مع توسع تركيا في قدراتها على توليد الطاقة منخفضة الكربون، تطلب مشروع محطة كازان ذات الدورة المركبة (CCPP) إنشاء منشآت نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية جاهزة للربط بالشبكة، يمكن تصميمها وتصنيعها وتركيبها في جدول زمني صارم دون المساس بالسلامة أو الأداء الزلزالي أو سهولة الصيانة طويلة الأمد. يعرض هذا المشروع المفهوم الهيكلي والمنهج الهندسي وطريقة البناء لحزمة هيكل فولاذي شبكي أنبوبي بوزن 845 طن صُممت لدعم معدات الجهد العالي، ومسارات الكابلات، والبنية التحتية للتحكم. اكتمل المشروع في ديسمبر 2024، حيث تم تسليم نظام فولاذي متين وسهل الفحص يتميز بمسارات تحميل واضحة، وصلابة التواء عالية، وقدرة احتياطية للتوسعات المستقبلية، مما ساعد محطة كازان CCPP على تصدير الطاقة إلى الشبكة الوطنية بثبات وأمان مع تقليل مخاطر الانقطاع.
ملخص المشروع
| الموقع | تركيا (منطقة كازان) |
|---|---|
| نوع المحطة | محطة توليد طاقة بدورة مركبة (CCPP) |
| نطاق العمل | منشآت نقل الطاقة وتوزيعها (الهياكل الفوقية الفولاذية، الإطارات، القواعد، الجسور الحاملة للكابلات، هيكل مبنى التحكم) |
| كمية الفولاذ | 845 طن (تصنيع وتركيب) |
| نوع الهيكل الفولاذي | هيكل فولاذي شبكي أنبوبي (تكوين متعدد الفتحات) |
| تاريخ الإنجاز | ديسمبر 2024 |
الخلفية والأهداف
تجمع محطة كازان CCPP بين توربينات غازية عالية الكفاءة واسترجاع الحرارة لتوفير طاقة أساسية مرنة. لضمان ربط مستقر بالشبكة، طلب المالك منشآت نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية تتضمن:
- صلابة عالية لتحمل المعدات الثقيلة (المحولات، المفاعلات، خلايا GIS/AIS، وقنوات التيار).
- مقاومة زلزالية وريحية وفق المعايير التركية ومعايير EN/IEC الأوروبية.
- إدارة فعالة للكابلات عبر جسور طويلة متعددة المستويات.
- تركيب سريع متزامن مع جدول التشغيل لتقليل مخاطر التأخير.
- تكاليف صيانة منخفضة من خلال الحماية من التآكل وإمكانية استبدال المكونات.
المفهوم الإنشائي: الهيكل الفولاذي الشبكي الأنبوبي
يعتمد التصميم على نظام فولاذي شبكي أنبوبي معياري. يتم الجمع بين الأعمدة والروابط المغلقة (دائرية أو مربعة المقطع) مع أعضاء دقيقة لتكوين إطار خفيف وصلب، مثالي للمناطق الديناميكية بالقرب من المحولات والقنوات.
لماذا الهيكل الشبكي الأنبوبي في منشآت نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية؟
- الصلابة الالتوائية والسيطرة على الاهتزاز: تقلل الهياكل الأنبوبية الالتواء تحت الأحمال غير المتناظرة وقوى القصر الكهربائي.
- الفتحات الواسعة: تسمح بعبور الكابلات والمعدات دون عوائق، مما يقلل الأساسات والتداخل.
- عُقد مدمجة: تفاصيل لحامات K وN تقلل التعقيد الهندسي وتسهّل الفحص.
- الجماليات وسهولة الصيانة: خطوط نظيفة، ممرات مدمجة، وشبكات قابلة للإزالة تسهل عمليات التشغيل والصيانة.
نطاق منشآت نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية
يشمل النطاق الهيكلي الكامل جميع العناصر اللازمة لدعم المعدات الكهربائية والوصول إليها:
- هياكل الجهد العالي والإطارات: دعامات الخطوط الكهربائية، القواطع، القواعد، أعمدة مانعات الصواعق، وحوامل قنوات التيار.
- خلايا GIS/AIS: إطارات معدنية لأجهزة المفاتيح الكهربائية، مع جسور رافعة مدمجة وألواح تثبيت مدمجة.
- جسور الكابلات: ممرات شبكية فولاذية طويلة متعددة الطبقات تدعم الكابلات وأنظمة الختم.
- هيكل مبنى التحكم والمرحلات: إطار فولاذي للمبنى يضم الميزانين وغرف المعدات ومنصات أنظمة التكييف.
- الوصول والسلامة: أبراج سلالم، حواجز حماية، درابزينات، منصات شبكية مقاومة للانزلاق.
- التأريض والبرق: نقاط تأريض ولحامات مدمجة متوافقة مع أنظمة التأريض وحماية الصواعق.
معايير التصميم والأكواد
يتوافق التصميم مع المتطلبات التركية ومعايير EN وIEC الدولية. تشمل المعايير النموذجية:
- الهيكلية: EN1990/1991/1993/1090 مع معلمات زلزالية وريحية خاصة بالموقع.
- الواجهات الكهربائية: المسافات والتحميل حسب مواصفات المشروع.
- الخدمة: حدود الانحراف لحماية استقامة الكابلات والمعدات الحساسة.
- الإجهاد الديناميكي: مراعاة الاهتزازات الناتجة عن المحولات وعمليات التحويل.
المواد والتصنيع والحماية من التآكل
تستخدم الحزمة فولاذاً معتمداً من الدرجة S355/S420 مع تتبع كامل من شهادة المصنع إلى التركيب. تشمل ضوابط الجودة:
- اللحام: إجراءات WPS/PQR معتمدة؛ إشراف كامل على تأهيل اللحامين؛ واختبارات غير إتلافية حسب الأهمية.
- التحكم في الأبعاد: استخدام قوالب لتوحيد العقد؛ فحص الانحناء والالتواء قبل الطلاء.
- السطح والطلاء: تنظيف بالرمل وفق Sa 2.5؛ طلاء مزدوج بالحماية المجلفنة والدهان النهائي لمناطق C4–C5.
- البراغي: شد مسبق حسب معيار EN14399؛ تسجيل التحقق من العزم.
الأساسات والتوصيلات
تعتمد الأساسات على صفائح قاعدة مفصلية على قواعد خرسانية مسلحة لتقليل العزوم. يتم تنسيق التثبيتات المدمجة مسبقاً مع الأعمال المدنية. تُضاف فواصل تمدد ووصلات مرنة لتجنب نقل الأحمال إلى المعدات.
استراتيجية التركيب وتسلسل البناء
للوفاء بموعد ديسمبر 2024، تم اعتماد نهج التصنيع المسبق والعمل المتوازي:
- التجميع المسبق: تركيب وحدات الشبك والسلالم على الأرض مع اختبار التوافق.
- الرفع والتركيب: استخدام رافعات متنقلة بحساب دقيق للوصول الآمن.
- اللحام والتثبيت التدريجي: تثبيت مؤقت للتحكم في الاستقامة، ثم الشد النهائي.
- تركيب الكابلات: قبل الأعمال الكهربائية النهائية لضمان التنسيق.
- الفحص والتسليم: مراجعات مشتركة وتوثيق لحامات ودهانات وفق الواقع.
السلامة وسهولة الوصول
تركز منشآت نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية على توفير بيئة تشغيل آمنة:
- تخطيط الوصول: أبراج سلالم بعيدة عن مناطق المجال المغناطيسي؛ أرضيات شبكية مانعة للانزلاق.
- الحماية من السقوط: خطوط أمان دائمة وحواجز حماية مطابقة للمواصفات.
- إجراءات العزل والتصاريح: ضبط أعمال اللحام وتحديد مناطق العزل.
- مسارات الفحص: وصول كامل 360° لجميع الوصلات والعقد.
إدارة الكابلات والجوانب الكهرومغناطيسية
تم تصميم الجسور الفولاذية لتفصل بين كابلات الطاقة والتحكم والألياف الضوئية، مما يقلل التداخل ويسهل التوسعات المستقبلية. نقاط التأريض مدمجة لضمان الاستمرارية الكهربائية.
ضمان الجودة ودعم التشغيل التجريبي
تشمل الوثائق شهادات المواد، خرائط اللحام، تقارير الفحص NDT، سجلات الطلاء والعزم، ونتائج الفحص قبل التشغيل.
الاستدامة والقيمة طويلة الأمد
يُقلل نظام الشبك الأنبوبي كمية الفولاذ المستخدمة مقارنة بالأنظمة التقليدية، مع الحفاظ على الصلابة المطلوبة. الطلاء المزدوج يزيد من عمر الهيكل. جميع المكونات قابلة لإعادة التدوير.
النتائج والأداء
- الإنجاز في الموعد المحدد: تسليم الهياكل في ديسمبر 2024.
- موثوقية التشغيل: دعم ثابت يقلل الصيانة.
- الجاهزية المستقبلية: إمكانية التوسع بإضافة وحدات إضافية.
- قيمة للمالك: نظام متين وسهل الصيانة.
الدروس المستفادة
- التنسيق المبكر بين الفرق يقلل من التداخلات.
- التجميع المسبق يحسّن الجودة ويسرّع التنفيذ.
- دمج مسارات الوصول منذ التصميم يقلل مخاطر التشغيل.
ممارسات التشغيل والصيانة الموصى بها
- فحص الطلاء سنوياً وإصلاح المناطق المتضررة.
- فحص عزم البراغي بعد الدورات الحرارية الأولى.
- التحقق من استمرارية التأريض بعد أي تعديلات.
الأسئلة الشائعة
س١: لماذا الهيكل الشبكي الأنبوبي؟
لأنه يوفر نسبة صلابة إلى وزن ممتازة وتحكم في الالتواء.
س٢: كيف يتم التعامل مع الزلازل والرياح؟
وفقاً لمعايير EN والتركية لتجنب الانحرافات المفرطة.
س٣: ما نوع الحماية من التآكل المستخدمة؟
الجلفنة الساخنة مع طبقة طلاء نهائية متوافقة.
س٤: هل يمكن توسيع النظام لاحقاً؟
نعم، بفضل التصميم المعياري القابل للإضافة.
س٥: ما الوثائق المقدمة عند التسليم؟
شهادات المواد، تقارير اللحام، سجلات الطلاء والعزم، المخططات النهائية.
الخاتمة
تبرز منشآت نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية في محطة كازان CCPP كيف يمكن لهياكل فولاذية شبكية أنبوبية بوزن 845 طن أن توفر صلابة عالية، وسرعة في البناء، وسهولة في الصيانة طويلة الأمد لضمان نقل طاقة آمن ومستدام.
