Büyük Ölçekli Hidroelektrik Jeneratör Takımlarının Yüksek Gerilim Reaktörlerinde Gaz Konsantrasyonunun Analizi

1. Yüksek Gerçilili Reaktörlerde Gaz Üretimi ve Analiz Prensibi

Yüksek gerçilili reaktörler yalıtım için yağ ve yalıtkan kağıdı kullanır. Normal işlemler sırasında yerel aşırı ısıtma veya arkalama (örneğin, demir çekirdek/sargı sorunları, tur-basamak kısa devreleri) meydana gelebilir, bu da yalıtım çatlaklarına ve hidrokarbonlar (metan vb.), CO, CO₂, H₂) gibi gazların üretimine neden olur. Bu gazlar içsel yalıtım durumunu yansıtır ve gerçek zamanlı izlemeyi sağlar.

Kapalı yağlı reaktörlerde, yalıtım yaşlanması ve yağ oksidasyonu sürekli olarak (CO)/(CO₂) üretir. Zamanla birikme sonucu konsantrasyonları artar, bu nedenle saf (CO)/(CO₂) artışının hataları belirleyemesi mümkün değildir. Ancak gaz üretim hızı (ortalama günlük gaz çıkışı), normal yaşlanmayı hatalardan ayırt etmeye yardımcı olur:

Burada: γ_a = mutlak gaz üretim hızı (mL/d); (C_i,2)/(C_i,1) = ikinci/birinci numune alma gaz konsantrasyonları (μL/L); Δ_t = gerçek çalışma aralığı (d); m = toplam yağ hacmi (t); ρ = yağ yoğunluğu (t/m³).

1.2 Yüksek Gerçilili Reaktörler için Gaz Konsantrasyonu Analiz Yöntemi

Düzenli yağ kromatografi testleri, yağ-gaz konsantrasyonlarını uzun vadede takip ederek yalıtım yaşlanmasını/yetişkinleşmesini gösterir. Bilimsel analiz için üç fazlı reaktör verileri kullanılır. Sürekli izleme ve gaz üretim hızı hesaplaması, yalıtım durumunu doğru bir şekilde tanımlamaya ve hatalar hakkında önceden uyarıda bulunmaya yardımcı olur.

2. Gerçek Örnek

Bir elektrik santralinin yüksek gerçilili reaktörü (model: BKD - 16700/550 - 66) düzenli incelemesi sırasında, CO üç fazlı konsantrasyonları 1089.08 μL/L (A), 1152.71 μL/L (B), 1338.24 μL/L (C); CO₂ üç fazlı verileri: 4955.73 μL/L (A), 5431.25 μL/L (B), 6736.33 μL/L (C) idi. Bazı değerler alarm eşiğini (CO: 850 μL/L; CO₂: 5000 μL/L) aştı. Normal kağıt yalıtım yaşlanması ve hata nedeniyle oluşan çatlaklar hem CO hem de CO₂ üretir. Katı yalıtım yaşlanması, yağda çözünmüş CO/CO₂'de yansıdır, ancak net sınırlar/desenler yoktur. Bu alarm seviyesindeki konsantrasyonların normal olup olmadığını belirlemek için geçmiş çözünmüş gaz test raporları analiz edildi ve gaz üretim trendleri belirlendi, reaktörün güncel durumu değerlendirildi.

2.1 Reaktör Yağında CO & CO₂ Üretim Hızı Analizi

CO yıllık mutlak üretim oranları Tablo 1'de, eğilimleri Şekil 1'de gösterilmiştir. CO₂ yıllık oranları Tablo 2'de, eğilimleri Şekil 2'de gösterilmiştir.

2.2 Belirli Bir Elektrik Santralindeki Yüksek Gerçilili Reaktörün Yağında Gaz Artış Oranının Analizi

DL/T722 standartının 10.3 bölümünde belirtilen CO ve CO₂ konusundaki değerlendirme ile ilgili olarak, cihazın katı yalıtım malzemesinin yaşlandığından şüphelenildiğinde genellikle CO2/CO > 7; hata, katı yalıtım malzemesini içeriyorsa CO₂/CO < 3.

Yıllar boyunca elde edilen veriler üzerinde hesaplamalar yapıldı ve hiçbirinin 3'ten küçük veya 7'den büyük olmadığı tespit edildi. Büyüme eğiliminde ani bir değişiklik olmadı, bu da katı malzemeleri içeren bir hata veya yaşlanmanın olmadığını gösterdi. Geçmiş zamanlardaki CO₂/CO gazının offline veriler oranı eğrisi Şekil 3'te gösterilmiştir.

Dönüşümci Yağında Çözünmüş Gazların Analizi ve Değerlendirme Kılavuzu (DL/T722) ile uygun olarak, yıllar boyunca hesaplanan CO₂ ve CO'nun artırma oranları ve gaz üretim hızları standart aralıklar içinde tutulmuştur. Katı yalıtım hataları veya yaşlanma olayları (CO₂'nin mutlak gaz üretim hızı standartı 200 mL/d, CO'nun mutlak gaz üretim hızı standartı 100 mL/d) gerçekleşmedi.

2.3 Veri Analizi

• Gaz İçeriği Eğilimi
  İşletmeye alınmasından bu yana, reaktördeki CO/CO₂ genel olarak yukarı yönde bir eğilim göstermektedir. Dalgalanmalar ölçüm hataları ve sıcaklık değişimleriyle ilişkilidir; ani zirveler oluşmamaktadır, gaz üretim eğrisi eğimi durgun bir şekilde korunmaktadır.

• CO Üretim Hızı
  Yıllık mutlak CO üretim hızları (işletmeden bu yana 6-22 mL/d), "azalma-artma-azalma-artma" deseni takip ederek yavaş yavaş düzleşmektedir. DL/T722 standartına göre, hızlar 100 mL/d uyarısının altında kalır. CO'nun düşük yağ çözünürlüğü ve sıcaklık kaynaklı dalgalanması (sürekli bir büyüme olmaması) herhangi bir hatanın olmadığını doğrular.

• CO₂ Üretim Hızı
  Yıllık mutlak CO₂ üretim hızları (işletmeden bu yana 40-100 mL/d), yılda azalarak düzleşmektedir. DL/T722-2014 standartına göre, hızlar 200 mL/d uyarısının altında kalır. Başlangıçta yüksek üretim normal işlemle uyumludur; sürekli bir büyüme olmaması (sıcaklık kaynaklı dalgalanma) herhangi bir hatanın olmadığını doğrular.

• CO₂/CO Oranı
  Offline CO₂/CO oranları (işletmeye alınmasından bu yana 4-7), DL/T722-2014 (10.2.3.1: katı yalıtım hataları için CO₂/CO artışlarını kullanın). Yıllık artış oranları (4-6, Şekil 3) 3-7 arasında kalır, bu da katı yalıtım hatalarını/yaşlanmasını doğrular.

• Yüksek Gerçilili Yalıtım
  Son testler gösteriyor ki:

• Yalıtım direnci &ge; 200 G&Omega;;

• Sargı tan&delta; < 0.6 (&le;30% geçmişe göre artış); kapasitans değişikliği &le; 3%;

• DC direnç farkları: 3 faz ortalamasının %2'sinden daha az (nötr bağlantısı yoksa: ortalamanın %1'inden daha az); geçmiş değerlerle karşılaştırıldığında &le;2%.

Tüm veriler DL/T 596 - 2021 gerekliliklerini karşılar.

5 yılı aşkındır (yağ filtrelenmemiş), kapalı çevre birikimi ve yüksek işletme sıcaklıkları (maksimum 66&deg;C) nedeniyle CO/CO₂ konsantrasyonları daha hızlı arttı. Yağ/yalıtım oksidasyonu/çatlakları hızlandı, ancak iç hata veya yalıtım yaşlanması yoktur.

3. Öneriler

Özellik gazlarının analizi, hedefli bakım için hataları/yetişkinleşmeleri belirler, şebeke istikrarını sağlar. Uzun vadeli reaktör O&M için:

• Yavaş gaz içeriği büyümesi için mühürlerin (reaktör gövdesi, yağ rezervuarı) kontrol edilmesi; gerekirse değiştirilmesi.

• Yağ numunesi kromatografisini güçlendirme: yağ/kağıt oksidasyonunu değerlendirmek için furfural/nitrojen-oksijen içeriğini (filtrelemeden önce) ölçme.

• Yağ filtreleme işlemini gerçekleştirme; filtrelemeden sonraki numuneleri takip etme.

• İşlemi aşırı yükler, kısa süreli akım sıçramaları ve anormal yağ sıcaklığı zirveleri için izleme yapma.