مبرد الهيدروجين بقدرة 660 ميجاوات لتبريد فعال ومستقر

السبب وراء اختيار مولدات 660 ميجاوات للهيدروجين كوسيلة تبريد وإقرانه بمبرد هيدروجين مخصص يرجع بشكل أساسي إلى الخصائص الفيزيائية الفريدة للهيدروجين وقدرته العالية على التكيف مع متطلبات تبديد الحرارة للوحدات الكبيرة. بالمقارنة مع حلول تبريد الهواء وتبريد الماء التقليدية، فإن الموصلية الحرارية للهيدروجين تبلغ حوالي 7 أضعاف كثافة الهواء، وتبلغ كثافته 1/14 فقط من الهواء. هاتان الميزتان تجعلانه خيارًا مثاليًا لتبريد المولدات الكبيرة - يمكن للتوصيل الحراري العالي إزالة الحرارة الداخلية للوحدة بسرعة، مما يقلل درجة حرارة اللف بشكل كبير؛ يمكن أن تقلل الكثافة المنخفضة من مقاومة التدفق أثناء دوران الهيدروجين، وتخفض طاقة محرك المروحة، وتقلل من استهلاك الطاقة للوحدة، وتزيد من تحسين كفاءة توليد الطاقة. تتمثل الوظيفة الأساسية لمبرد الهيدروجين في بناء قناة فعالة للتبادل الحراري، وتبريد غاز الهيدروجين الساخن الذي امتص حرارة الوحدة بسرعة، وضمان تداول وسط التبريد وإعادة استخدامه، والحفاظ على درجة الحرارة الداخلية المستقرة للوحدة ضمن نطاق آمن.

من منظور مبدأ العمل، يعمل مبرد هيدروجين المولد ونظام تبريد الوحدة معًا لتشكيل نظام حلقة مغلقة- يعمل بدقة وكفاءة ويمكن تقسيمه إلى ثلاث وصلات أساسية. أولاً، أثناء تشغيل المولد، تعمل مراوح البلازما-المرحلة الواحدة الموجودة على طرفي الدوار على ضغط غاز الهيدروجين. يتدفق غاز الهيدروجين البارد المضغوط من خلال قناة الهواء الأساسية للجزء الثابت وفتحات تهوية لف الدوار، ويتصل بشكل كامل بملفات التسخين والنوى، ويمتص كمية كبيرة من الحرارة المتولدة، ويحولها إلى غاز هيدروجين ساخن؛ بعد ذلك، يتم إدخال غاز الهيدروجين الساخن إلى مبرد الهيدروجين المرتب في نهاية المولد أو داخل قاعدة الماكينة، ويتم تبادل الحرارة بشكل غير مباشر مع الماء المتداول في أنبوب مياه التبريد - يتدفق الماء المتداول داخل الأنبوب، ويتدفق غاز الهيدروجين الساخن خارج الأنبوب، مما يحقق نقل الحرارة عبر جدار الأنبوب، وتنخفض درجة حرارة غاز الهيدروجين الساخن بسرعة إلى القيمة المحددة؛ وأخيرًا، يدخل غاز الهيدروجين المبرد مرة أخرى إلى داخل المولد ويستمر في المشاركة في دورة تبديد الحرارة. وفي الوقت نفسه، يحافظ النظام على نقاء غاز الهيدروجين (يتم التحكم فيه عادةً بنسبة أعلى من 95%، ويفضل 98%) والضغط المستقر (0.3-0.5MPa) من خلال جهاز تجديد الهيدروجين لضمان تأثير التبريد المستمر والموثوق. لا تتطلب العملية برمتها مقاطعة تشغيل الوحدة، وتحقيق تعزيز متزامن لتبديد الحرارة وتوليد الطاقة، وضمان إخراج مستمر ومستقر للوحدة.

باعتبارها معدات دعم رئيسية للمولدات الكبيرة بمستوى 660 ميجاوات، لا تحتاج مبردات الهيدروجين إلى تلبية متطلبات التبادل الحراري الفعال فحسب، بل تحتاج أيضًا إلى التكيف مع المتطلبات الصارمة للحمل العالي والتشغيل -طويل الأمد للوحدة. يحدد تصميمها الهيكلي وأدائها الفني بشكل مباشر موثوقية نظام التبريد والسلامة التشغيلية للوحدة. في الوقت الحاضر، تعتمد مبردات الهيدروجين المستخدمة في المولدات بقدرة 660 ميجاوات في الغالب هيكل الغلاف والأنبوب، الذي يحتوي على مساحة كبيرة للتبادل الحراري، وأداء ضغط قوي، ويمكنه التكيف مع بيئات الهيدروجين عالية الضغط، كما أنه سهل التركيب والصيانة. لقد خضعت أنابيب التبادل الحراري الموجودة داخل المبرد إلى معالجة خاصة مضادة للتآكل-، والتي يمكن أن تقاوم بشكل فعال تآكل المياه المتداولة وتطيل عمر خدمة المعدات؛ بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيز المبرد بجهاز مراقبة شامل، مرتبط بنظام المراقبة الشامل للوحدة لمراقبة المعلمات الرئيسية مثل درجة حرارة الهيدروجين ودرجة حرارة الماء المتداول قبل وبعد التبريد في الوقت الحقيقي. بمجرد حدوث خلل في درجة الحرارة، يمكن إطلاق إنذار في الوقت المناسب وربطه للتعديل لمنع خطر ارتفاع درجة حرارة المعدات.

بالمقارنة مع طرق التبريد الأخرى، فإن نظام التبريد المجهز بمبردات الهيدروجين يوفر مزايا هامة متعددة لمولدات بقدرة 660 ميجاوات وهو أكثر ملاءمة للاحتياجات التشغيلية للوحدات الكبيرة. أولاً، تم تحسين كفاءة تبديد الحرارة بشكل ملحوظ. التبريد بالهيدروجين يمكن أن يقلل من درجة حرارة ملف المولد بنسبة 30-50 درجة، مما يؤخر بشكل فعال شيخوخة المواد العازلة، ويطيل عمر خدمة المولد، ويقلل من حدوث الأعطال وإيقاف التشغيل الناجم عن درجات الحرارة المرتفعة، وبالتالي تحسين توافر الوحدة؛ ثانيا، يتم تقليل فقدان استهلاك الطاقة بشكل كبير، ومقاومة تدفق الهيدروجين صغيرة، وقوة محرك المروحة منخفضة، مما يمكن أن يقلل من معدل استهلاك الطاقة للوحدة ويزيد من تحسين اقتصاد توليد الطاقة، بما يتماشى مع اتجاه تطوير الصناعة للحفاظ على الطاقة وخفض الاستهلاك؛ ثالثا، لديها سلامة تشغيلية أعلى. يتمتع الهيدروجين بخصائص كيميائية مستقرة، ولا يدعم الاحتراق (يجب خلطه بالهواء بنسبة 4% -75% للإشعال)، ولا يؤدي إلى تآكل الأجزاء المعدنية. جنبا إلى جنب مع ختم فيلم الزيت الذي تم تشكيله بواسطة نظام زيت الختم، فإنه يمكن أن يمنع بشكل فعال تسرب الهيدروجين ودخول الهواء. بالإضافة إلى ذلك، مع أجهزة مراقبة النقاء والضغط الكاملة، يمكنها تجنب مخاطر السلامة بشكل فعال؛ رابعا، إنها مناسبة لتشغيل الحمل العالي ويمكن أن تلبي احتياجات تبديد الحرارة لوحدات مستوى 660MW التي تعمل بالحمل الكامل لفترة طويلة. في نفس الوقت، يمكن أن تتعاون مع ذروة شبكة الطاقة وتنظيم التردد لضمان تبديد الحرارة المستقر للوحدات في ظل ظروف العمل المختلفة.

في التطبيقات العملية، يرتبط التشغيل المستقر لمولد الهيدروجين بقدرة 660MW بشكل مباشر بكفاءة توليد الطاقة وسلامة إمداد الطاقة لمحطة الطاقة بأكملها. سواء كانت وحدة المولد المائي لمحطة الطاقة الكهرومائية أو وحدة المولد التوربيني البخاري لمحطة الطاقة الحرارية، طالما تم اعتماد تصميم بقدرة 660MW، فإن مبرد الهيدروجين هو مكون دعم أساسي لا غنى عنه. وبأخذ محطات الطاقة الكهرومائية كمثال، تعتمد المولدات المائية على تدفق المياه لدفع الدوران وتوليد الكهرباء. إذا لم يكن من الممكن تبديد الحرارة المتولدة أثناء تشغيل الوحدة في الوقت المناسب، فسوف يؤثر ذلك على سرعة الوحدة وكفاءة توليد الطاقة. ومع ذلك، يمكن لمبردات الهيدروجين ضمان التشغيل المستقر للوحدة عند الحمل المقدر من خلال التبادل الحراري الفعال، والاستفادة الكاملة من مزايا الطاقة النظيفة وطاقة الحمل الأساسية لمحطات الطاقة الكهرومائية، وتوفير إمدادات طاقة مستقرة لشبكة الطاقة. في الوقت نفسه، ومع تحول صناعة الطاقة نحو-النطاق الواسع، والكفاءة- العالية، والخضراء، أصبح استخدام المولدات بمستوى 660 ميجاوات منتشرًا بشكل متزايد، كما أن متطلبات الأداء لمبردات الهيدروجين تتزايد باستمرار. أصبحت مبردات الهيدروجين الفعالة، والموفرة للطاقة،-والطويلة الأمد، والذكية اتجاهًا داعمًا مهمًا لترقية وتكرار مجموعات المولدات-الكبيرة الحجم.
ومن الجدير بالذكر أن التشغيل العادي لمبردات الهيدروجين يعتمد على إدارة التشغيل والصيانة الموحدة. ونظرًا لتشغيله في بيئة هيدروجينية عالية الضغط-، فمن الضروري التحقق بانتظام من إحكام إغلاق المبرد وسلامة أنابيب التبادل الحراري، وتنظيف القشور والحطام داخل أنابيب التبادل الحراري على الفور، والتأكد من عدم تأثر كفاءة التبادل الحراري؛ في الوقت نفسه، من الضروري المراقبة الصارمة لنقاء غاز الهيدروجين وضغطه، وتجديد غاز الهيدروجين عالي النقاء- بانتظام، وتجنب انخفاض كفاءة تبديد الحرارة وزيادة استهلاك الطاقة بسبب انخفاض النقاء؛ بالإضافة إلى ذلك، من الضروري فحص جودة مياه التبريد المتداولة بانتظام لمنع جودة المياه الزائدة من التسبب في تآكل وانسداد أنابيب التبادل الحراري، مما قد يؤثر على التشغيل العادي لنظام التبريد. لا يؤدي التشغيل والصيانة الموحدان إلى إطالة عمر خدمة مبردات الهيدروجين فحسب، بل يضمن أيضًا أن تكون دائمًا في حالة تشغيل مثالية، مما يوفر دعمًا مستمرًا للتشغيل المستقر لمولدات بقدرة 660 ميجاوات.

ومع تعديل هيكل الطاقة والتطور السريع لصناعة الطاقة، أصبحت المولدات بمستوى 660 ميجاوات، باعتبارها المعدات الأساسية لإنتاج الكهرباء على نطاق واسع-، ذات أهمية متزايدة من حيث الاستقرار والكفاءة التشغيلية. لقد أصبح مبرد الهيدروجين، بفضل أداءه الفعال في نقل الحرارة، وتأثيره الممتاز في توفير الطاقة-، وأداء السلامة الموثوق به، مكونًا رئيسيًا يدعم التشغيل المستقر للمولدات الكبيرة. إنه لا يحل مشكلة تبديد الحرارة للوحدات الكبيرة فحسب، بل يساعد الوحدات أيضًا على تحسين كفاءة توليد الطاقة، وتقليل استهلاك الطاقة، وتلبية احتياجات عصر تطوير الطاقة الخضراء. في المستقبل، مع الترقية المستمرة لتكنولوجيا التبريد، ستعمل مبردات الهيدروجين على تحسين التصميم الهيكلي وتحسين كفاءة نقل الحرارة وتعزيز وظائف المراقبة الذكية، مما يوفر دعمًا أقوى للتشغيل الفعال والآمن والمستقر للمولدات بمستوى 660 ميجاوات وحتى المولدات ذات السعة الأكبر، مما يضخ زخمًا جديدًا في التطوير عالي الجودة- لصناعة الطاقة في الصين.