عادةً ما يقع مشروع الطاقة الحرارية الأرضية في المناطق التي تشهد نشاطاً غير عادي في الأرض. يصل البخار أو المحلول الملحي الساخن إلى السطح، ويكون الهواء دافئاً ورطباً، وقد يكون أقرب متجر مزود بوصلة بديلة على بعد ساعات.
هذا المزيج يجعل الكابلات غير عادية من ثلاثة جوانب في آن واحد. فالكابل يعيش في بيئة أكثر دفئًا مما يسمح به افتراض التصميم في كثير من الأحيان، كما أن محيطه نشط كيميائيًا، ويجب اتخاذ كل قرار كما لو أن زيارة أخرى ستكون مكلفة.
لا يُعد أيٌّ من هذه الشروط غريباً بحد ذاته. لكن اجتماعها معاً، في موقع يصعب الوصول إليه، هو ما يجعل مواصفات الكابل تستحق أن تُصاغ بشكل صحيح من المرة الأولى.
ساحة انهارت فيها الدعامات أولاً
الوضع: قامت محطة طاقة حرارية أرضية بتوسيع ساحة قاعة التوربينات الخاصة بها بمعدات تبريد وضخ إضافية، وتم تحديد مسار الكابل الجديد على أساس مشروع سابق في موقع ساحلي.
النتيجة: أدى الكابل نفسه وظيفته كما هو متوقع. تدهورت الدعامات المجلفنة، ومثبتات الصينية، وغدد الكابلات بسرعة في الجو الدافئ والرطب والغني بالكبريت، وكشف الفحص عن وجود تآكل في الوصلات الموجودة في الصينية قبل وقت طويل من ظهور أي مشكلة في الكابل.
القرار: تم تغيير الدعامات والتثبيتات إلى نظام حماية أثقل، وتم إعادة اختيار الغدد، وأعيد فحص المسار حيث كان التصريف يتجمع حول أرجل الصينية.
النتيجة: كان الإصلاح مدنيًا وميكانيكيًا وليس كهربائيًا، وتمت إعادة كتابة المواصفات مع وصف البيئة بالكلمات بدلاً من الإشارة إلى مشروع آخر.
تقع محطة الطاقة الحرارية الأرضية فوق مورد يصل ساخنًا وغنيًا بالمعادن وغالبًا ما يكون حمضيًا، لذا فإن البيئة المحيطة بالكابل غير عادية قبل البدء في أي اعتبارات كهربائية.
ما الذي يميز محطة الطاقة الحرارية الأرضية؟
تُعدّ درجة الحرارة أول اختلاف. فالساحة المجاورة لقاعة توربينات البخار لا تبرد بنفس طريقة ساحة التحويل الخارجية المعتدلة، ولذا يجب أن تعكس درجة الحرارة المحيطة المستخدمة لاختيار الكابلات المكان وليس المنطقة.
الكيمياء هي العامل الثاني. يحتوي المحلول الملحي على أملاح مذابة، ويمكن أن تشمل الغازات غير القابلة للتكثيف في البخار كبريتيد الهيدروجين، وهو غاز عدواني تجاه النحاس والفضة على وجه الخصوص.
أما الوصول فهو العامل الثالث. فالتغطية وقطع الغيار وتوافر فنيي التوصيل المدربين أكثر أهمية هنا، لأن عملية الإصلاح التي تعتبر روتينية في محطة فرعية بالمدينة تصبح عملية لوجستية.
كما يركز الموقع أحمالاً دوارة كبيرة متقاربة: مضخات ومراوح ومعدات تبريد يتم تحديد دورات تشغيلها بواسطة الموارد بدلاً من جدول الإنتاج.
يؤدي تآكل المحلول الملحي إلى مهاجمة الأجزاء المعدنية المحيطة بالمسار، بما في ذلك الدعامات والغدد والصواني، وغالبًا قبل أن يصل إلى الكابل نفسه.
ما يجب أن يذكره التحقيق
خمس حقائق حول الموقع تحول طلبية صناعية عامة إلى طلبية تناسب تركيبات الطاقة الحرارية الأرضية.
نطاق درجة الحرارة المحيطة
ليس الرقم الإقليمي، ولكن درجة الحرارة في المكان الذي سيمر فيه الكابل فعليًا، بما في ذلك تأثير المعدات الساخنة والأنابيب القريبة.
الكيمياء المحيطة بالمسار
المحلول الملحي والمكثفات وأي كبريتيد هيدروجين موجود، بالإضافة إلى ما إذا كانت المنطقة مصنفة للغاز.
سواء كان المسار مدفونًا أو على السطح
البيئتان عدائيتان بطرق مختلفة، ويمكن أن يكون المسار عدائياً على طولهما.
واجب كل مُغذٍّ
يختلف تشغيل المضخة والمروحة بشكل مستمر عن تشغيل وحدة التغذية التي يتم تشغيلها من حين لآخر، ويؤثر هذا الاختلاف على كل من الحجم والتصميم.
سياسة قطع الغيار
ما الذي يجب الاحتفاظ به في الموقع، لأن عملية التسليم الثانية قد تكلف وقتًا أكثر من تكلفة الشحن.
يوجد كبريتيد الهيدروجين في العديد من المجالات، وهو يهاجم النحاس المكشوف والموصلات المطلية بالفضة، بينما يصعب رؤيته أو شمه عند التركيزات المهمة.
الأحمال في محطة الطاقة الحرارية الأرضية وما يطلبونه
تندرج المعدات الموجودة في موقع الطاقة الحرارية الأرضية ضمن عدد قليل من أنواع المهام.
| مجموعة التحميل | نمط العمل | ما يطلبه ذلك من الكابل |
|---|---|---|
| المضخات ومعدات رأس البئر | مستمر، وغالباً ما يكون في الهواء الطلق | مقاومة للرطوبة، وحماية من التلف الميكانيكي |
| التبريد والتهوية | تشغيل طويل الأمد، درجة حرارة محيطة عالية | تصنيف مناسب عند درجات الحرارة المرتفعة |
| ملحقات التوربينات والمولدات | حرج، خاضع للإشراف | توجيه يحافظ على مسارات الطاقة والتحكم منفصلة |
| أجهزة القياس والتحكم | تيار منخفض مستمر | الفرز والفصل عن مغذيات الطاقة |
الصف الثاني هو الصف الذي غالباً ما يتم التقليل من شأنه، لأن درجة الحرارة هي خاصية للمكان وليست خاصية للحمل.
تؤدي درجة الحرارة المحيطة المرتفعة إلى تقليل التيار الذي يمكن أن يحمله الكابل، لذا فإن أي بناء يعمل بشكل جيد في فناء معتدل الحرارة قد يحتاج إلى عناية خاصة هنا.
مواطن ضعف المنشآت الحرارية الأرضية
نفس التفاصيل القليلة هي التي تسبب معظم المشاكل.
- أنظمة الدعم والتثبيت التي تم اختيارها لساحة ساحلية أو صناعية بدلاً من ساحة دافئة تحتوي على الكبريت.
- الغدد والوصلات المثبتة بمكونات تتعرض طبقاتها الخارجية للهجوم من قبل الغلاف الجوي المحلي.
- تم اختيار الكابل بناءً على درجة حرارة محيطة إقليمية تقلل من تقدير درجة الحرارة بجانب خط البخار.
- المسارات التي تمر عبر أرض رطبة بدون مسار تصريف، لذلك يقضي الكابل حياته في المياه الراكدة.
- يتم اختيار قطع الغيار بناءً على طولها وليس على الملحقات والمهارة المتوفرة في الموقع.
معظم هذه العوامل ميكانيكية وبيئية وليست كهربائية، ولهذا السبب لا يتم تضمينها في المواصفات الكهربائية وحدها.
إن ظروف الموقع النائي تعني أنه يجب التخطيط للأسطوانة الاحتياطية، والغدة، والعامل الذي يمكنه تركيبها جميعًا قبل وقت طويل من الحاجة إليها.
الحرارة فوق وتحت مسار محطة الطاقة الحرارية الأرضية
فوق سطح الأرض، عادةً ما يكون العامل المحدد هو درجة الحرارة المحيطة واكتساب الطاقة الشمسية. فالكابل الممتد على صينية مكشوفة في ساحة حارة يكون أكثر دفئًا من الكابل نفسه في خندق مظلل، ويجب مراعاة هذا الفرق في الحساب.
تحت سطح الأرض، تصبح الأرض نفسها هي المتغير. قد يحتوي حقل الطاقة الحرارية الأرضية على تربة دافئة بشكل غير عادي بالقرب من خطوط الأنابيب ورؤوس الآبار، كما أن المسار المدفون الذي يمر بالقرب من الخدمات الساخنة يشهد بيئة حرارية مختلفة تمامًا عن المسار الذي يعبر حقلًا.
كلا التأثيرين يقللان من التيار الذي يمكن أن يحمله الكابل، وكلاهما يتراكم مع التجميع حيث تشترك عدة دوائر في مسار واحد.
يتمثل النهج العملي في تحديد أسوأ جزء من المسار بدلاً من المتوسط، لأن التصنيف لا يكون جيدًا إلا بقدر جودة المتر الأكثر سخونة الذي يمر به الكابل.
خيارات البناء وعواقبها
تظهر ثلاثة خيارات في كل استفسار تقريبًا عن الطاقة الحرارية الأرضية.
| خيار | لماذا يتم صنعه | ما هي التكلفة؟ |
|---|---|---|
| موصل أكبر من المطلوب للحمل | يحافظ على ارتفاع درجة الحرارة ضمن الحدود المسموح بها في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة | المزيد من النحاس، وبكرة أثقل، وكابل أكثر صلابة للتعامل معه |
| غمد أثقل أو غمد خارجي | يوفر الحماية الميكانيكية والكيميائية | قطر أكبر، قيود نصف قطر الانحناء أضيق |
| فصل مسارات الطاقة والتحكم | يقلل من التداخل ويبسط الصيانة | صينية إضافية ودعامة فولاذية إضافية |
كل من هذه الإجابات قابلة للدفاع عنها، وكل منها يجعل بناء الطريق أكثر صعوبة، ولهذا السبب يجب أن يكون التوازن بين الخيارات في مرحلة التصميم.
قبل تحديد المسار
أربع نقاط يجب حسمها بينما لا يزال التخطيط مجرد رسم.
أين توجد المناطق الساخنة
حدد أجزاء المسار القريبة من خطوط البخار، ورؤوس الآبار، والخدمات الساخنة، وتحقق من التصنيف مقابلها.
كيف سيغادر الماء
تصريف المياه على طول المسار وفي النقاط المنخفضة، حتى لا يبقى الكابل في مياه راكدة بشكل دائم.
كيفية سحب الكابل
التوتر، وضغط الجدار الجانبي عند المنعطفات، والمساحة المتاحة للرافعة في موقع مزدحم.
كيف سيتم صيانة الطريق
إمكانية الوصول للتفتيش والقدرة على الوصول إلى دعامة أو غدة دون الحاجة إلى سقالات.
حقائق الصيانة
إن ما يمكن للموقع فحصه بشكل واقعي هو الذي يحدد التفاصيل التي تستحق الإنفاق عليها.
- ينبغي فحص حالة الدعم وصفائح الغدد وفقًا لجدول زمني، وليس عند ظهور عطل.
- يعمل الفحص الحراري بشكل أفضل على النهايات والوصلات حيث يوجد حمل ويكون المسار قابلاً للوصول إليه.
- تعتبر المثبتات المفكوكة أو المتآكلة من النتائج الميكانيكية التي غالباً ما تسبق النتائج الكهربائية.
- تُعد سجلات الإصلاحات ذات أهمية بالغة في الحالات التي قد لا يعود فيها الطاقم الذي قام بالعمل.
- أي تغيير بالقرب من المسار، مثل خط بخار جديد، يجب أن يؤدي إلى مراجعة درجة الحرارة المفترضة.
يكشف الفحص عن التآكل قبل وقت طويل من اكتشاف عطل في الكابل، مما يجعله أرخص من بين الاكتشافين.
التوصيل إلى موقع محطة الطاقة الحرارية الأرضية
يتم التخطيط لنقل البضائع إلى حقل الطاقة الحرارية الأرضية كمرحلة رئيسية في المشروع وليس كعملية تسليم. وتؤثر الطرق، ومواعيد الوصول، وتوافر الرافعات، وظروف التخزين، جميعها على أحجام البراميل المناسبة.
يؤدي استخدام أطوال أسطوانات أطول إلى تقليل عدد الوصلات، والوصلات هي الجزء من العمل الذي يعتمد على الطقس والمهارة وسهولة الوصول إلى الموقع نفسه. غالبًا ما يكون هذا التوازن جديرًا بالاهتمام حتى مع ارتفاع تكلفة النقل.
لا تقل أهمية التخزين عند الوصول عن النقل. فالموقع الحراري الأرضي دافئ ورطب، وترك الأسطوانة مكشوفة بدون أغطية طرفية يُعرّض الكابل للرطوبة في النقطة الأكثر عرضة للتلف.
إن الاتفاق على ترتيبات التخزين وقطع الغيار ومجموعة الملحقات في نفس الوقت مع الكابل يحول ثلاث مشاكل منفصلة إلى خطة واحدة.
مدخلات طلب عروض الأسعار لموقع الطاقة الحرارية الأرضية
تتيح هذه التفاصيل اختيار كابل محطة الطاقة الحرارية الأرضية للموقع بدلاً من اختيار كابل لبيئة صناعية عامة.
- درجة الحرارة المحيطة في المكان الفعلي الذي سيمتد فيه الكابل
- الكيمياء المحيطة بالمسار، بما في ذلك المحلول الملحي وأي كبريتيد هيدروجين
- سواء كان كل قسم مدفونًا أو موضوعًا على صينية أو كليهما على طوله
- دورة تشغيل الأحمال، وخاصة المضخات ومعدات التبريد
- أجزاء الطريق القريبة من الخدمات الساخنة وشبكات الأنابيب
- ترتيبات الصرف الصحي والعزل على طول الطريق
- الملحقات وقطع الغيار التي يجب الاحتفاظ بها في الموقع
- ترتيبات التسليم والوصول والتخزين في الموقع
يمكن للمراجع الفنية مثل IEC 60502 و IEC 60228 و IEC 60332 توحيد مصطلحات تصميم الكابلات واختبارها. ومع ذلك، فإن مواصفات المشروع المعتمدة والقواعد المحلية المعمول بها وسلطة التصميم المؤهلة هي التي تحكم القرار النهائي بشأن النظام.
دعم كابلات جينتشوان لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية
تقوم شركة JINCHUAN Cable بتزويد كابلات الطاقة للمنشآت المختارة بناءً على درجة الحرارة المحيطة والبيئة الكيميائية التي توفرها محطة الطاقة الحرارية الأرضية على طول المسار.
قم بمراجعة نطاق الكابلات وملف تعريف التصنيع ، ثم أرسل ظروف الموقع بحيث يتناسب البناء مع البيئة بدلاً من المنطقة.
صف بيئة محطة الطاقة الحرارية الأرضية بالكلمات قبل اختيار البناء، لأن الموقع لن يتكيف مع مواصفات مكتوبة لمكان آخر.
التعليمات
لماذا تحتاج محطة الطاقة الحرارية الأرضية إلى نهج مختلف في استخدام الكابلات؟
لأن الطريق يقع في بيئة دافئة ورطبة ونشطة كيميائياً بشكل غير عادي، وغالباً ما يكون بعيداً عن المتاجر والعمالة الماهرة.
أيهما أسوأ، الحرارة أم التفاعلات الكيميائية؟
كلاهما يُسببان العطل، ويؤثران على أجزاء مختلفة. فالحرارة تُقلل من التيار الذي يمكن للكابل أن يحمله، بينما تُهاجم المواد الكيميائية الدعامات والوصلات والمعادن المكشوفة.
ما هي المخاطر الناجمة عن كبريتيد الهيدروجين؟
إنه يهاجم الأسطح النحاسية والفضية، لذا فهو يتلف النهايات والوصلات قبل أن يصل إلى عازل الكابل.
هل يؤثر المحلول الملحي على الكابل نفسه؟
إنها تهاجم بشكل رئيسي المعدن المحيط بها، وعندما يتضرر الغلاف، فإنها تسرع ما يحدث في الداخل.
كيف ينبغي اختيار درجة الحرارة المحيطة؟
من درجة الحرارة في المكان الذي سيمر به الكابل فعلياً، بما في ذلك المعدات الساخنة القريبة، بدلاً من الاعتماد على رقم إقليمي.
هل تتصرف الأجزاء المدفونة بشكل مختلف؟
نعم. يمكن أن ترتفع درجة حرارة الأرض بالقرب من خطوط الأنابيب ورؤوس الآبار، وتوفر التربة مسار التبريد بدلاً من الهواء.
هل ينبغي أن يكون الموصل ذو حجم أكبر من اللازم؟
أحيانًا، وهي إحدى طرق التحكم في ارتفاع درجة الحرارة ضمن الحدود المسموح بها عندما يتعذر خفض درجة الحرارة المحيطة. لكن ثمن ذلك يكمن في الوزن والصلابة وحجم الأسطوانة.
ما الذي يجب الاحتفاظ به كقطع غيار؟
يتم اختيار أطوال قصيرة من كل حجم مهم بالإضافة إلى الغدد والنهايات والمواد التي يحتاجها الإصلاح، وذلك وفقًا للمهارات المتاحة في الموقع.
كيف يؤثر التوصيل على التصميم؟
تؤثر ظروف الوصول والتخزين على أحجام وأطوال البراميل، وتؤدي الأطوال الأطول إلى تقليل تكلفة النقل مقابل تقليل عدد الوصلات في الموقع.
كيف يمكن لشركة جينتشوان للكابلات دعم عملية الاختيار؟
يمكن لشركة JINCHUAN Cable أن تؤكد كيف يتصرف الهيكل في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة وما يوفره الغلاف الخارجي والغلاف الخارجي على طول المسار.
