Bei der Elektrochlorierung wird durch einen elektrolytischen Prozess mithilfe von Gleichstrom Natriumhypochlorit direkt am Einsatzort erzeugt.
Der Transformator-Gleichrichter ist daher ein zentraler Bestandteil der Elektrochlorierungsanlage. Seine Konfiguration beeinflusst die elektrische Leistung, die Systemintegration, das Kühlkonzept und die Installationsbedingungen.
Für die Auswahl eines geeigneten Transformator-Gleichrichters reicht es nicht aus, lediglich einen maximalen Strom- und Spannungswert anzugeben. Das Stromversorgungssystem muss auf die elektrischen Prozessanforderungen und die Bedingungen am Installationsort abgestimmt werden.
Die folgenden Punkte sollten bereits zu Beginn des Projekts eindeutig definiert werden.
1. Benötigte elektrische Leistung festlegen
Zunächst müssen der Kunde oder Systemintegrator die elektrischen Parameter definieren, die der Elektrochlorierungsprozess benötigt.
Dazu gehören üblicherweise:
- benötigter Gleichstrom
- benötigte Gleichspannung
- Betriebsbereich
- Lastprofil
- zulässige Restwelligkeit
- Betriebsdauer
- erforderliche Regelgenauigkeit
- erwartete Prozessschwankungen
Diese Werte bilden die Grundlage für die Auslegung des Transformator-Gleichrichters.
plating electronic bestimmt nicht die Prozesskapazität der vollständigen Elektrochlorierungsanlage. Der Transformator-Gleichrichter wird stattdessen auf Grundlage der vom Kunden oder Systemintegrator vorgegebenen technischen Leistungsanforderungen entwickelt.
2. Passende Konfiguration des Transformator-Gleichrichters auswählen
Transformator-Gleichrichter in Thyristortechnik eignen sich für projektspezifische Stromversorgungslösungen in anspruchsvollen industriellen Umgebungen.
Abhängig von der Anwendung kann das System unter anderem mit folgenden Eigenschaften konfiguriert werden:
- Ölkühlung
- Wasserkühlung
- 6- oder 12-Puls-Gleichrichtung
- zusätzlichen Glättungseinrichtungen
- projektspezifischen Steuerungssystemen
- Gehäusen für die Innen- oder Außenaufstellung
Eine 12-Puls-Ausführung kann eine Restwelligkeit von bis zu 3,5 % erreichen. Falls für den Prozess ein geringerer Wert erforderlich ist, können zusätzliche Glättungseinrichtungen berücksichtigt werden.
Die endgültige Konfiguration muss anhand der Prozessanforderungen, Installationsbedingungen und des gesamten Systemkonzepts bewertet werden.
3. Aufstellung im Innen- oder Außenbereich sowie an Onshore- oder Offshore-Standorten klären
Die Installationsumgebung hat einen wesentlichen Einfluss auf das Gehäuse, das Kühlkonzept und die Werkstoffauswahl.
Für Außen- oder Offshore-Anwendungen können unter anderem folgende Angaben erforderlich sein:
- benötigte Schutzart
- Umgebungstemperatur
- Luftfeuchtigkeit
- Salzbelastung
- Korrosivitätskategorie
- Gehäusewerkstoff
- Beschichtungssystem
- Belüftung
- Kühlwasserbedingungen
Abhängig vom Projekt können Transformator-Gleichrichter mit einer Schutzart bis IP66 oder in NEMA-4X-Ausführung, für Umgebungstemperaturen bis 50 °C, als Edelstahlkonstruktion oder mit einer Beschichtung gemäß C5-M entwickelt werden.
Diese Optionen sind projektspezifisch und müssen für die jeweilige Anwendung bestätigt werden.
4. Anforderungen für explosionsgefährdete Bereiche bestimmen
Begriffe und Anforderungen wie Zone 1, Zone 2, IECEx und ATEX sollten bereits in einer frühen Projektphase geklärt werden.
Dabei muss unter anderem festgelegt werden:
- ob der Transformator-Gleichrichter innerhalb eines explosionsgefährdeten Bereichs installiert wird
- welche Zoneneinteilung gilt
- welche Gasgruppe anzuwenden ist
- welche Temperaturklasse erforderlich ist
- welche Zündschutzart vorgesehen wird
- welche Komponenten zertifiziert werden müssen
- ob die Zertifizierung den Transformator-Gleichrichter oder die gesamte Elektrochlorierungsanlage umfasst
- welche Projektpartei für die Gesamtzertifizierung verantwortlich ist
plating electronic kann projektspezifische Transformator-Gleichrichter für Installationen entwickeln, die Anforderungen der Zone 1 oder Zone 2 erfüllen müssen.
Der genaue Zertifizierungsumfang muss jedoch für jedes einzelne Projekt definiert und umgesetzt werden. Es darf nicht davon ausgegangen werden, dass eine standardisierte, serienmäßig verfügbare Einheit automatisch sämtliche Anforderungen für explosionsgefährdete Bereiche abdeckt.
5. Steuerungs- und Kommunikationskonzept definieren
Der Transformator-Gleichrichter muss mit der gesamten Elektrochlorierungsanlage und gegebenenfalls mit der übergeordneten Anlagensteuerung kommunizieren.
In der Projektspezifikation sollten daher folgende Punkte festgelegt werden:
- benötigte Betriebs- und Regelungsart
- lokale Bedienung
- Feldbusanbindung für die Kommunikation mit übergeordneten Steuerungen und Fernbedienfunktionen
- Kommunikationsprotokolle
- Statusmeldungen
- Alarme
- Verriegelungen
- Signale für Notabschaltungen
- Fehlerbehandlung
- Anforderungen an die Datenaufzeichnung
Die industriellen Schnittstellen können entsprechend der Steuerungsarchitektur des Kunden ausgewählt werden.
Eine frühzeitige Abstimmung zwischen dem Lieferanten des Stromversorgungssystems und dem Systemintegrator hilft, spätere Schnittstellenprobleme zu vermeiden.
6. Verantwortlichkeiten für die Integration festlegen
Bei komplexen Elektrochlorierungsprojekten müssen die Verantwortlichkeiten eindeutig definiert werden.
Das Projektteam sollte vereinbaren, wer für die folgenden Bereiche verantwortlich ist:
- Prozessdimensionierung
- Spezifikation der Elektrolysezellen
- Engineering des Transformator-Gleichrichters
- Auslegung des Kühlsystems
- elektrische Installation
- mechanische Installation
- Bewertung der Anforderungen an den Explosionsschutz
- Zertifizierung der Gesamtanlage
- Integration des Steuerungssystems
- Werksabnahme
- Abnahme am Aufstellungsort
- Inbetriebnahme
- langfristiger Service
plating electronic unterstützt das produktbezogene Engineering, die technische Dokumentation, die Abstimmung rund um den Transformator-Gleichrichter, die Inbetriebnahme sowie Service und Ersatzteilversorgung.
Mit einer vollständigen technischen Spezifikation beginnen
Ein zuverlässiges Transformator-Gleichrichter-Konzept beginnt mit klar definierten Anforderungen.
Der Kunde oder Systemintegrator sollte die erforderlichen elektrischen Leistungswerte, Umgebungsbedingungen, die Klassifizierung des explosionsgefährdeten Bereichs, die benötigten Steuerungsschnittstellen und die Projektverantwortlichkeiten vorgeben.
Auf Grundlage dieser Informationen kann plating electronic einen projektspezifischen Transformator-Gleichrichter für die Integration in die Elektrochlorierungsanlage entwickeln.
