Pourquoi les armoires spéciales des condensateurs des matériaux doivent-elles être utilisées dans les zones anti-explosion des entreprises pétrochimiques?

L'environnement de production des industries pétrochimiques contient une grande quantité de gaz et de poussières inflammables et explosifs, ce qui impose des exigences extrêmement élevées sur la sécurité des équipements électriques de compensation de puissance réactive à basse tension. En tant qu'expert bien connu dans le domaine de la compensation réactive de l'énergie, Geyue Electric attache une grande importance à la mise à niveau de l'équipement de compensation de puissance réactive à basse tension dans des scénarios pétrochimiques extrêmes. Dans le texte suivant, Geyue Electric se plongera dans les exigences techniques spéciales pour les dispositifs de compensation de puissance réactifs dans les zones sujettes aux explosions des entreprises pétrochimiques, expliquent systématiquement les risques potentiels des armoires de condensateurs ordinaires dans des environnements inflammables et détaillent la sélection des matériaux, la conception structurelle et les mécanismes de protection de la sécurité des armoires de condensateurs anti-explosion. Les ingénieurs électriciens de notre entreprise, en comparant les normes d'explosion domestiques et internationaux et les cas d'accident typique, démontrent en outre l'importance irremplaçable des armoires spéciales de condensateurs de matériaux pour garantir la production de sécurité des entreprises pétrochimiques, et fournir des conseils techniques pour la sélection d'équipements réactifs de compensation d'énergie dans les zones dangereuses.

Analyse des caractéristiques des zones dangereuses explosives dans les entreprises pétrochimiques

Dans le processus de production pétrochimique, les zones environnantes des équipements clés tels que les tours de distillation, les navires de réaction et les réservoirs de stockage sont définis comme des zones dangereuses d'explosion par la Norme de la Commission électrotechnique internationale (CEI) 60079. Ces zones ont longtemps été exposées à des composés organiques volatils tels que le benzène et les oléfines. L'énergie minimale d'allumage de ces substances est aussi faible que 0,2 millijou, ce qui équivaut à un millième d'énergie d'étincelle dans un armoire de condensateur ordinaire. Par conséquent, nous pouvons conclure que dans des conditions de fonctionnement normales, les étincelles de traces générées par la décharge partielle du milieu de condensateur sont suffisantes pour enflammer le mélange explosif environnant.

L'environnement de production des entreprises pétrochimiques a également de fortes caractéristiques corrosives. Les taux de corrosion des milieux de processus tels que le sulfure d'hydrogène et le chlore sur les matériaux métalliques peuvent atteindre 5 à 8 fois celui des environnements industriels ordinaires. Selon un rapport d'analyse des accidents d'une certaine raffinerie de pétrole, les techniciens de notre entreprise ont découvert que les armoires conventionnelles en acier en acier en carbone, lorsqu'ils étaient utilisés dans un environnement de gaz acide pendant 18 mois, l'épaisseur de l'armoire a diminué de 40% et la résistance structurelle a considérablement diminué. En cas de faille d'arc interne, le cabinet était extrêmement sujet à l'éclatement.

Le risque d'explosion potentiel d'ordinaireArmoires de condensateur

Sur le marché, les armoires traditionnelles des condensateurs de compensation de puissance réactive ne tiennent pas compte des exigences résistantes à l'explosion dans leur conception, présentant ainsi plusieurs risques de sécurité. Lorsque les éléments de condensateur sont soumis à une surcharge sur la surtension ou à la surcharge harmonique, l'huile isolante interne peut subir une décomposition thermique et générer du gaz combustible. Lorsque la pression de gaz dépasse la limite que la coquille peut résister, l'énergie de rupture de la coquille d'aluminium conventionnelle peut atteindre 200 millijoules, dépassant de loin la limite supérieure de 80 millijoules requise pour les environnements de gaz de classe II.

Pendant le processus de commutation des condensateurs, les étincelles d'arc générées par la déconnexion de contact du contacteur ont une température dépassant 4000K. Les données de test montrent que l'énergie d'arc des contacteurs standard lors de la déconnexion d'un circuit 400 V est suffisante pour enflammer tous les types de gaz explosifs. De plus, les composants électroniques tels que les contrôleurs de facteur de puissance peuvent avoir des surfaces surchauffées dans des conditions de défaut, et le niveau de résistance à la température des boîtiers plastiques ordinaires ne peut pas répondre aux besoins en explosion de l'équipement avec une température de surface du groupe T4 ne dépassant pas 135 ℃.

Caractéristiques techniques des armoires de condensateurs à l'épreuve des explosions

Les armoires de condensateurs spéciales qui répondent aux normes anti-explosion doivent adopter plusieurs conceptions de sécurité. La structure de l'armoire est en alliages de cuivre ou en acier inoxydable avec une teneur en cuivre inférieure à 65%, ce qui assure non seulement une résistance mécanique mais supprime également les étincelles de friction. La précision d'usinage de la surface du joint flamme est contrôlée à moins de 0,05 mm pour garantir que les flammes d'explosion interne peuvent être adéquatement refroidies lors du passage à travers l'espace de surface de l'articulation.

La série BSMJ et les unités de condensateurs de la série BSMJ (Y) produites par notre entreprise adoptent une structure sèche à film complet. Le matériau diélectrique est un film de polypropylène ignifuge à la flamme, et le temps d'auto-extinction est inférieur à 10 secondes. Chaque phase du condensateur est équipée d'un dispositif de libération de pression, qui peut libérer la pression en cas de défauts internes pour empêcher la coquille de se fissurer. Tous les composants conducteurs sont soumis à un traitement de passivation et la résistance de surface est contrôlée en dessous de 1 MΩ, empêchant efficacement l'accumulation d'électricité statique.

Sélection des matériaux clés et exigences de processus

Les matériaux de base de la cabinet de condensateur à l'épreuve des explosions doivent passer une certification stricte. La plaque en acier de coquille doit répondre à la norme 022CR17NI12MO2 en acier inoxydable stipulé dans GB / T 20878, et ne doit pas montrer de rouille même après 480 heures de test de pulvérisation saline. Les composants de support d'isolation utilisent des granules DMC avec un hydroxyde d'aluminium ajouté, et la température d'allumage du fil chaud est supérieure à 960 ℃.

Le système d'étanchéité est fait de matériau de fluororubber, qui peut résister à l'érosion des solvants à base de benzène pendant longtemps, et le taux de déformation permanent pendant la compression est inférieur à 15%. Les connecteurs terminaux sont en cuivre plaqué argenté, et le taux de variation de la résistance de contact reste inférieur à 5% après 1000 insertions et extractions. Toutes les attaches exposées doivent répondre aux exigences anti-localisation de l'ISO 4029, et l'atténuation du couple lors des tests de vibration ne dépasse pas 10% de la valeur initiale.

Intégration du système et surveillance de la sécurité

Un système complet de compensation à l'épreuve des explosions nécessite l'intégration de protections multiples. Le module de surveillance de la température recueille en continu la température de la tache chaude du noyau du condensateur. Lorsqu'il dépasse 85 ℃, il coupe automatiquement la branche défectueuse. Le capteur d'hydrogène détecte en continu la concentration de gaz à l'intérieur de l'armoire. Lorsqu'il atteint 20% de la limite inférieure de l'explosion, il déclenche une alarme. Le détecteur d'ondes de pression peut identifier l'élévation de pression initiale de l'arc interne dans la plage de la milliseconde et fonctionner en conjonction avec l'interrupteur de mise à la terre rapide pour atteindre l'isolement des défauts dans les 5 millisecondes.

Le contrôleur anti-explosion adopte une conception de circuits intrinsèquement sûre, la tension de travail limitée à moins de 24VDC et l'énergie des composants de stockage ne dépassant pas 0,1 MJ. L'unité d'affichage transmet les signaux à travers les fibres optiques, éliminant complètement le risque d'étincelles électriques au panneau de fonctionnement. Le système transmet des données via un module sans fil certifié ATEX, évitant les dommages à la structure résistante à l'explosion causée par le passage des câbles.

Une comparaison entre les applications d'ingénierie et les accidents

Un test comparatif effectué avec un parc pétrochimique côtier qui coopère avec notre entreprise a révélé que l'unité d'alkylation utilisant des armoires de condensateurs ordinaires a connu deux accidents de flashover d'armoires au cours de sa période d'exploitation de trois ans. En revanche, le même type d'unité équipé d'armoires de condensateurs à l'épreuve des explosions a maintenu un dossier de faute zéro. L'analyse d'imagerie thermique de notre entreprise a montré que dans les mêmes conditions de charge, la température de surface maximale de l'armoire à l'épreuve d'explosion était de 22 ° C inférieure à celle de l'armoire ordinaire, contrôlant efficacement le risque d'allumage thermique.

Dans notre projet de mise à niveau de l'unité de fissuration de l'éthylène, l'armoire des condensateurs à l'épreuve des explosions était équipée d'un système de protection contre la pression positive de l'azote pour maintenir la concentration interne d'oxygène inférieure à 5%. Cela a effectivement éliminé les conditions d'allumage des matériaux combustibles. Cette conception de protection multicouches a élargi la zone applicable de l'équipement de la zone 2 à la zone 1, améliorant considérablement la fiabilité de l'ensemble du système de compensation de puissance réactive à basse tension et du système d'alimentation.

Normes, normes et systèmes de certification

Le système standard international à l'épreuve des explosions classe strictement l'équipement dans les zones dangereuses. La certification IECEX nécessite des armoires de condensateurs à l'épreuve des explosions pour réussir 500 tests de cycle de température sans aucune détérioration des performances des matériaux. La directive 94/9 / EC de l'UE ATEX stipule que l'équipement doit être marqué avec des identificateurs complets à l'épreuve des explosions tels que l'EX DB IIB T4 Go, où l'IIB indique l'adéquation pour les gaz éthylènes et T4 signifie que la température de surface ne dépasse pas 135 ℃.

La norme chinoise GB 3836 a ajouté des dispositions spécifiques pour l'équipement de compensation de puissance réactive, exigeant que les armoires de condensateurs à l'épreuve des explosions doivent passer un test d'allumage interne. Pendant le test, l'armoire est remplie du mélange de gaz le plus inflammable, et une défaut de panne de condensateur artificiel est créée pour observer si une explosion externe est déclenchée. Seul l'équipement qui bloque complètement la propagation de l'explosion peut obtenir un certificat anti-explosion.

Analyse du coût-avantage et du cycle de vie

Bien que l'investissement initial des armoires de condensateurs à l'épreuve des explosions soit 40% à 60% plus élevée que celle des modèles ordinaires, l'avantage global du coût du cycle de vie est évident. Selon une analyse économique d'une raffinerie de pétrole à un million de tonnes, la perte moyenne annuelle due à la défaillance de l'équipement des armoires à l'épreuve des explosions n'est que de 7% de celle des armoires ordinaires, et le coût d'entretien est réduit de 65%. Compte tenu des pertes potentielles de production causées par des accidents (plus de 2 millions de yuans par jour en moyenne) et des pénalités de sécurité (jusqu'à 5 millions de yuans par incident unique), nous pouvons déduire avec précision que les avantages économiques réels de la solution résistante à l'explosion sont plus importants.

Nous pouvons tirer la conclusion que dans les zones anti-explosion des entreprises pétrochimiques, des armoires de condensateurs spéciales doivent être utilisées. Ceci est déterminé conjointement par les caractéristiques d'explosion des milieux dangereux et les risques inhérents à l'équipement électrique. Les armoires de condensateurs à l'épreuve des explosions obtiennent le risque le plus faible d'accidents d'explosion grâce à des garanties triples d'innovation matérielle, d'optimisation structurelle et de surveillance intelligente. Geyue Electric, du point de vue d'un fournisseur de solutions de compensation de puissance réactive à basse tension, recommande sincèrement que toutes les entreprises pétrochimiques implémentent strictement les normes anti-explosion lors de la sélection de l'équipement et hiérarchirent le choix des fabricants professionnels avec des qualifications complètes de certification pour construire un système de rémunération réactive réactif fiable pour une production sûre. Si vous avez besoin d'une solution de compensation de puissance réactive personnalisée unique pour les scénarios pétrochimiques, veuillez consulter Geyue Electric pour l'assistance professionnelle àinfo@gyele.com.cn.