נתוני שטח מתחנת פוטו-וולטאית סעודית בהספק של 150 מגה-וואט (4,200 אלקטרודות כימיות, התנגדות ממוצעת של 3.1 אוהם) ומשלוחי יצוא מאזור ME/אפריקה/ים הים: מדוע מוטות מונעים סטנדרטיים נכשלים באדמה חולית, סלעית ולטריט - ומה יש לומר במסמך הרכש במקום זאת.

השיחה שאני רוצה לעגן עליה את המאמר הזה התרחשה באוגוסט 2020, כאשר סוכנות EPC שבסיסה במדריד שלחה את הבקשה שהפכה לפרויקט הפוטו-וולטאי הסעודי בהספק של 150 מגה-וואט, שממנו מגיעים נתוני השטח של המאמר הזה. במייל הבקשה נשאלו פרטים על...מוטות אדמה כימייםעבור אתר פוטו-וולטאי בקנה מידה של שירות, שבו סקר התנגדות הקרקע חזר לטווח של 1,500 עד 2,200 אוהם·ס"מ. דוח הגיאוטכנולוגי היה ברור, ה-EPC היה תקין, והאתר ישב בחגורת קליקה שהמהנדס הראשי ראה בפרויקט קטן יותר בצ'ילה בשנת 2018, שבה מלאי מוטות השקיה חרג מגבול מתח המגע בשנה השלישית מכיוון ששני ביקורי השקיה מתוכננים דילגו במהלך מגבלות הנסיעה בגין COVID. הוא לא רצה לחזור על כך. המאמר שאתם קוראים הוא הטיעון ההנדסי שעלה מהאימייל הזה - מסגרת סוג הקרקע שה-EPC כתב בסופו של דבר במסמך הרכש, ונתוני השטח מהמפעל שייצר אותה.

מדריך זה מיועד לצוותי רכש המקבלים פנייה דומה: בעלי פרויקטים ב-ME, Africa ו-SEA שדוח הגיאוטכנולוגיה שלהם מונח על שולחנם, שצוות התכנון שלהם מבקש אלקטרודה כימית במקום מוט מונע, ושמסמך הרכש שלהם צריך להיכתב בשבועיים הקרובים. שלושת סוגי הקרקע המפורטים להלן - חול, סלע ולטריט - הם אלה המופיעים בתדירות הגבוהה ביותר בדוחות אלה, ומצבי הכשל ספציפיים לכל אחד מהם. מה שלא משתנה בשלושת הפרויקטים הוא התשובה בצד הרכש.

1. אדמה חולית - כשל חוט-באוויר

חול יבש הוא מצב הכשל הכי פחות אינטואיטיבי מבין שלושת מצבי הכשל. על הנייר הוא נראה כמו מדיום הארקה תקין לחלוטין: הוא רופף, מתנקז היטב וקל לקידוח. קריאת ארבעת הפינים של ונר, לעומת זאת, מספרת סיפור אחר. חול מדבר יבש בעומק של מטר אחד בדרך כלל קורא בין 3,000 ל-10,000 אוהם·ס"מ; חול דיונות בעומק של 1.5 מטר יכול לקרוא מעל 20,000 אוהם·ס"מ במקרה הגרוע ביותר. הסיבה היא יונית, לא מכנית: חול יבש כמעט ואין בו תכולת חרסית וכמעט ואין בו תכולת מינרלים מומסים כדי להוליך זרם הרחק מפני השטח של המוט.

מה שמשנה את החישוב הוא הלחות על פני המוט. A מוט אדמה כימיהוא ליבה מצופה נחושת בתוך טבעת מקדח בקוטר 100 מ"מ, כאשר הטבעת מלאה בתרכובת מילוי היגרוסקופית (בדרך כלל בנטוניט מעורבב עם מגנזיום גופרתי). התרכובת סופגת לחות סביבתית מהאדמה ומהלחות העונתית, מחזיקה אותה כנגד פני המוט, ומשחררת באיטיות תוכן יוני לנפח האדמה המיידי. התוצאה היא שממשק המוט-אדמה מתנהג כמו אדמה של כ-200 Ω·cm גם כאשר נפח האדמה שמסביב קורא ל-8,000 Ω·cm. גיאומטריית המוט NEMA GR-1 נותרה ללא שינוי; מה שמשתנה הוא מגע האדמה.

במשלוחים שלנו למזרח התיכון בין השנים 2020 ו-2025, התנגדות הרפידות החציונית במתקני מוט הארקה כימי בתחום החול של 2,000 עד 8,000 אוהם·ס"מ נחתה על 3.6 אוהם כנגד יעד תכנון של 5 אוהם, ללא מחזור השקיה. המתקנים עם מוט מונע בלבד באתרים סמוכים באותו טווח נראו בין 18 ל-42 אוהם בעת ההפעלה, והוקדרו מחדש במהלך השנה הראשונה. המוט היה באותו קוטר. ההבדל היה המילוי החוזר.

2. אדמה סלעית - צוואר הבקבוק של שכבת הקלישאה

לאתר הסעודי שהפיק את נתוני השטח במאמר זה הייתה שכבת קלישאה בעובי 3.5 מטר בפינה הדרום-מערבית של המערך. המפרט המקורי דרש מוטות מונעים של 2.4 מטר - מה שעבד על 94% מהמערך. 6% הנותרים ישבו על קלישאה רדודה מדי לדחיפה דרכה והתנגדותית מדי להתעלמות. ששת הפדים בפינה זו נראו מעל 4.7 Ω בעת ההפעלה, אפילו כשהמוט היה מורחב ל-3.0 מטר. עשינו שני דברים: עברנו לאלקטרודות כפולות בדוגמת דלתא (שני מוטות של 2.4 מטר במשולש סביב כל פדים) והוספנו...מודולי קרקע גרפיט לעמודותבפדי שנאי MV במקביל. הבדיקה החוזרת של השנה החמש חזרה על 4.7 Ω הגרוע ביותר - בטווח התכנון - מכיוון שהמודולים הרחיבו את משטח הפוטנציאל האקוויוולנטי לרוחב במקום שבו המסלול האנכי נחסם.

אתרים סלעיים מתחלקים לשתי קטגוריות מעשיות עבור צוות הרכש. הראשונה היא סלע סדוק עם פערים מלאי אדמה - ניתן לחיתוך בקדח, אך המוט בא במגע רק עם חלק האדמה, לא עם מטריצת הסלע. השנייה היא סלע שלם או קליש (אדמה מצופה סידן פחמתי) בעומק האלקטרודה המתוכנן או בסמוך לו, שם דחיפה הופכת לבלתי אפשרית או לא כלכלית. המזרח התיכון ומערב ארה"ב רואים הרבה מהקטגוריה השנייה; חלקים גדולים מערב הסעודית, קטאר ואיחוד האמירויות הערביות סובלים משכבת ​​קליש בעובי של 2 עד 4 מטר, וה...מידע על קרקע עולמית של ISRICהקטלוג מציב את אותו פרופיל ברחבי הסאהל וקרן אפריקה באזורים יבשים עונתית.

לשאלה מעמיקה יותר בצד הרכש באתרים סלעיים, ה-מרכז נתוני סיווג קרקע של FAOמאפשר לצוות רכש לשלוף את מפת הקרקע האזורית לפני שקבלן הגיאוטכנולוגיה מתגייס - המקום הזול ביותר לברר אם האתר יושב על מצע קליש או גרניט שעבר בליה.מסמך ייחוס קרקעות עולמיות של FAOהוא רכיב הייחוס בשטח עבור שמות של סוגי קרקע שמופיעים בסופו של דבר על גבי BES (גיליון הערכת הצעות מחיר).

3. אדמת לטריט - בעיית התנודה העונתית

לטריט הוא סוג הקרקע שבו מוט מונעים סטנדרטי עובר את ההפעלה ואז נכשל בשקט בחלון מתח המגע עד העונה היבשה. לטריט הוא קרקע שיורית עשירה בברזל ואלומיניום הנפוצה ברחבי אפריקה הטרופית (ניגריה, גאנה, קניה, מוזמביק), דרום אסיה (חלק ניכר מחצי האי הודו, סרי לנקה, חלקים מבנגלדש) וחלקים מדרום אמריקה (צפון מזרח ברזיל, גיאנה). פרופיל הקרקע מנוקז היטב ובעל תכולת תחמוצת ברזל גבוהה, וזה מה שמעניק לו את הצבע החום-אדום האופייני.

הבעיה החשמלית היא התנודה העונתית. סקרי שטח שפורסמו על לטריט מערב אפריקאי מדווחים בדרך כלל על התנגדות בעונה הרטובה בטווח של 200 עד 800 Ω·cm - התנגדות שניתן לעבוד עליה בצורה מושלמת עבור מוט מונעים סטנדרטי - והתנגדות בעונה היבשה מעל 5,000 Ω·cm - מחוץ לטווח הניתן לעבודה עבור אותו מוט. המוט המונע אינו משתנה; האדמה סביבו כן. מחזור השקיה של 6 חודשים יכול לייצב מחדש את קריאת העונה היבשה, אך אותה בעיית משמעת השקיה מופיעה שוב: צוות השקיה שלא מגיע בזמן הנכון משאיר את המשטח בתוך טווח הכשל של חלון מתח המגע למשך שארית העונה היבשה.

עבור אתרי לטריט SEA ספציפית, אותו היגיון עונתי חל עם תזמון עונתי שונה במקצת: העונה היבשה באינדונזיה ובפיליפינים קצרה אך אינטנסיבית יותר מהעונה היבשה במערב אפריקה, מה שאומר שתנודת ההתנגדות דחוסה לחלון צר יותר. מודל הפעולה של מוט אדמה כימי - מילוי חוזר לשמירת לחות, ללא מחזור השקיה - עובד בשני המקרים.

4. מה יש לומר במסמך הרכש

בשלושת סוגי הקרקע הנ"ל, ההחלטה ההנדסית זהה: מוט ההנעה הסטנדרטי אינו המוצר הנכון. מסמך הרכש צריך לציין מה כן.

שלוש בקרות בצד הרכש עושות את ההבדל בין מפרט שפותר את הבעיה לבין מפרט שיוצר את הבעיה.

1. דוח בדיקת סוג מצורף להזמנת רכש.מוט הארקה כימי אינו רק צינור נחושת - זוהי הכימיה שבתוכו. הספק צריך לשלוח דוח בדיקת סוג הכולל ארבע מאפיינים: מקדם הפחתת התנגדות בלחות ייחוס, יציבות יונית ארוכת טווח ב-60 מעלות צלזיוס / 30 יום, שמירת לחות לאחר ייבוש של 90 יום, ועמידה בדרישות סביבתיות בשלב ESIA. הפסדנו אצווה משנת 2019 לתערובת נתרן כלוריד (כלוריד תוקף ליבות מצופות נחושת בתוך המעטפת), ואצווה של הספק משנת 2022 נכשלה במבחן היציבות היונית בשימור של 65% - מתחת לסף הפנימי שלנו של 80% - ולכן אישרנו קו תרכובות פנימי. הספק שלא יכול לשלוח את הדוח הזה הוא הספק שמגיע בסוף השנה השנייה עם דוא"ל של "יש לנו תרכובת חדשה ומשופרת".
2. תקן המחבר נעול ב-IEEE 837.מלחציים מכניים נכשלים בבדיקת זרם הדחף בחברת החשמל 62561-1ואין להשתמש בו בפרויקט בקנה מידה של שירות. תקן המחבר הוא החלק במפרט שמגן על הנכס לאורך כל אורך החיים המתוכנן של 25 שנה.
3. גיאומטריית מוט לכלNEMA GR-1.קוטר 17.2 מ"מ עד 25.4 מ"מ, עובי ציפוי נחושת ≥ 254 מיקרומטר. עובי הציפוי חשוב ביותר בעומסי זרם דחף (סיומות ESE, פדי MV) - ציפוי דק נכשל ראשון.

5. סגירה - מה צד הרכש צריך לשאול קודם

המפעל הסעודי בהספק 150 מגה-וואט שפתח מאמר זה הציג התנגדות ממוצעת של 3.1 אוהם עבור הרפידות כנגד יעד עיצוב של 5 אוהם בבדיקה החוזרת של השנה החמש, כאשר הרפידה הגרועה ביותר עמדה על 4.7 אוהם בפינה הדרום-מערבית, שם הקלישאה הפסיקה את ההנעה האנכית. אף אחד מהמספרים הללו לא היה קיים כטיעון רכש כאשר ה-EPC של מדריד שלחה את דוא"ל הבירור מאוגוסט 2020 - הם תוצאה של כתיבת הכימיה של המילוי החוזר, תקן המחבר, גיאומטריית המוט וסידור מחדש של מטרת הקרקע באותו מסמך, ולאחר מכן מתן אפשרות לצוות ההתקנה לעשות את העבודה.

אם אתם בעלי פרויקט במזרח התיכון, אפריקה או דרום מזרח אסיה ומסמך הרכש פתוח, השאלה שקובעת האם הפרויקט יישאר בתוך חלון התכנון שלו ב-25 השנים הבאות אינה "איזה מוט עליי לקנות" - אלא "מהי התנגדות הקרקע בעומק האלקטרודה המתוכנן, ואיזה משלושת מצבי הכשל הנ"ל חל". קבלו תחילה את תשובת הקרקע; לאחר מכן תגיע תשובת המוצר. שאלת הרכש היא אז איזו משתי משפחות המוצרים -מוט אדמה כימי or מודול קרקע גרפיט עמודה(או שניהם, באתרים הקשים ביותר) - מתאים לפס הקרקע ולמגבלת העומק. עמוד הקטגוריה המלא ב/אלקטרודת הארקה כימית/יש את אפשרויות הגיאומטריה, ואת ה-5 יצרני מוטות הארקה יונים אלקטרוליטיים מובילים לשנת 2025בבלוג יש את רשימת הספקים המצומצמת.

עבור חבילת דגימות ודוח בדיקת סוג של ארבעה מאפיינים בפרויקט ספציפי, הנתיב המהיר ביותר הואדף צור קשרמשלוחי דוגמאות עבור פרויקטים במזרח התיכון, אפריקה וים התיכון בדרך כלל יוצאים מהמפעל באותו שבוע, עם תשובות טכניות תוך יום עסקים אחד.