Обеспечение непрерывного электроснабжения на нефтехимических предприятиях — задача, требующая учёта множества специфических факторов: от взрывоопасности производственных зон до воздействия агрессивных химических сред. Остановка технологических процессов из-за сбоев электропитания может привести не только к экономическим потерям, но и к авариям с тяжёлыми последствиями. Компания "Юниджет" специализируется на проектировании и внедрении промышленных ИБП для нефтехимической отрасли, учитывая все требования промышленной безопасности и особенности технологических процессов.

Обратите внимание: представленные в материале расчёты и рекомендации носят ознакомительный характер. Фактические параметры системы бесперебойного питания определяются на основе технического обследования конкретного объекта, анализа технологических регламентов и требований промышленной безопасности. Для разработки проектного решения обращайтесь к специалистам компании "Юниджет" — проведём необходимые изыскания и подберём оптимальное решение с учётом специфики вашего производства.

Классификация взрывоопасных зон и требования к ИБП

Согласно ГОСТ IEC 60079-10-1, на нефтехимических предприятиях выделяют три класса взрывоопасных зон:

• Зона 0: взрывоопасная смесь присутствует постоянно или длительное время

• Зона 1: взрывоопасная смесь может образоваться при нормальной работе

• Зона 2: взрывоопасная смесь маловероятна, возможна только при авариях

Для установки ИБП в зонах 1 и 2 требуется взрывозащищённое исполнение корпуса. Применяются следующие виды взрывозащиты:

• Ex d (взрывонепроницаемая оболочка) — для зоны 1

• Ex e (повышенная защита) — для зоны 2

• Ex p (избыточное давление) — универсальное решение

Степень защиты оболочки должна быть не ниже IP54 для внутренней установки и IP66 для наружной. При этом необходимо обеспечить эффективный теплоотвод от силовых элементов ИБП, что усложняется герметичностью корпуса.

Расчёт мощности для типовых нагрузок

Основные потребители на нефтехимических производствах имеют специфические характеристики энергопотребления:

Компрессорные установки потребляют 200-800 кВт с коэффициентом мощности 0.85-0.9. Пусковые токи электродвигателей достигают 600-700% от номинала. При использовании частотных преобразователей генерируются гармоники 5-го и 7-го порядков с THD до 35%.

Насосные станции мощностью 50-400 кВт характеризуются цикличной нагрузкой с резкими набросами при включении. Коэффициент одновременности работы составляет 0.7-0.8.

Системы АСУ ТП и КИПиА потребляют 10-50 кВт, но требуют высочайшего качества электропитания. Допустимые искажения синусоиды не более 5%, время переключения на батареи — нулевое.

Мощность ИБП рассчитывается по формуле: S(ИБП) = (P1×K1 + P2×K2 + ... + Pn×Kn) × Kзап / cosφ

где P — активная мощность нагрузки, K — коэффициент одновременности, Kзап — коэффициент запаса (1.25-1.3), cosφ — коэффициент мощности.

Воздействие агрессивных сред

Атмосфера нефтехимических производств содержит пары углеводородов, сероводород (до 20 мг/м³), аммиак, хлор. Эти вещества вызывают коррозию электронных компонентов и контактных соединений.

Для защиты применяются:

• Конформное покрытие печатных плат лаком

• Контакты с золотым покрытием толщиной не менее 3 мкм

• Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена или фторопласта

• Системы подпора воздуха с химическими фильтрами

Температура окружающей среды может достигать +45°С летом и -40°С зимой. ИБП должен сохранять работоспособность во всём диапазоне, что требует применения систем термостатирования.

Системы охлаждения с резервированием

При мощности ИБП свыше 100 кВА тепловыделение составляет 3-5 кВт на каждые 100 кВА. Для промышленных ИБП применяется принудительное воздушное охлаждение с резервированием вентиляторов по схеме N+1.

Расход воздуха рассчитывается: Q = P×3600 / (c×ρ×ΔT) где P — тепловыделение (Вт), c — теплоёмкость воздуха (1005 Дж/кг·К), ρ — плотность воздуха (1.2 кг/м³), ΔT — допустимый перегрев (10-15°С).

Для ИБП 200 кВА с КПД 94% тепловыделение составит 12 кВт, требуемый расход воздуха — 2400 м³/ч. Устанавливаются 3 вентилятора по 1200 м³/ч каждый, при выходе одного из строя охлаждение сохраняется.

Интеграция с системами ПАЗ

ИБП интегрируется с системой противоаварийной защиты через дискретные сигналы и промышленные протоколы:

• Сухие контакты для критических сигналов (авария, перегрев, разряд батарей)

• Modbus RTU/TCP для передачи параметров в SCADA

• Profibus DP для интеграции с ПЛК

• IEC 61850 для современных систем автоматизации

Время реакции на аварийный сигнал не должно превышать 100 мс. При получении команды аварийного останова ИБП должен обеспечить питание систем безопасности в течение времени, необходимого для перевода установки в безопасное состояние.

Время автономии и безопасный останов

Время автономной работы определяется технологическим регламентом. Для установок первичной переработки нефти требуется 30-60 минут для безопасного останова. Установки каталитического крекинга требуют до 2 часов из-за необходимости продувки реактора инертным газом.

Ёмкость батарей рассчитывается с учётом старения (фактор 1.25) и температурной деградации (0.5% на каждый градус выше 25°С). Для обеспечения 60 минут автономии при нагрузке 200 кВт и температуре 35°С потребуется батарейный массив ёмкостью: C = 200000 Вт × 1 ч × 1.25 × 1.05 / (400 В × 0.9) = 730 А·ч

Особенности монтажа и заземления

Система заземления выполняется по схеме TN-S с разделением защитного и рабочего нулевых проводников. Сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом.

Силовые и контрольные кабели прокладываются в разных лотках с расстоянием не менее 300 мм. Применяются экранированные кабели с заземлением экрана с двух сторон через разрядники.

Молниезащита выполняется по I категории согласно СО 153-34.21.122-2003. Устанавливаются УЗИП класса I+II на вводе и класса III на выходе ИБП.

Правильное проектирование системы бесперебойного питания для нефтехимического производства требует глубокого понимания технологических процессов, норм промышленной безопасности и особенностей электротехнического оборудования. Специалисты "Юниджет" готовы провести комплексное обследование вашего объекта и разработать оптимальное решение.

За консультацией обращайтесь на сайт www.uni-jet.com или по телефону 8-800-707-98-45.