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发电 | 受益于多燃料系统的沙漠观测站

来源:荣格 发布时间:2017-12-13 1063
工业金属加工泵与过滤
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智利的阿塔卡马(Atacama)沙漠,海拔近3000米,采用多燃料泵系统为世界上最大的地面天文项目——智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列观测站(按英文首字母缩写为ALMA,音译为阿尔玛)——供应能源,帮助其满足极端条件下的特殊要求及技术支持。

阿尔玛观测站是阿塔卡马沙漠北部的一个国际天文设施,那里有66个巨大的高精度天线,在这个海拔近5000米的地方,空气非常清冽、稀薄,有助于获取尖锐、高对比度的空间图像。

对阿尔玛来说,任何停电都是场灾难。没有电,水处理厂就不能工作,没暖气,没灯光,就会失去外界通讯。观测站的核心活动高度依赖电力。“即使短暂断电,也可能导致天线校准失败,并破坏宝贵的工作时间,”阿尔玛观测站技术负责人Juan P. Vargas Parker说。

没有电力线路通向这个偏远地区。只在海拔2900米安装了一个运转支持单元,由三台3.5兆瓦的多燃料燃气轮机自主发电。

这个单元所需的柴油或液化石油气能源,是Lewa公司的6台三联隔膜计量泵提供的。它们的设计架构牢固,输送润滑和非润滑液体效果同样好,完美适应沙漠的恶劣环境条件。

按需精确供应燃料

为确保稳定可靠的电力供应,2013年5月开始运行燃油站,直接使用既可用柴油也可用液化石油气的三燃气轮机发电。每两台Lewa的ecoflow三联泵上联接一台涡轮机。

世界上最大的地面天文项目阿尔玛观测站,能捕捉宇宙中一些最冷物体的光。

世界上最大的地面天文项目阿尔玛观测站,能捕捉宇宙中一些最冷物体的光。

这些隔膜计量泵的特色是,不用任何重新组装、无需任何条件,都可输送润滑柴油或无润滑的液化石油气。用罐装车将燃油从加油站运到观测站,然后注进两个与运转支持单元距离分别为20米和40米远的储藏罐中。因为一种燃料可用作另一种燃料的替代品,所以储罐的易达性与存储量是泵送效果的决定性因素。

必须适当选择,因为每种燃料都有其不同的特性。“柴油在高温下更稳定,价格更贵,而液化石油气容易引起管道内的气泡。各有利弊。因此,当做第一次尝试时,我们主要在涡轮机的加速阶段使用柴油,一旦达到目标速度,就切换到更具成本效益的液化石油气,”Lewa巴西分公司的Anderson Cruz表示。他与智利分公司代表一起监督该项目的执行。

在三个大型柴油机或液化石油气涡轮机上直接 产生能量。

在三个大型柴油机或液化石油气涡轮机上直接产生能量。

人类和泵的工作都会受到沙漠中温度的很大影响,因为它影响到介质的粘度变化,甚至可以加热到管道中出现气穴的程度。Lewa泵在设计时就考虑到这些因素。稀薄、高海拔的空气对发动机功率要求也不同。在观测站运转单元海拔2900米的高度上,发动机产生的电力价值会比海拔低于1000米之处减少15~20%。“为弥补这些损失,泵和涡轮机的驱动都必须是超大尺寸的,”克鲁兹解释说。

系统平衡

为使整个系统保持平衡、更好地规划服务工作,使涡轮机和水泵更平衡地使用,需要系统能在两者间切换。必须始终只有一个涡轮机在使用,其他涡轮机作为备份。泵的使用情况也类似,不同处是以第二台泵为替换泵。如果一台泵失灵,第二台就会立即启动。

三个大型柴油或液化石油气轮机,每一个都能连接到两台Lewa多燃料泵上,可输送润滑和非润滑 燃料。

三个大型柴油或液化石油气轮机,每一个都能连接到两台Lewa多燃料泵上,可输送润滑和非润滑燃料。

切换是自动的,由涡轮控制器控制,也规范了连续、高精度的燃料供应。在燃料过剩的情况下,剩余的燃料会通过返回管道返至油箱中。如果泵的设置不正确或工作效率低下,系统就会自动调整改进。

然而,采用高精度的Lewa泵,不只运行可靠,且在经济上是可行的,因为在沙漠中,每千瓦小时的发电都会产生较大成本。低精度泵需要更多电力,才能输送等量的燃料,或泵回多余的能量。这会浪费电力和燃料,而天线本身的供电需求才是最重要的。

Lewa巴西分公司及其智利代表,为阿尔玛观测站项目的技术人员提供备件的快速输送、运行的特 殊培训及操作系统服务。

Lewa巴西分公司及其智利代表,为阿尔玛观测站项目的技术人员提供备件的快速输送、运行的特殊培训及操作系统服务。

对燃料添加的良好控制,能避免过载和高电压这些影响稳定发电的决定性因素,保持系统运转良好。“我们的主要标准是保证泵的绝对可靠性,实现最经济的燃料供应。Lewa Ecoflow泵的质量和性能在这方面给人留下了深刻印象。由于其坚韧性,燃料供应一直运转良好,只需进行正常服务,比如必要的磨损部件的更换,”Juan P. Vargas Parker说。

现场服务

但不稳定的情况仍时有发生,Lewa公司通过其巴西子公司和智利代表,提供具体到个人的现场支持服务。到目前为止,已出现了两次情况。第一次的不稳定,源于最初启动时就立即引发的震动。经过彻底分析,原因是定位不当和阻尼器校准的不完美。

第二次不稳定发生在2014年夏季。压力不足,一个涡轮机性能降低了。人们设想可能是泵有缺陷或配置不当。然而性能测试表明,这些泵完全能够输送所需的燃料量。之后人们又把注意力集中在涡轮本身和涡轮供应商上,找出了问题所在,并向Lewa公司寻求建议帮助。

鉴于此地的环境条件,检查服务是危险的。特别是下午常会有沙尘暴进入水泵,更不用说打开它们了。阿塔卡马沙漠中极端的温度波动,也使检查特别令人不快。短短几个小时内,气温就会从冰点以下到极热。这个沙漠是世界上最干燥的地方,紫外辐射也特别强。

然而,对于阿尔玛观测站的技术人员来说,能在这个偏远角落里得到制造商的服务,会使他们的工作更容易,因为他们可以很容易地就获得替换零件,并从源头上直接获得他们所需要的泵的信息。因此,上述这两项检查服务,都是与系统运作和服务的特殊培训相结合的。特别是当系统不稳定时,有现场支持,便于Lewa公司的技术人员对系统进行测试,有针对性地处理技术研究问题,一起寻找恢复平稳运行的解决方案。


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