Soluzione di trasformatore per progetti industriali in Arabia Saudita (ambiente ad alta temperatura di 50°C)

Jubail, situata sulla costa occidentale del Golfo Persico, nell'Arabia Saudita orientale, si è sviluppata in un importante hub globale per l'industria petrolchimica e pesante, ancorato alla città industriale di Jubail. La regione è soggetta a temperature elevate persistenti, elevata umidità, intensa nebbia salina e condizioni polverose; le temperature ambientali estive superano spesso i 50°C. Inoltre, la salinità dell'aria costiera impone requisiti rigorosi alla resistenza alla corrosione e all'affidabilità operativa a lungo termine delle apparecchiature elettriche per esterni.

In tali condizioni operative, la costruzione del progetto della centrale elettrica Saudi Aramco procede senza intoppi. Il progetto affronta le condizioni climatiche estreme del Medio Oriente. È stato costruito un sistema di alimentazione elettrica completo utilizzando trasformatori fusi a secco in resina epossidica della serie SCB, sottostazioni compatte e relative apparecchiature di distribuzione dell'energia a media e bassa tensione.

La sottostazione principale è dotata di tre trasformatori a secco SCB, con potenza nominale di 2.500 kVA, 2.000 kVA e 1.000 kVA, responsabili della conversione di potenza e di garantire un'alimentazione stabile alle aree di produzione. Le zone di distribuzione dell'energia dell'impianto sono dotate di molteplici trasformatori di tipo a secco e sottostazioni di pacchetto ; queste sottostazioni integrate integrano quadri ad alta tensione, trasformatori e armadi di distribuzione a bassa tensione per facilitare l'aspirazione di energia a media tensione, la trasformazione della tensione e la fornitura di energia per macchinari e illuminazione sul lato a bassa tensione.

Il progetto utilizza un totale di 22 unità di trasformazione, comprendenti 12 trasformatori di tipo a secco e 10 sottostazioni di tipo box (sottostazioni prefabbricate) , per servire l'officina di assemblaggio motori, l'officina di produzione di pompe marine, gli edifici ausiliari e le strutture di servizio dell'impianto, garantendo così un'alimentazione elettrica affidabile e continua per le operazioni.

Utilizzando questo progetto come caso di studio, questo articolo analizza l'applicazione pratica dei trasformatori a secco e delle sottostazioni a scatola nei progetti industriali del Medio Oriente, coprendo aspetti come l'adattamento agli ambienti ad alta temperatura, la progettazione anticorrosione, la selezione del prodotto, la configurazione del sistema e l'installazione in loco, per fornire un riferimento per la selezione delle apparecchiature elettriche nei progetti di ingegneria all'estero.

I. Contesto del progetto: un progetto chiave a sostegno del potenziamento della produzione industriale dell'Arabia Saudita

Il progetto Saudi Aramco Power Workshop si trova nella città industriale di Ras Al-Khair a Jubail, nella provincia orientale dell'Arabia Saudita. Serve come struttura di supporto per il progetto King Salman International Complex for Maritime Industries and Services, condividendo lo stesso parco industriale del progetto di struttura marittima a cui partecipa anche la nostra azienda.

La nostra azienda ha firmato il contratto EPC per questo progetto con Saudi Aramco; si tratta di un progetto di supporto fondamentale per promuovere la localizzazione industriale nell'ambito della 'Vision 2030' dell'Arabia Saudita.

Le principali componenti costruttive del progetto includono:

·Officina di assemblaggio motori;

·Officina di assemblaggio pompe marine;

·Edifici accessori alla produzione;

·Impianti elettrici e di pubblica utilità.

Una volta completato, il progetto intraprenderà la produzione di sistemi di propulsione marina industriale e di apparecchiature per pompe marine, migliorando così le capacità della catena di fornitura dell’industria marittima dell’Arabia Saudita.

Per gli impianti di produzione su larga scala, un’alimentazione elettrica stabile e affidabile è una base fondamentale per garantire una produzione continua. Essendo componenti chiave del sistema energetico, l'affidabilità operativa dei trasformatori ha un impatto diretto sull'efficienza e sulla sicurezza complessiva della produzione dell'impianto.

Di conseguenza, la selezione di trasformatori in grado di resistere alle alte temperature, alla nebbia salina e agli ambienti sabbiosi e polverosi è diventato un aspetto critico della progettazione dell'impianto elettrico per il progetto.

II. Sfide ambientali: affidabilità delle apparecchiature per test con calore estremo (50°C) e nebbia salina sulle coste

Una caratteristica distintiva dei progetti industriali in Medio Oriente è l’ambiente operativo esigente, che supera di gran lunga quello delle regioni tipiche.

Secondo la serie di standard IEC 60076, i progetti di trasformatori convenzionali utilizzano tipicamente una temperatura ambiente di 40°C come punto di riferimento; tuttavia, le temperature estive in alcune parti dell'Arabia Saudita possono superare i 50°C.

Di conseguenza, i trasformatori fabbricati secondo specifiche standard non possono soddisfare direttamente i requisiti locali per un funzionamento stabile e a lungo termine.

1. Le temperature ambiente elevate riducono la capacità di dissipazione del calore dell'apparecchiatura.

Durante il funzionamento del trasformatore, gli avvolgimenti e il nucleo generano perdite che si trasformano in calore, che deve essere prontamente dissipato tramite il sistema di raffreddamento.

Quando la temperatura ambiente aumenta:

· diminuisce la differenza di temperatura per la dissipazione del calore;

· cali di efficienza del raffreddamento;

· aumenta l'aumento della temperatura interna;

· il funzionamento prolungato ad alte temperature accelera l'invecchiamento dei materiali isolanti e influisce sulla durata dell'apparecchiatura.

Pertanto, i progetti in Medio Oriente richiedono in genere progetti specializzati per affrontare ambienti ad alta temperatura, tra cui:

· Aumento della superficie di dissipazione del calore;

· Ottimizzazione delle strutture di raffreddamento;

· Miglioramento della prestazione termica dei materiali isolanti;

· Verifica della capacità in base alla temperatura ambiente.

2. Gli ambienti ad elevata salinità aumentano il rischio di corrosione

Il progetto si trova vicino al Golfo Persico, dove l'aria contiene alte concentrazioni di sale.

Secondo la classificazione di protezione dalla corrosione ISO 12944, gli ambienti industriali costieri rientrano tipicamente nella categoria ad alta corrosività C5-M.

In tali ambienti, le superfici delle apparecchiature standard tendono a:

· corrosione delle strutture metalliche;

· degrado dei rivestimenti protettivi;

· ridotte prestazioni di tenuta dell'involucro.

Di conseguenza, i trasformatori esterni e le apparecchiature chiuse richiedono misure anticorrosione di livello superiore, come ad esempio:

· Rivestimenti anticorrosivi di grado C5-M;

· processi migliorati di trattamento superficiale;

· capacità di protezione dell'involucro migliorate.

3. Gli ambienti polverosi richiedono livelli di protezione più elevati

Alcune regioni dell'Arabia Saudita sono caratterizzate da condizioni polverose tutto l'anno; grandi quantità di particelle fini possono facilmente penetrare nell'apparecchiatura, danneggiando potenzialmente i componenti isolanti e i collegamenti elettrici.

Di conseguenza, le attrezzature di progetto devono essere dotate di:

· robuste strutture di tenuta;

· elevati gradi di protezione;

· adattabilità ambientale stabile.

Ciò rappresenta una distinzione fondamentale nella selezione delle apparecchiature tra progetti industriali esteri e progetti nazionali standard.

III. Configurazione dell'apparecchiatura: applicazione combinata di trasformatori a secco e sottostazioni a scatola

Per soddisfare i requisiti operativi delle diverse aree, il progetto utilizza uno schema di alimentazione combinato con trasformatori a secco per interni e trasformatori a scatola per esterni.

Questa configurazione bilancia i requisiti di sicurezza nelle aree di produzione con la necessità di un'alimentazione elettrica distribuita in tutta la struttura, rappresentando un modello di applicazione comune per progetti industriali su larga scala in Medio Oriente.

1. Configurazione interna: il trasformatore di tipo a secco garantisce l'alimentazione elettrica all'officina di produzione.

La sottostazione principale del progetto è dotata di tre trasformatori a secco:

Il peso totale delle tre attrezzature raggiunge le 17,18 tonnellate.

Poiché l'officina di produzione prevede la produzione di apparecchiature industriali come motori e pompe marine, che richiedono standard elevati per la sicurezza dell'alimentazione e il funzionamento continuo, i trasformatori a secco sono stati selezionati come unità di alimentazione primarie.

I principali vantaggi dei trasformatori a secco includono:

Funzionamento senza olio isolante

I trasformatori a secco utilizzano una solida struttura isolante e non richiedono olio per trasformatori; questo elimina il rischio di perdite d'olio, rendendoli più adatti all'installazione all'interno di impianti industriali.

Requisiti di manutenzione ridotti

Rispetto alle apparecchiature immerse in olio, i trasformatori a secco eliminano le attività di manutenzione come i test di qualità dell'olio e il rifornimento dell'olio, contribuendo così a ridurre i costi di funzionamento e manutenzione a lungo termine.

Prestazioni di sicurezza antincendio superiori

I trasformatori a secco offrono una maggiore idoneità alla sicurezza per aree di produzione caratterizzate da un'elevata densità di personale e da attrezzature concentrate.

Tre unità di trasformazione principali fungono da nodi di alimentazione principali per il progetto, garantendo un’alimentazione stabile per le aree di produzione.

2. Configurazione esterna: trasformatori scatolati che realizzano la rete di alimentazione dell'impianto

Secondo il piano di configurazione del progetto, nella struttura sono distribuiti un totale di 22 trasformatori, di cui 12 trasformatori a secco e 10 sottostazioni a scatola (unità di trasformazione preassemblate), per formare una rete di alimentazione completa che copre la sottostazione principale, le officine di produzione e le strutture ausiliarie.

Tra questi, i 12 trasformatori a secco, in particolare unità trifase in resina epossidica, vengono utilizzati principalmente per fornire energia alle aree di produzione interne e ai carichi critici, con capacità che variano come segue:

·Trasformatore a secco da 2500 kVA

Modello: SCB18-2500/10

Capacità nominale: 2500kVA

Lato alta tensione: 10kV

Lato bassa tensione: 0,4 kV

Classe di isolamento: F

Metodo di raffreddamento: AN/AF (raffreddamento ad aria naturale/raffreddamento ad aria forzata)

·Trasformatore a secco da 2000 kVA

Modello: SCB18-2000/10

Capacità nominale: 2000kVA

Lato alta tensione: 10kV

Lato bassa tensione: 0,4 kV

Adatto per il funzionamento continuo con carico industriale

·Trasformatore a secco da 1000 kVA

Modello: SCB18-1000/10

Capacità nominale: 1000kVA

Lato alta tensione: 10kV

Lato bassa tensione: 0,4 kV

Fornisce energia principalmente agli edifici ausiliari e ai carichi di forza motrice

I restanti trasformatori a secco sono configurati in base ai diversi requisiti di carico degli edifici, con capacità che vanno principalmente da 630 kVA a 2.000 kVA , garantendo un'alimentazione stabile per apparecchiature di produzione, sistemi di illuminazione, sistemi di controllo e strutture ausiliarie.

Dieci trasformatori scatolati sono installati principalmente nelle aree esterne del sito dell'impianto per fornire energia al perimetro delle officine produttive e ai carichi distribuiti. L'apparecchiatura utilizza una struttura di sottostazione package preassemblata, con la seguente configurazione tipica:

Modello: sottostazione box-type serie ZGS11/ZGS13

· Intervallo di capacità:

1000kVA

1250kVA

1600kVA

· Lato alta tensione:

11 kV (compatibile con le reti elettriche industriali saudite)

· Lato bassa tensione:

0,415 kV

· Classe di protezione:

IP54 o superiore

· Metodo di raffreddamento:

ONAN (Raffrescamento naturale in bagno d'olio)

Le sottostazioni prefabbricate integrano quadri ad alta tensione, trasformatori immersi in olio e sistemi di distribuzione dell'energia a bassa tensione in un'unica unità, possedendo un'installazione rapida, resistente alla sabbia e alla polvere, resistente alla corrosione in nebbia salina e altre caratteristiche di ingombro compatto, che le rendono adatte per l'ambiente operativo a lungo termine dei parchi industriali costieri dell'Arabia Saudita.

Queste unità hanno il compito di fornire un'alimentazione stabile a:

· 44 quadri di media tensione;

· 69 quadri di manovra di bassa tensione;

· sistemi di illuminazione degli edifici;

· apparecchiature elettriche;

· sistemi di controllo.

I trasformatori a scatola (sottostazioni prefabbricate) integrano quadri ad alta tensione, trasformatori e apparecchiature di distribuzione dell'energia a bassa tensione all'interno di un unico involucro.

Rispetto ai metodi tradizionali di costruzione delle cabine, i trasformatori scatolati offrono le seguenti caratteristiche:

·Prefabbricazione in fabbrica ed elevata efficienza di installazione in loco

Le apparecchiature vengono assemblate e testate in fabbrica, consentendo una rapida installazione in loco e un programma di costruzione ridotto.

·Struttura sigillata adatta ad ambienti difficili

Il design dell'involucro riduce al minimo l'impatto dei fattori ambientali, come polvere e nebbia salina, sui componenti interni.

·Alimentazione flessibile per impianti

L'apparecchiatura ha un ingombro ridotto, consentendo un'installazione distribuita su misura per il layout dell'impianto.

Infine, il progetto utilizza 22 trasformatori per creare una rete di alimentazione elettrica completa, estendendo la copertura elettrica dalla sottostazione principale alle officine di produzione e alle strutture ausiliarie.

IV. Installazione di precisione: 22 trasformatori consegnati al sito del progetto

Il 10 luglio 2026, i tre trasformatori a secco per la sottostazione principale del progetto sono stati issati con successo in posizione.

Il processo di installazione del trasformatore comprende più fasi, tra cui il trasporto, l'accettazione delle fondamenta, il sollevamento delle apparecchiature, le regolazioni del posizionamento e la protezione della sicurezza, ponendo elevate esigenze in termini di precisione della costruzione e gestione in loco.

Fase di preparazione alla pre-installazione

Prima che l'attrezzatura arrivi in ​​cantiere è necessario completare quanto segue:

· Pianificazione dei percorsi di trasporto;

· Ispezione della fondazione dell'impianto;

· Verifica della quota e degli assi;

· Conferma della capacità portante.

Assicurarsi che le condizioni per l'installazione delle apparecchiature soddisfino i requisiti di progettazione.

Fase di sollevamento e installazione

Il processo di installazione del trasformatore comprende più fasi, tra cui il trasporto, l'ispezione delle fondamenta, il sollevamento delle apparecchiature, il posizionamento e la protezione della sicurezza, ponendo elevate esigenze in termini di precisione della costruzione e gestione in loco.

Controllo qualità del progetto

L'intero progetto, dall'approvazione dei piani di costruzione e dei briefing tecnici in loco alla supervisione del processo di sollevamento, è stato eseguito in conformità con gli standard internazionali per la gestione dei progetti all'estero.

Il successo dell'installazione del trasformatore segna l'ingresso della fase di costruzione elettrica del progetto in una fase critica, ponendo le basi per la successiva messa in servizio e funzionamento delle apparecchiature.

V. Lezioni dal caso: il mercato del Medio Oriente impone requisiti più elevati per le apparecchiature elettriche

Il progetto della centrale elettrica Saudi Aramco non è semplicemente un’impresa di produzione industriale; funge anche da caso di studio pratico per le imprese cinesi di apparecchiature elettriche che entrano nel mercato del Medio Oriente.

1. Gli ambienti estremi costituiscono un test critico per le capacità delle apparecchiature

Condizioni quali temperature elevate di 50°C, elevata nebbia salina e ambienti polverosi impongono requisiti rigorosi alla progettazione del trasformatore.

Per entrare nel mercato del Medio Oriente, le apparecchiature non devono solo soddisfare gli standard prestazionali di base, ma anche essere sottoposte a ottimizzazioni mirate in aree quali:

· Progettazione della dissipazione del calore;

· Trattamento anticorrosione;

· Sistemi di isolamento;

· Progettazione strutturale protettiva.

2. I progetti internazionali privilegiano l’affidabilità delle apparecchiature e le capacità produttive

I progetti industriali all’estero su larga scala utilizzano in genere rigidi sistemi di controllo dei fornitori.

I produttori non devono solo fornire prodotti che soddisfino le specifiche standard ma anche dimostrare:

· Capacità produttiva stabile;

· Un solido sistema di gestione della qualità;

· Vasta esperienza con progetti all'estero.

3. La combinazione 'trasformatore a secco + sottostazione a scatola' è una configurazione comune per i progetti industriali

Come illustrato da questo progetto:

Le aree di produzione interne danno priorità alla sicurezza, rendendo i trasformatori a secco la scelta più adatta;

Le aree degli impianti all'aperto danno priorità all'adattabilità ambientale e alla rapida implementazione, offrendo alle sottostazioni box-type un netto vantaggio.

La selezione del tipo di apparecchiatura appropriato in base all'ambiente operativo è un principio chiave nella progettazione elettrica di progetti industriali all'estero.

Riepilogo: Requisiti di alimentazione per progetti industriali in Medio Oriente: approfondimenti da 22 Transformers

I 22 trasformatori installati per il progetto della centrale elettrica Saudi Aramco non solo forniscono energia per le operazioni industriali, ma dimostrano anche l’adattabilità delle apparecchiature elettriche cinesi ai complessi ambienti d’oltremare.

Dalla progettazione di apparecchiature per ambienti ad alta temperatura a 50°C e protezione anticorrosione per aree costiere con condizioni di nebbia salina, fino all’installazione di precisione in loco di apparecchiature su larga scala, ogni aspetto dimostra che il nucleo della concorrenza nei progetti energetici all’estero non risiede semplicemente nel prezzo del prodotto, ma nell’affidabilità delle apparecchiature, nella competenza ingegneristica e nella comprensione degli ambienti operativi locali.

Per le aziende di apparecchiature elettriche che intendono entrare nel mercato del Medio Oriente, una profonda comprensione degli standard locali e dei requisiti applicativi è fondamentale per ottenere una crescita a lungo termine.