Un proyecto geotérmico suele ubicarse en zonas donde el terreno presenta fenómenos inusuales. El vapor o la salmuera caliente afloran a la superficie, el aire es cálido y húmedo, y la tienda más cercana con una válvula de repuesto puede estar a varias horas de distancia.
Esa combinación hace que el cableado sea inusual en tres sentidos a la vez. El cable se encuentra en un entorno más cálido de lo que suele prever el diseño, su entorno es químicamente activo y cada decisión debe tomarse como si una revisión posterior fuera a resultar costosa.
Ninguna de esas condiciones es excepcional por sí sola. Su combinación, en un lugar con acceso limitado, es lo que hace que valga la pena especificar correctamente las características del cable desde el principio.
Un patio donde fallaron primero los soportes
Situación: Una central geotérmica amplió su patio de turbinas con equipos adicionales de refrigeración y bombeo, y el nuevo trazado del cable se especificó sobre la base de un proyecto anterior en un emplazamiento costero.
Hallazgo: El cable en sí funcionó según lo previsto. Los soportes galvanizados, las fijaciones de la bandeja y los prensaestopas se deterioraron rápidamente en la atmósfera cálida, húmeda y con alto contenido de azufre, y la inspección reveló corrosión en las juntas de la bandeja mucho antes de que surgiera cualquier problema con el cable.
Decisión: Se cambiaron los soportes y fijaciones por un sistema de protección más robusto, se seleccionaron de nuevo las juntas y se reexaminó el trazado donde se había acumulado el drenaje alrededor de las patas de la bandeja.
Resultado: La reparación fue de carácter civil y mecánico, en lugar de eléctrico, y las especificaciones se reescribieron describiendo el entorno con palabras, en lugar de hacer referencia a otro proyecto.
Una central geotérmica se ubica sobre un recurso que llega caliente, rico en minerales y a menudo ácido, por lo que el entorno alrededor del cable es inusual incluso antes de considerar cualquier aspecto eléctrico.
¿Qué hace que una central geotérmica sea diferente?
La temperatura es la primera diferencia. Un patio de maniobras situado junto a una sala de turbinas de vapor no se enfría de la misma manera que un patio de maniobras exterior con temperatura controlada, y el valor de temperatura ambiente utilizado para la selección de cables debe reflejar el lugar, no la región.
La química es el segundo factor. La salmuera contiene sales disueltas, y los gases no condensables presentes en el vapor pueden incluir sulfuro de hidrógeno, que es particularmente agresivo con el cobre y la plata.
El acceso es el tercer factor. La cobertura, los repuestos y la disponibilidad de técnicos especializados son más importantes aquí, porque una reparación que sería rutinaria en una subestación urbana se convierte en un ejercicio de logística.
Además, la planta concentra grandes cargas rotativas muy cerca unas de otras: bombas, ventiladores y equipos de refrigeración cuyos ciclos de funcionamiento están determinados por el recurso disponible y no por un programa de producción.
La corrosión causada por la salmuera ataca las estructuras metálicas que rodean el recorrido del cable, incluidos los soportes, las prensaestopas y las bandejas, a menudo antes de que llegue al propio cable.
Lo que la investigación debe declarar
Cinco datos sobre el emplazamiento convierten un pedido industrial genérico en uno idóneo para una instalación geotérmica.
El rango de temperatura ambiente
No se trata de la temperatura regional, sino de la temperatura en el lugar donde realmente pasará el cable, incluyendo el efecto de los equipos y tuberías calientes cercanos.
La química en torno a la ruta
La salmuera, el condensado y cualquier sulfuro de hidrógeno presente, junto con si el área está clasificada como zona de gases.
Ya sea que la ruta esté enterrada o en la superficie.
Los dos entornos son hostiles de maneras diferentes, y una ruta puede serlo a lo largo de todo su recorrido.
El deber de cada alimentador
El funcionamiento continuo de la bomba y el ventilador difiere del de un alimentador que se enciende y apaga ocasionalmente, y esta diferencia afecta tanto al tamaño como a la construcción.
La política de repuestos
Lo que debe conservarse en el lugar, ya que una segunda entrega podría costar más en tiempo que en transporte.
El sulfuro de hidrógeno está presente en muchos campos y ataca los contactos de cobre y plata expuestos, siendo difícil de ver u oler en las concentraciones relevantes.
Cargas en una central geotérmica y lo que solicitan
Los equipos en una planta geotérmica se clasifican en un número reducido de tipos de funcionamiento.
| Grupo de carga | Patrón de servicio | Lo que le exige al cable |
|---|---|---|
| Bombas y equipos para cabezales de pozo | Continuo, a menudo al aire libre | Resistencia a la humedad, protección contra daños mecánicos. |
| Refrigeración y ventilación | Larga duración, alta temperatura ambiente | Clasificación adecuada a temperaturas elevadas |
| Equipos auxiliares de turbinas y generadores | Crítico, supervisado | Enrutamiento que mantiene separadas las rutas de alimentación y control. |
| Instrumentación y control | Corriente continua y baja | Cribado y separación de alimentadores de energía |
La segunda fila es la que con mayor frecuencia se subestima, porque la temperatura es una propiedad del lugar más que de la carga.
Las altas temperaturas ambiente reducen la corriente que puede transportar un cable, por lo que una construcción que funcione bien en un entorno templado podría necesitar atención en este caso.
Donde las instalaciones geotérmicas sufren
El mismo puñado de detalles es la causa de la mayoría de los problemas.
- Sistemas de soporte y fijación que fueron elegidos para un astillero costero o industrial, en lugar de para uno cálido y con presencia de azufre.
- Prensaestopas y terminaciones instaladas con componentes cuyo revestimiento es atacado por la atmósfera local.
- Cable seleccionado en función de una temperatura ambiente regional que subestima la temperatura junto a una tubería de vapor.
- Rutas que discurren por terrenos húmedos sin sistema de drenaje, por lo que el cable pasa su vida útil en agua estancada.
- Las piezas de repuesto se eligen por su longitud, más que por el accesorio y la habilidad disponible en el lugar.
La mayoría de estos aspectos son mecánicos y medioambientales, más que eléctricos, razón por la cual no se incluyen en una especificación eléctrica por sí sola.
Las condiciones de trabajo en lugares remotos implican que el tambor de repuesto, la prensaestopas y el operario de ensamblaje que pueda instalarlos deben planificarse con mucha antelación.
Calor por encima y por debajo de una ruta de planta de energía geotérmica
En superficie, el factor limitante suele ser la temperatura ambiente y la radiación solar. Un cable tendido sobre una bandeja expuesta en un patio caluroso estará más caliente que el mismo cable en una zanja sombreada, y esta diferencia debe tenerse en cuenta en el cálculo.
Bajo tierra, el propio terreno se convierte en la variable. Un campo geotérmico puede tener suelos inusualmente cálidos cerca de tuberías y cabezales de pozos, y una ruta enterrada que pase cerca de servicios de alta temperatura presenta un entorno térmico muy diferente al de una que atraviese un campo.
Ambos efectos reducen la corriente que puede transportar el cable, y ambos son acumulativos al agruparse varios circuitos que comparten una ruta.
Lo más práctico es indicar el tramo más afectado de la ruta en lugar de un promedio, porque una calificación solo es tan buena como el metro más caliente por el que pasa el cable.
Opciones de construcción y sus consecuencias
En casi todas las consultas sobre energía geotérmica, surgen tres opciones.
| Elección | Por qué se hace | Lo que cuesta |
|---|---|---|
| Un conductor más grande que la carga requerida | Mantiene el aumento de temperatura dentro de los límites a altas temperaturas ambiente. | Más cobre, un tambor más pesado y un cable más rígido para manejar |
| Vaina o funda exterior más pesada | Proporciona protección mecánica y química. | Mayor diámetro, limitaciones de radio de curvatura más ajustadas. |
| Separación de las rutas de potencia y control | Reduce las interferencias y simplifica el mantenimiento. | Más bandeja y más soporte de acero |
Cada una de estas opciones es una respuesta defendible y cada una de ellas dificulta la construcción de la ruta, por lo que la decisión sobre cuál elegir debe tomarse en la etapa de diseño.
Antes de que se arregle la ruta
Cuatro puntos a resolver mientras el alineamiento aún está en fase de dibujo.
Dónde están las zonas calientes
Marque los tramos de la ruta cercanos a las líneas de vapor, las cabezas de pozo y las instalaciones de agua caliente, y compare la calificación con respecto a ellos.
Cómo se irá el agua
Drenaje a lo largo del recorrido y en los puntos bajos, para que el cable no quede permanentemente sumergido en agua estancada.
Cómo se tenderá el cable
Tensión, presión lateral en las curvas y espacio disponible para un cabrestante en un sitio congestionado.
Cómo se mantendrá la ruta
Acceso para inspección y posibilidad de alcanzar un soporte o una junta sin necesidad de andamios.
Realidades del mantenimiento
Lo que el sitio puede inspeccionar de manera realista determina en qué detalles vale la pena invertir.
- El estado de los soportes y el revestimiento de los prensaestopas deben inspeccionarse periódicamente, no solo cuando aparece una falla.
- La inspección termográfica funciona mejor en terminaciones y juntas donde hay una carga presente y el recorrido es accesible.
- Las fijaciones sueltas o corroídas son un problema mecánico que a menudo precede a uno eléctrico.
- Los registros de reparaciones son de suma importancia cuando el equipo que realizó el trabajo podría no regresar.
- Cualquier cambio cerca de la ruta, como una nueva línea de vapor, debería dar lugar a una revisión de la temperatura supuesta.
La inspección detecta la corrosión mucho antes de detectar un fallo en el cable, lo que la convierte en la opción más económica de los dos descubrimientos.
Entrega en una planta de energía geotérmica
El transporte de mercancías a un campo geotérmico se planifica como un hito del proyecto, más que como una simple entrega. Las carreteras, los periodos de acceso, la disponibilidad de grúas y las condiciones de almacenamiento influyen en el tamaño adecuado de los bidones.
Los tambores más largos reducen el número de juntas, y estas juntas son la parte del trabajo que depende del clima, la habilidad y el acceso a la obra. Esta compensación suele merecer la pena incluso cuando aumenta el coste del transporte.
El almacenamiento a la llegada es tan importante como el transporte. Un emplazamiento geotérmico es cálido y húmedo, y dejar un bidón a la intemperie sin las tapas de los extremos es una invitación a la humedad en el punto más vulnerable del cable.
Acordar la organización del almacenamiento, las piezas de repuesto y el kit de accesorios al mismo tiempo que el cable convierte tres problemas separados en un solo plan.
Requisitos para la solicitud de cotización de un emplazamiento geotérmico
Estos detalles permiten seleccionar un cable específico para una central geotérmica en el emplazamiento, en lugar de uno para un entorno industrial genérico.
- la temperatura ambiente en el lugar exacto por donde pasará el cable
- la química en torno a la ruta, incluyendo la salmuera y cualquier sulfuro de hidrógeno
- ya sea que cada sección esté enterrada, en una bandeja o ambas cosas a lo largo de su longitud.
- el ciclo de trabajo de las cargas, en particular las bombas y los equipos de refrigeración.
- los tramos de ruta cercanos a servicios de agua caliente y tuberías
- los sistemas de drenaje y sellado a lo largo de la ruta
- Los accesorios y repuestos se mantendrán en el sitio.
- las disposiciones de entrega, acceso y almacenamiento en el sitio
Las normas técnicas como IEC 60502 , IEC 60228 e IEC 60332 permiten unificar la terminología de construcción y ensayo de cables. La especificación del proyecto aprobada, la normativa local aplicable y la autoridad de diseño cualificada siguen rigiendo la decisión final sobre el sistema.
Soporte de cables JINCHUAN para centrales geotérmicas
JINCHUAN Cable suministra cables de alimentación a las construcciones seleccionadas en función de la temperatura ambiente y el entorno químico que presenta una central geotérmica a lo largo de su recorrido.
Revise la gama de cables y el perfil de fabricación , y luego envíe las condiciones del sitio para que la construcción se adapte al entorno en lugar de a la región.
Antes de seleccionar la construcción, describa con palabras el entorno de una central geotérmica, ya que el emplazamiento no se adaptará a unas especificaciones redactadas para otro lugar.
Preguntas frecuentes
¿Por qué una central geotérmica necesita un sistema de cableado diferente?
Porque la ruta se encuentra en un entorno inusualmente cálido, húmedo y químicamente activo, a menudo muy lejos de las tiendas y de la mano de obra cualificada.
¿Qué es peor, el calor o la reacción química?
Ambos provocan fallos y actúan sobre diferentes partes. El calor reduce la corriente que puede soportar el cable, mientras que los agentes químicos atacan los soportes, los prensaestopas y el metal expuesto.
¿Cuál es el riesgo que supone el sulfuro de hidrógeno?
Ataca las superficies de cobre y plateadas, por lo que daña las terminaciones y los contactos antes de alcanzar el aislamiento del cable.
¿Afecta la salmuera al propio cable?
Ataca principalmente el metal que lo rodea, y cuando la vaina está dañada, acelera lo que sucede en el interior.
¿Cómo se debe elegir la temperatura ambiente?
A partir de la temperatura del lugar por donde pasará el cable, incluyendo los equipos calientes cercanos, en lugar de una cifra regional.
¿Las secciones enterradas se comportan de manera diferente?
Sí. La temperatura del suelo cerca de los oleoductos y las cabezas de pozo puede ser elevada, y es el suelo, en lugar del aire, el que proporciona la vía de enfriamiento.
¿Debe ser el conductor de mayor calibre?
A veces, y es una forma de mantener el aumento de temperatura dentro de límites cuando no se puede reducir la temperatura ambiente, el costo se traduce en peso, rigidez y tamaño del tambor.
¿Qué se debe guardar como repuesto?
Se seleccionan tramos cortos de cada tamaño significativo, junto con las juntas, los terminales y los materiales necesarios para la reparación, en función de las habilidades disponibles en el lugar.
¿Cómo afecta la entrega al diseño?
Las condiciones de acceso y almacenamiento influyen en el tamaño y la longitud de los bidones, y las longitudes más largas implican una menor cantidad de juntas en la planta en comparación con los costos de transporte.
¿Cómo puede JINCHUAN Cable ayudar en la selección?
JINCHUAN Cable puede confirmar cómo se comporta una estructura a temperaturas ambiente elevadas y qué función cumplen la cubierta y la sobrecubierta a lo largo de la ruta.
