Nowa Technologia z pomocą Polskiej Energetyce

Czy zakłady energetyczne mogą zwiększać swoją niezawodność w dostarczaniu energii elektrycznej bez znaczących nakładów inwestycyjnych? Czy w związku ze zmieniającym się zapotrzebowaniem zawsze konieczne są drogie inwestycje w infrastrukturę?

Odpowiedź na oba te pytania może wydawać się tendencyjna, jednak z wraz z rozwojem nowych technologii w systemach sieci elektro-energetycznych pojawiają się także zupełnie nowe i rewolucyjne rozwiązania dotyczące konserwacji i utrzymania infrastruktury. Zakłady energetyczne to przedsiębiorstwa niezwykle istotne (jeżeli nie najważniejsze) dla rynku, są niejako „systemem krwionośnym” gospodarki, dostarczającym zapotrzebowaną energię elektryczną odbiorcom w określonym czasie i określonej ilości. Nawet krótkotrwałe planowane przerwy w dostawie energii elektrycznej powodują frustracje i straty zarówno u użytkowników prywatnych jak i przedsiębiorstw. Przerwa dostawy energii elektrycznej u odbiorcy jest zdarzeniem niepożądanym, niejednokrotnie niosącym poważne konsekwencje powstania ogromnych strat materialnych oraz społecznych, w tym również zagrożenia bezpieczeństwa. Przerwy zasilania u odbiorców są zdarzeniami losowymi, które podlegają stosownym regulacjom prawnym jak również późniejszym analizom. Czasy trwania występujących przerw dostaw energii są bardzo różne - od ułamków sekundy do kilku godzin, a nawet dni. Dlatego też zakłady energetyczne są zobowiązane do corocznego podawania wartości poniżej wymienionych wskaźników: y wskaźnika przeciętnego systemowego czasu trwania przerwy długiej i bardzo długiej (SAIDI - System Average Interruption Duration Index), y wskaźnika przeciętnej systemowej częstości przerw długich i bardzo długich (SAIFI - System Average Interruption Frequency Index). Warto nadmienić, że wskaźniki te wyznaczane są oddzielnie dla: y przerw planowanych y przerw nieplanowanych z uwzględnianiem oraz bez uwzględnienia przerw katastrofalnych. Z tego powodu wszyscy dystrybutorzy energii przykładają niezwykłą wagę do poprawy i redukcji parametrów SAIDI i SAIFI. Należy jednak zaznaczyć, że w ostatnich latach sumaryczny poziom nakładów inwestycyjnych 5 największych dystrybutorów energii uległ znacznemu zwiększeniu. Pomimo tego cały czas poziom wskaźników SAIDI, SAIFI w Polsce znacząco odbiega od średniej Europejskiej. W związku z tym Prezes Urzędu Regulacji Energetyki uznał, że w okresie regulacji jakościowej, tj. w latach 2016-2020, zostanie zastosowany wariant, w którym nie przewiduje się przyznawania premii.

Okresowe przeglądy, czyszczenie i konserwacja

Osoby, które na co dzień zawodowo zajmują się energetyką wiedzą, że odpowiednia konserwacja oraz czystość urządzeń jest kluczem do szczytowej wydajności. Jednakże potrzeba utrzymania tych urządzeń w ruchu często prowadzi do odkładania czyszczenia i konserwacji w czasie, zredukowanej wydajności a w pewnych przypadkach niedyspozycyjności powodowanych przez przeskok powierzchniowy. Jak jednak pogodzić dwa tak zdawałoby się odległe od siebie potrzeby: braki w włączeniach poszczególnych stacji energetycznych SN oraz wykonywanie niezbędnych prac konserwacyjno- -czyszczących niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania urządzeń.

Firma 3N Solutions od ponad 10 lat jest ekspertem w czyszczeniu i konserwacji urządzeń przemysłowych stosując swoją autorską metodę opartą na zastosowaniu innowacyjnego medium czyszczącego, którego głównym elementem jest specjalnie przygotowywana mieszanka suchych gazów przygotowana w oparciu o prawo Bunsena- -Grahama. Mieszanka w postaci mgły gazowej, podawana jest na czyszczone urządzenia za pomocą specjalistycznych dysz. Jej skład i ciśnienie robocze (nieprzekraczające wartości 0,5 – 1,5 bara) regulowane jest poprzez moduł sterujący w zależności od stopnia zabrudzenia oraz rodzaju i wrażliwości czyszczonych urządzeń Mieszanka gazów ma tą przewagę nad innymi metodami czyszczenia, że dociera w miejsca niedostępne dla innych metod (chemia, sprężone powietrze, pędzelki, czyściwo, benzyna, nafta). Po dostaniu się pod zabrudzenie i zetknięciu się z ciśnieniem atmosferycznym mieszanka gazów zwiększa swoją objętość kilkuset krotnie, usuwając nawet najbardziej oporne i groźne zanieczyszczenia, nie ingerując w strukturę podzespołów. Mieszanka gazów jest całkowicie sucha, nie powoduje zawilgocenia, nie wchodzi w reakcje fizyczne ani chemiczne z czyszczonymi elementami, nie ma właściwości ściernych, jest nietoksyczna, bezwonna, niepalna i aseptyczna (to jest warte podkreślenia). Jest całkowicie bezpieczna dla wrażliwych elementów elektronicznych jak i osób, które mają z nią bezpośrednią styczność. Zanieczyszczenia usuwane z urządzeń i podzespołów w miejscu podania mieszanki zabierane są automatycznie poprzez wyciąg ciśnieniowy.

Technologia MCV (medium voltage cleaning)

Bazując na swoim wieloletnim doświadczeniu w czyszczeniu urządzeń przemysłowych pod napięciem do 1 kV firma 3N Solutions w 2017 roku rozpoczęła wspólnie z Instytutem Energetyki oraz Wydziałem Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej; realizację projektu „Opracowanie innowacyjnej technologii MVC (medium voltage cleaning) czyszczenia urządzeń elektroenergetycznych pod średnim napięciem do 60 kV” finansowanego ze środków NCBR. Celem projektu było opracowanie innowacyjnej technologii czyszczenia instalacji elektro-energetycznych śred

Zdj. 1, 2, 3. Stanowisko badawcze technologii MVC podczas testów w Instytucie Energetyki w Warszawie

niego napięcia do 60 kV z zachowaniem ciągłości pracy urządzeń. Dla podmiotów sektora energetycznego oraz większości podmiotów produkcyjnych duży problem stanowią przestoje, których częstą przyczyną są kumulujące się zabrudzenia różnego pochodzenia, generujące straty, obniżające żywotność podzespołów, wymuszające konieczność czasochłonnych i kosztownych włączeń. Wyzwaniem technologicznym jakie zostało postawione przed projektem było doprowadzenie w wyniku badań do powstania i certyfikowania technologii technologii czyszczenia, która wyeliminuje przestoje w działaniu instalacji podczas jej czyszczenia pod średnim napięciem do 60 kV. Rezultatem badań miało być opracowanie technologii czyszczenia urządzeń elektroenergetycznych pracujących pod średnim napięciem do 60 kV z wykorzystaniem mieszanki suchych gazów szlachetnych wykorzystywanych wcześniej przez firmę 3N Solutions oraz opracowanie specjalistycznych urządzeń służącego do czyszczenia. Pomysłodawcą i liderem projektu była firma 3N Solutions Sp. z o.o., a prace badawczo-testowe odbywały się w laboratorium 3N Solutions oraz w Zakładzie Wysokich Napięć Instytutu Energetyk Opracowana technologia miała być wykorzystywana w energetyce i pozwolić na: y zmniejszenie występowania poważnych awarii, y zwiększenie wskaźników polaryzacji, y polepszenie rozpraszania ciepła, y wyeliminowanie wtórnych odpadów podczas czyszczenia, y maksymalne wyeliminowanie czasów przestojów Prowadzone prace badawcze zakończyły się pełnym sukcesem. W wyniku przeprowadzonych prac zaprojektowano, zrealizowano oraz przetestowano główne elementy opracowanej technologii MVC czyli: urządzenia podające oraz odsysające zabrudzenia z urządzeń energetycznych. Firma 3N Solutions uzyskała certyfikat Instytutu Energetyki dla Technologii MVC (medium voltage cleaning). Dodatkowo wynik prac został złożony w urzędzie patentowym jako Sposób czyszczenia urządzeń elektroenergetycznych będących pod napięciem średnim.

Krótki opis technologii MVC czyszczenia urządzeń elektroenergetycznych będących pod średnim napięciem firmy 3N Solutions.

Czyszczenie urządzeń elektroenergetycznych pozostających pod średnim napięciem bez konieczności ich odstawiania z wykorzystaniem zestawu urządzeń do czyszczenia odbywa się za pomocą lancy wyposażonej w specjalną dyszę z materiału dielektrycznego z systemem jej grzania, która ma obudowę połączoną przewodem z urządzeniem dozującym mieszaninę gazów i systemem grzewczym. Mieszanina gazów specjalistycznie przygotowywana na rampie gazowej samochodu technologicznego umożliwia czyszczenie, które przebiega w trzech etapach: 1. etapem pierwszym jest czyszczenie wstępne przy użyciu metody odkurzania, 2. etapem drugim jest czyszczenie podstawowe przez podawanie mieszanki gazów przy użyciu prostej lancy oraz odbieranie zabrudzenia lancą odbierającą w celu usunięcia większości zabrudzeń 3. Etapem trzecim jest czyszczenie zasadnicze – podawanie mieszanki suchych gazów lancą prostą lub zagiętą z zasadą dokładnego czyszczenia każdego podzespołu oraz odbieranie zabrudzeń specjalnie zaprojektowaną lancą odbierającą. Lanca odbierająca z wentylatorem wyciągowym zaopatrzonym w filtry usuwa zanieczyszczenia z powierzchni czyszczonej i odprowadza je do zbiornika za pomocą dyszy ssącej z materiału nieprzewodzącego. Dielektryczna dysza odbierająca zanieczyszczenia z systemem separacji zabrudzenia uniemożliwia powstawanie łuku elektrycznego po ścieżce zabrudzenia. Konstrukcja dyszy obejmująca elastyczne elementy z materiału dielektrycznego umożliwiające manipulowanie końcem dyszy w miejscu odsysania zabrudzeń. Mocowanie manipulatora dielektrycznego do rury ssącej daje możliwość zmiany kąta ustawienia rury ssącej względem manipulatora Celem nadrzędnym w opracowaniu tej technologii było zmniejszenie przerw w dostawie energii elektrycznej do odbiorców dzięki zastosowaniu technologii prac pod napięciem i w konsekwencji poprawa warunków pracy urządzeń dystrybucyjnych bez konieczności ich wyłączania w trakcie wykonywania czyszczenia. Dodatkowym równie ważnym czynnikiem który przyświecał opracowaniu technologii było bezpieczeństwo osób bezpośrednio pracujących przy usłudze czyszczenia w najsurowszych reżimach PPN. n