Tại sao tủ tụ vật liệu đặc biệt phải được sử dụng trong các khu vực chống khai thác của các doanh nghiệp hóa dầu?

Môi trường sản xuất của các ngành công nghiệp hóa dầu chứa một lượng lớn khí và bụi dễ cháy, phù hợp với nhu cầu cực kỳ cao về sự an toàn của thiết bị điện bù năng lượng phản ứng điện áp thấp. Là một chuyên gia nổi tiếng trong lĩnh vực bù năng lượng phản ứng, Geyue Electric có tầm quan trọng lớn vào việc nâng cấp thiết bị bù năng lượng phản ứng điện áp thấp trong các kịch bản hóa dầu cực đoan. Trong văn bản sau, Geyue Electric sẽ đi sâu vào các yêu cầu kỹ thuật đặc biệt đối với các thiết bị bù năng lượng phản ứng trong các khu vực dễ bị nổ của các doanh nghiệp hóa dầu, giải thích một cách có hệ thống các rủi ro tiềm ẩn của tủ tụ điện thông thường trong môi trường dễ cháy và chi tiết lựa chọn vật liệu, thiết kế cấu trúc và cơ chế bảo vệ an toàn. Các kỹ sư điện của công ty chúng tôi, bằng cách so sánh các tiêu chuẩn bùng nổ trong nước và quốc tế và các trường hợp tai nạn điển hình, sẽ chứng minh thêm tầm quan trọng không thể thay thế của tủ tụ điện đặc biệt trong việc đảm bảo sản xuất an toàn của các doanh nghiệp hóa dầu và cung cấp hướng dẫn kỹ thuật để lựa chọn thiết bị bù năng lượng phản ứng.

Phân tích các đặc điểm của các khu vực nguy hiểm bùng nổ trong các doanh nghiệp hóa dầu

Trong quy trình sản xuất hóa dầu, các khu vực xung quanh của các thiết bị chính như tháp chưng cất, tàu phản ứng và bể chứa được định nghĩa là các khu vực nguy hiểm bùng nổ của Ủy ban Điện tử quốc tế (IEC) tiêu chuẩn 60079. Năng lượng đánh lửa tối thiểu của các chất này thấp tới 0,2 millijoules, tương đương với một phần nghìn năng lượng tia lửa trong tủ tụ điện thông thường. Do đó, chúng ta có thể kết luận rằng trong điều kiện hoạt động bình thường, các tia lửa theo dõi được tạo ra bằng cách xả một phần môi trường tụ điện là đủ để đốt cháy hỗn hợp nổ xung quanh.

Môi trường sản xuất của các doanh nghiệp hóa dầu cũng có đặc điểm ăn mòn mạnh mẽ. Tốc độ ăn mòn của môi trường quá trình như hydro sunfua và khí clo trên vật liệu kim loại có thể gấp 5-8 lần so với môi trường công nghiệp thông thường. Theo báo cáo phân tích tai nạn từ một nhà máy lọc dầu nhất định, các kỹ thuật viên của công ty chúng tôi đã phát hiện ra rằng tủ tụ điện bằng thép carbon thông thường, khi được sử dụng trong môi trường khí axit trong 18 tháng, độ dày của tủ giảm 40%và cường độ cấu trúc giảm đáng kể. Trong trường hợp có lỗi hồ quang nội bộ, nội các cực kỳ dễ bị vỡ.

Nguy cơ bùng nổ tiềm năng của bình thườngTủ tụ

Trên thị trường, tủ tụ bù công suất phản ứng truyền thống không tính đến các yêu cầu chống nổ trong thiết kế của họ, do đó đưa ra nhiều mối nguy hiểm an toàn. Khi các yếu tố tụ điện phải chịu quá điện áp hoặc quá tải hài hòa, dầu cách điện bên trong có thể trải qua quá trình phân hủy nhiệt và tạo ra khí dễ cháy. Khi áp suất khí vượt quá giới hạn mà vỏ có thể chịu được, năng lượng vỡ của vỏ nhôm thông thường có thể đạt đến 200 millijoules, vượt xa giới hạn trên của 80 millijoules cần thiết cho môi trường khí loại II.

Trong quá trình chuyển đổi tụ điện, các tia lửa ARC được tạo ra bởi sự ngắt kết nối tiếp xúc của công tắc tơ có nhiệt độ vượt quá 4000k. Dữ liệu thử nghiệm cho thấy năng lượng hồ quang của các tiếp xúc tiêu chuẩn khi ngắt kết nối mạch 400V là đủ để đốt cháy tất cả các loại khí nổ. Hơn nữa, các thành phần điện tử như bộ điều khiển hệ số công suất có thể có các bề mặt quá nóng trong điều kiện lỗi và mức độ kháng nhiệt độ của vỏ nhựa thông thường không thể đáp ứng các yêu cầu chống nổ của thiết bị với nhiệt độ bề mặt nhóm T4 không vượt quá 135.

Các tính năng kỹ thuật của tủ tụ điện chống nổ

Tủ tụ vật liệu đặc biệt đáp ứng các tiêu chuẩn chống nổ phải áp dụng nhiều thiết kế an toàn. Cấu trúc của tủ được làm bằng hợp kim đồng hoặc thép không gỉ với hàm lượng đồng dưới 65%, không chỉ đảm bảo cường độ cơ học mà còn ngăn chặn tia lửa ma sát. Độ chính xác gia công của bề mặt khớp lửa được điều khiển trong vòng 0,05mm để đảm bảo rằng ngọn lửa nổ bên trong có thể được làm mát đầy đủ khi đi qua khoảng cách bề mặt khớp.

Sê-ri BSMJ và các đơn vị tụ điện loạt BSMJ (Y) được sản xuất bởi công ty chúng tôi áp dụng cấu trúc màng đầy đủ khô. Vật liệu điện môi là màng polypropylen chống ngọn lửa và thời gian tự phát hành là chưa đến 10 giây. Mỗi pha của tụ điện được trang bị thiết bị giải phóng áp suất, có thể giải phóng áp suất theo hướng trong trường hợp lỗi bên trong để ngăn chặn vỏ bị nứt. Tất cả các thành phần dẫn điện phải được xử lý thụ động, và điện trở bề mặt được kiểm soát dưới 1 MΩ, ngăn chặn hiệu quả sự tích lũy điện tĩnh.

Lựa chọn vật liệu chính và yêu cầu quy trình

Các vật liệu cốt lõi của tủ tụ điện chống nổ phải vượt qua chứng nhận nghiêm ngặt. Tấm thép vỏ phải đáp ứng tiêu chuẩn thép không gỉ 022CR17NI12MO2 được quy định trong GB/T 20878, và sẽ không có rỉ sét ngay cả sau 480 giờ thử nghiệm xịt muối. Các thành phần hỗ trợ cách nhiệt sử dụng các hạt DMC với thêm nhôm hydroxit và nhiệt độ đánh lửa của dây nóng là trên 960.

Hệ thống niêm phong được làm bằng vật liệu fluororubber, có thể chịu được sự xói mòn của dung môi dựa trên benzen trong một thời gian dài và tỷ lệ biến dạng vĩnh viễn trong quá trình nén là dưới 15%. Các đầu nối đầu cuối được làm bằng vật liệu đồng mạ bạc và tốc độ thay đổi điện trở tiếp xúc vẫn ít hơn 5% sau 1000 chèn và chiết xuất. Tất cả các ốc vít tiếp xúc phải đáp ứng các yêu cầu chống lo lắng của ISO 4029 và sự suy giảm mô-men xoắn trong quá trình thử nghiệm rung không vượt quá 10% giá trị ban đầu.

Tích hợp hệ thống và giám sát bảo mật

Một hệ thống bồi thường chống nổ hoàn chỉnh đòi hỏi phải tích hợp nhiều biện pháp bảo vệ. Mô -đun giám sát nhiệt độ liên tục thu thập nhiệt độ điểm nóng của lõi tụ điện. Khi nó vượt quá 85, nó sẽ tự động cắt nhánh bị lỗi. Cảm biến hydro liên tục phát hiện nồng độ khí bên trong tủ. Khi nó đạt đến 20% giới hạn thấp hơn, nó sẽ kích hoạt báo động. Máy dò sóng áp suất có thể xác định sự gia tăng áp suất ban đầu của cung bên trong trong phạm vi mili giây và hoạt động cùng với công tắc nối đất nhanh để đạt được sự phân lập lỗi trong vòng 5 mili giây.

Bộ điều khiển chống nổ áp dụng thiết kế mạch an toàn nội tại, với điện áp hoạt động giới hạn ở dưới 24VDC và năng lượng của các thành phần lưu trữ không vượt quá 0,1MJ. Bộ phận hiển thị truyền tín hiệu qua các sợi quang, hoàn toàn loại bỏ nguy cơ tia lửa điện tại bảng điều khiển. Hệ thống truyền dữ liệu thông qua mô-đun không dây được chứng nhận ATEX, tránh thiệt hại cho cấu trúc chống nổ do sự đi qua của cáp.

So sánh giữa các ứng dụng kỹ thuật và tai nạn

Một thử nghiệm so sánh được thực hiện với một công viên hóa dầu ven biển hợp tác với công ty chúng tôi tiết lộ rằng đơn vị kiềm hóa sử dụng tủ tụ điện thông thường đã gặp hai vụ tai nạn flashover trong tủ trong thời gian hoạt động ba năm. Ngược lại, cùng loại đơn vị được trang bị tủ tụ điện chống nổ duy trì một bản ghi không có lỗi. Phân tích hình ảnh nhiệt của công ty chúng tôi cho thấy trong cùng một điều kiện tải, nhiệt độ bề mặt tối đa của tủ chống nổ thấp hơn 22 ° C so với tủ thông thường, kiểm soát hiệu quả nguy cơ đánh lửa nhiệt.

Trong dự án nâng cấp bộ phận nứt ethylene, tủ tụ điện chống nổ được trang bị hệ thống bảo vệ áp suất dương nitơ để giữ nồng độ oxy bên trong dưới 5%. Điều này đã loại bỏ hiệu quả các điều kiện để đánh lửa các vật liệu dễ cháy. Thiết kế bảo vệ nhiều lớp này đã mở rộng khu vực áp dụng của thiết bị từ Vùng 2 sang Vùng 1, tăng cường đáng kể độ tin cậy của toàn bộ hệ thống bù năng lượng phản ứng điện áp thấp và hệ thống điện.

Tiêu chuẩn, định mức và hệ thống chứng nhận

Hệ thống tiêu chuẩn chống nổ quốc tế phân loại nghiêm ngặt thiết bị trong các khu vực nguy hiểm. Chứng nhận IECEX yêu cầu tủ tụ điện chống nổ để vượt qua các bài kiểm tra đạp xe nhiệt độ 500 mà không bị suy giảm hiệu suất vật liệu. Chỉ thị EU ATEX 94/9/EC quy định rằng thiết bị phải được đánh dấu bằng các định danh chống nổ hoàn chỉnh như EX DB IIB T4 GB, trong đó IIB cho thấy sự phù hợp đối với khí ethylene và T4 có nghĩa là nhiệt độ bề mặt không vượt quá 135.

Tiêu chuẩn GB 3836 của Trung Quốc đã bổ sung các điều khoản cụ thể cho thiết bị bù năng lượng phản ứng, yêu cầu tủ tụ điện chống nổ phải vượt qua thử nghiệm đánh lửa lỗi bên trong. Trong quá trình thử nghiệm, tủ chứa đầy hỗn hợp khí dễ cháy nhất và lỗi phân hủy tụ nhân tạo được tạo ra để quan sát xem một vụ nổ bên ngoài có được kích hoạt hay không. Chỉ các thiết bị ngăn chặn hoàn toàn sự lây lan của vụ nổ mới có thể có được chứng chỉ chống nổ.

Lợi ích chi phí và phân tích vòng đời

Mặc dù khoản đầu tư ban đầu của tủ tụ điện chống nổ cao hơn 40% - 60% so với các mô hình thông thường, nhưng lợi thế chi phí vòng đời tổng thể là rõ ràng. Theo một phân tích kinh tế của một nhà máy lọc dầu triệu tấn, tổn thất trung bình hàng năm do sự cố thiết bị của các tủ chống nổ chỉ là 7% so với tủ thông thường và chi phí bảo trì giảm 65%. Xem xét các tổn thất tạm dừng sản lượng tiềm năng gây ra bởi các vụ tai nạn (trung bình hơn 2 triệu nhân dân tệ mỗi ngày) và các hình phạt an toàn (lên tới 5 triệu nhân dân tệ mỗi sự cố), chúng ta có thể suy luận chính xác rằng lợi ích kinh tế thực tế của giải pháp chống nổ là quan trọng hơn.

Chúng ta có thể rút ra kết luận rằng trong các khu vực chống khai thác của các doanh nghiệp hóa dầu, phải sử dụng tủ tụ vật liệu đặc biệt. Điều này được xác định chung bởi các đặc tính nổ của môi trường nguy hiểm và rủi ro vốn có của thiết bị điện. Các tủ tụ điện chống nổ đạt được nguy cơ tai nạn nổ thấp nhất thông qua việc đảm bảo ba lần đổi mới vật liệu, tối ưu hóa cấu trúc và giám sát thông minh. Geyue Electric, từ quan điểm của một nhà cung cấp các giải pháp bồi thường công suất phản ứng điện áp thấp, chân thành khuyến nghị tất cả các doanh nghiệp hóa dầu thực hiện nghiêm ngặt các tiêu chuẩn chống nổ khi chọn thiết bị và ưu tiên lựa chọn các nhà sản xuất chuyên nghiệp với trình độ chứng nhận hoàn chỉnh để xây dựng hệ thống bảo đảm an toàn. Nếu bạn cần một giải pháp bù năng lượng phản ứng tùy chỉnh một cửa cho các kịch bản hóa dầu, vui lòng tham khảo Geyue Electric để được hỗ trợ chuyên nghiệp tạiinfo@gyele.com.cn.