvua) vahvistavat, ettei ole vikoja.

• CO₂:n tuotantomäärä
  Vuosittaiset absoluuttiset CO₂:n tuotantomäärät (40–100 mL/d toiminnasta lähtien) laskevat vuosittain, trendi tasautuu. DL/T722-2014-standardin mukaan määrät pysyvät 200 mL/d hälytyksen alla. Alkuun suuri tuotanto vastaa normaalia toimintaa; ei ole ollut kestävää kasvua (lämpötilan vaikutus) vahvistaa, ettei ole vikoja.

• CO₂/CO-suhteen arvo
  Offline-CO₂/CO-suhteet (4–7 toiminnasta lähtien) vastaavat DL/T722-2014-standardia (10.2.3.1: käytä CO₂/CO-lisäyksiä kiinteän eristysmateriaalin vikoissa). Vuosittaiset lisäykset (4–6, kuvio 3) pysyvät 3–7 välissä, mikä vahvistaa, ettei ole kiinteän eristysmateriaalin vikoja/vanhenemista.

• Korkeajännitteinen eristys
  Viimeisimmät testit osoittavat:

• Eristysresistanssi &ge; 200 G&Omega;;

• Kympityksen tan&delta; < 0.6 (&le;30% kasvu verrattuna historiaan); kapasiteettimuutos &le; 3%;

• Suoran sähkövirtayhteyden ohutusjännitserot: <2% kolmivaiheisen keskiarvosta (ei neutraalijohtoa: <1% keskiarvosta); &le;2% historian arvoihin verrattuna.

Kaikki tiedot täyttävät DL/T 596-2021-standardin vaatimukset.

Viiden vuoden ajan (ei öljyfiltteröintiä) CO/CO₂-pitoisuudet nousivat nopeammin suljetun ympäristön kertymän ja korkean toimintalämpötilan (max 66°C) vuoksi, mikä kiihdytti öljyn ja eristysmateriaalin hapettumista/rikkoutumista. Sisäisiä vikoja tai eristysmateriaalin vanhenemista ei ole.

3. Suositukset

Ominaiskaasujen analysointi auttaa tunnistamaan vikoja/pahaantumista kohdennettuun huoltoon, mikä takaa verkon vakauden. Pitkäaikaiseen reaktorin huoltoon ja ylläpitoon:

• Tarkista tiivisteet (reaktorin runko, öljyvarasto) hitaille kaasupitoisuuden kasvulle; vaihda tarvittaessa.

• Paranna öljynäyteiden kromatografiaa: mitenna furfural/nitrogeen-happeen pitoisuus (ennen filtteröintiä) arvioidaksesi öljyn ja paperin hapettumista.

• Suorita öljyfiltteröinti; seuraa filtteröinnin jälkeisiä näytteitä.

• Valvo toimintaa ylikuormituksia, lyhytaikaisia sähkövirran huippuja ja epänormaaleja öljylämpötilan nousuja varten.