Stalownie zajmujące się odlewaniem ciągłym to typowe środowiska, w których panują ekstremalnie wysokie temperatury. Maszyny do ciągłego odlewania, formy do formowania i-kęsy stali wysokotemperaturowej w sposób ciągły emitują intensywne promieniowanie cieplne na zewnątrz, powodując, że temperatura otoczenia w zakładzie przez cały rok-znacznie przekracza konwencjonalne standardy fabryczne, a szczytowe temperatury w niektórych obszarach sięgają ponad 60 stopni. W przypadku urządzeń do dystrybucji energii znajdujących się w pobliżu tych źródeł ciepła połączone skutki ciągłego narażenia na ciepło, konwekcyjnych fal ciepła i gorącego powietrza-zapylonego mogą z łatwością spowodować wzrost temperatury wewnętrznej w rozdzielnicy przekraczający bezpieczne granice. Prowadzi to do szeregu potencjalnych zagrożeń, w tym przyspieszonego starzenia się izolacji, przegrzania styków, fałszywego zadziałania urządzeń ochronnych i drastycznego skrócenia żywotności sprzętu. W przeciwieństwie do zwykłych zastosowań mieszkaniowych, ogólnych zastosowań przemysłowych lub górniczych, operacje odlewania ciągłego w hutach nakładają najbardziej rygorystyczne, specjalistyczne wymagania dotyczące rozpraszania ciepła przez sprzęt, marginesów wzrostu temperatury i-konstrukcji odpornych na ciepło. Wśród różnychrodzaje rozdzielnicprzystosowane do-ciężkich środowisk przemysłowych o wysokiej temperaturze, specjalnie zoptymalizowane rozdzielnice 24 kV i-odporne na ciepło, ulepszone rozdzielnice z izolacją powietrzną-(AIS)-dzięki dostosowanym-strukturom kontroli temperatury- stały się głównym wyborem w przypadku systemów dystrybucji energii w zakładach ciągłego odlewania, skutecznie rozwiązując problem nadmiernych wzrostów temperatury spowodowanych-promieniowaniem cieplnym o wysokiej temperaturze.
Wiele awarii dystrybucji energii w hutach nie jest spowodowanych defektami samego sprzętu, ale raczej awariami wtórnymi wynikającymi z niekontrolowanego wzrostu temperatury w-środowiskach o wysokiej temperaturze. Konwencjonalna rozdzielnica, która nie jest-odporna na ciepło, pozostaje-w środowisku promieniowania cieplnego przez dłuższy czas, powodując ciągły wzrost temperatury wewnętrznej przekraczający dopuszczalne wartości. Zakłóca to znamionowe warunki pracy sprzętu i ostatecznie prowadzi do problemów, takich jak wyłączenie, uszkodzenie izolacji i zakleszczenie mechaniczne. W tym artykule omówiono rzeczywiste wyzwania operacyjne w zakładach odlewania ciągłego w hutach stali, przeanalizowano zagrożenia związane z promieniowaniem cieplnym o wysokiej-temperaturze dla urządzeń rozprowadzających energię, porównano odporność cieplną różnych typów rozdzielnic i skupiono się na praktycznych rozwiązaniach w zakresie kontroli wzrostu temperatury dlaRozdzielnica 24 kVIrozdzielnica-izolowana powietrzem (AIS), dostarczający praktycznych wskazówek dotyczących projektowania dystrybucji mocy w-ciężkich środowiskach przemysłowych o wysokiej temperaturze.
1. Jak duże jest promieniowanie cieplne w zakładzie ciągłego odlewania? Podstawowe zagrożenia związane z nadmiernym wzrostem temperatury w rozdzielnicach
Zagrożenia stwarzane przez wysokie temperatury w hali odlewania ciągłego różnią się od typowego dławiącego ciepła występującego w zwykłych budynkach fabrycznych; główny problem leży w połączonym efekcie ciągłego, intensywnego promieniowania cieplnego i konwekcyjnego przenoszenia ciepła w wysokiej-temperaturze. Cały proces-od prostowania i chłodzenia kęsów po cięcie- powoduje ciągłe uwalnianie ciepła, bez efektywnego bufora chłodzącego. Szafy rozdzielcze zlokalizowane w pobliżu źródeł ciepła poddawane są długotrwałemu nagrzewaniu pasywnemu, co powoduje ciągłe nagrzewanie się ich obudów zewnętrznych. Ciepło stale przewodzi do wewnątrz i gromadzi się, co powoduje wzrost temperatury elementów wewnętrznych, części izolacyjnych i układów stykowych znacznie przekraczający limity dozwolone przez normy krajowe.
Zagrożenia stwarzane przez nadmierny wzrost temperatury są bardzo podstępne i wyjątkowo destrukcyjne: po pierwsze, materiały izolacyjne starzeją się w wyniku długotrwałego narażenia na wysokie temperatury, powodując zmniejszanie się marginesów izolacji z roku na rok, co może łatwo prowadzić do zwarć międzyfazowych--fazowych i wyładowań doziemnych; po drugie, utlenianie-w wysokiej temperaturze miedzianych szyn zbiorczych i styków łączących zwiększa rezystancję styków, tworząc błędne koło, w którym „im wyższy wzrost temperatury, tym większy opór i poważniejsze wytwarzanie ciepła”; Po trzecie, wysokie temperatury zakłócają dodatkowe elementy zabezpieczające, powodując dryf parametrów i nienormalną czułość, co prowadzi do fałszywego wyłączenia i awarii, co bezpośrednio wpływa na ciągłą produkcję linii ciągłego odlewania.
Różne typy rozdzielnic wykazują znaczne różnice w tolerancji na warunki pracy w-wysokiej temperaturze, a standardowe wyposażenie-z półki-jest całkowicie nieodpowiednie dla warunków panujących w hali odlewania ciągłego. Konwencjonalna rozdzielnica-z izolacją powietrzną (AIS), jeśli zachowuje standardową konstrukcję rozpraszania ciepła, jest podatna na pobieranie-prądów powietrza o wysokiej temperaturze ze względu na swoją otwartą konstrukcję, co prowadzi do znacznego gromadzenia się ciepła wewnętrznego. TheRozdzielnica 24 kVodpowiedzialne za główne zasilanie sklepu przenosi duże prądy obciążenia i generuje znaczne ciepło; w połączeniu z zewnętrznym promieniowaniem cieplnym ryzyko wzrostu temperatury powyżej dopuszczalnych wartości jest jeszcze większe, co wymaga specjalistycznej odporności cieplnej i optymalizacji odprowadzania ciepła.
2. Różnice w przydatności sprzętu: słabe i mocne strony działania dwóch głównych typów rozdzielnic w warunkach wysokiej-temperatury
Architektura dystrybucji energii w zakładach ciągłego odlewania stali charakteryzuje się przede wszystkim układem hierarchicznym z liniami głównymi średniego napięcia-i obciążeniami odgałęzionymi. Rozdzielnia 24 kV irozdzielnica-izolowana powietrzem (AIS)powszechnie stosowane w-witrynie mają inną charakterystykę strukturalną; w konsekwencji różnią się także przyczyny wzrostu temperatury i kierunki optymalizacji. Są to dwa typy rozdzielnic, które najlepiej nadają się do modernizacji w przemyśle ciężkim.
Rozdzielnica z izolacją powietrzną (AIS) ma konstrukcję z izolacją-powietrzną, naturalnie wentylowaną, o otwartej strukturze i bez uszczelnionych przedziałów, zapewniającą doskonałe odprowadzanie ciepła w normalnych warunkach. Jednakże w środowisku o wysokiej-temperaturze hali do ciągłego odlewania otwarta konstrukcja wentylacyjna w sposób ciągły zasysa gorące powietrze z warsztatu, a zewnętrzne promieniowanie cieplne przenika bezpośrednio przez szafę, powodując gromadzenie się ciepła wewnątrz bez ucieczki, co skutkuje ciągłym wzrostem temperatury. Niezmodyfikowany sprzęt AIS pracujący w pobliżu źródeł ciepła w liniach ciągłego odlewania przez 3 do 5 lat będzie powodować problemy, takie jak starzenie się izolacji oraz poczerniałe i utlenione styki. Nadaje się tylko do obszarów na drugim końcu warsztatu z dobrym odprowadzaniem ciepła; w przypadku lokalizacji w sąsiedztwie źródeł ciepła wymagane są specjalistyczne modyfikacje w zakresie izolacji termicznej i odprowadzania ciepła.
Jako podstawowe urządzenia zasilające linie ciągłego odlewania, rozdzielnice 24 kV obsługują obciążenia krytyczne, takie jak napęd główny, systemy wody chłodzącej i systemy odpylania. Sprzęt generuje podczas pracy znaczną ilość ciepła, a w połączeniu z intensywnym zewnętrznym promieniowaniem cieplnym to podwójne źródło ciepła może z łatwością spowodować wzrost temperatury przekraczający dopuszczalne wartości. Chociaż zamknięta konstrukcja obudowy skutecznie blokuje zewnętrzne promieniowanie cieplne, ma ona również tę wadę, że utrudnia rozpraszanie ciepła wewnętrznego. Jako taki jest to kluczowy element wyposażenia do kontroli wzrostu temperatury w-warunkach pracy w wysokich temperaturach oraz kluczowy cel modernizacji dystrybucji energii w hutach stali.
3. Rozwiązanie w zakresie kontroli temperatury rdzenia: cztery kluczowe środki techniczne mające na celu utrzymanie wzrostu temperatury wewnątrz rozdzielnicy w bezpiecznym zakresie
Aby zapewnić stabilną pracę rozdzielnic w środowisku ciągłego promieniowania cieplnego, w którym panuje ciągłe promieniowanie cieplne, poleganie wyłącznie na konwekcji naturalnej jest niewystarczające. Aby stawić czoła wyzwaniom związanym ze wzrostem temperatury, przed którymi stojąRozdzielnica 24 kVIrozdzielnica-izolowana powietrzem (AIS), spełniając jednocześnie-wymagania eksploatacyjne w wysokich temperaturach wszystkich typów rozdzielnic.
1. Zewnętrzna konstrukcja izolacji termicznej blokująca zewnętrzne promieniowanie cieplnen
Aby zaradzić intensywnemu promieniowaniu cieplnemu, charakterystycznemu dla warsztatów odlewania ciągłego, na zewnątrz rozdzielnicy instaluje się przegrody termoizolacyjne odporne na--wysoką temperaturę{1}}i odblaskowe warstwy izolacyjne. Wykorzystując zasadę odbicia termicznego do blokowania promieniowania cieplnego w podczerwieni, skuteczność pochłaniania ciepła przez szafę jest znacznie zmniejszona. W przypadku rozdzielnic 24 kV umieszczonych w pobliżu rdzeniowych źródeł ciepła, takich jak kęsy stalowe i prostownice, priorytetem jest ochrona izolacji z przodu i po bokach szafy, aby zapobiec przenikaniu ciepła zewnętrznego do wewnątrz, zmniejszając w ten sposób wzrost temperatury podstawowej u źródła. W przypadku rozdzielnic z izolacją powietrzną-typu otwartego (AIS) instaluje się zdejmowaną izolację termiczną i-pyłoszczelne ekrany, które filtrują przepływ powietrza o wysokiej-temperaturze bez pogarszania wentylacji, łagodząc w ten sposób wpływ promieniowania cieplnego.
2. Strefa-specyficzna, kierunkowa wentylacja zapewniająca rozpraszanie ciepła w celu zapobiegania gromadzeniu się ciepła wewnątrz obudowy
Odchodząc od chaotycznej konstrukcji naturalnej wentylacji stosowanej w standardowych szafach, przyjmujemy logikę kierunkowego chłodzenia konwekcyjnego „wlot zimnego powietrza na dole, wylot gorącego powietrza na górze”. Wloty powietrza o niskiej-temperaturze są zainstalowane w dolnej części szafy, a wydajne urządzenia wyciągowe znajdują się w górnej części, tworząc stabilny kanał konwekcyjny umożliwiający wymianę ciepła. Wentylację optymalizuje się poprzez podział na strefy przedziału wyłącznika, przedziału szyn zbiorczych i przedziału kablowego,-obszary, w których wytwarzanie ciepła koncentruje się w rozdzielnicy-średniego napięcia-, aby zapewnić szybkie rozproszenie ciepła generowanego przez sprzęt, zapobiec wewnętrznemu gromadzeniu się ciepła i całkowicie rozwiązać problem skumulowanego wzrostu temperatury w rozdzielnicy 24 kV w warunkach dużego-obciążenia.
3. Kompleksowa modernizacja w celu zastosowania materiałów-odpornych na ciepło w celu zwiększenia marginesu tolerancji-sprzętu na wysokie temperatury
Komponenty izolacyjne, uszczelki i komponenty drugorzędne w szafie zostały ulepszone pod kątem zgodności- z wysokimi temperaturami, a wszystkie materiały zostały wybrane spośród materiałów klasy przemysłowej-odpornych na wysokie-temperatury-{3}}, aby podnieść ogólny próg odporności cieplnej sprzętu. Elementy izolacyjne wykonane są z żywicy epoksydowej o wysokiej-odporności-na wysoką temperaturę, która wytrzymuje długotrwałe narażenie na wysokie temperatury bez starzenia i deformacji; uszczelki i smary do mechanizmów operacyjnych zostały ulepszone i mają formuły odporne na wysokie-temperatury-, aby zapobiec awariom w wysokich temperaturach. To uniwersalne rozwiązanie optymalizacyjne jest kompatybilne ze wszystkimirodzaje rozdzielnicna miejscu, kompleksowo poprawiając stabilność sprzętu podczas-pracy w wysokich temperaturach.
4. Inteligentna-połączona kontrola temperatury w celu dynamicznego równoważenia efektywności rozpraszania ciepła
Wewnątrz szafy zainstalowano inteligentny system monitorowania-wykrywający temperaturę i system łączenia rozpraszania ciepła, który zbiera-dane dotyczące temperatury w czasie rzeczywistym. W oparciu o wzrost temperatury system automatycznie dostosowuje prędkość wentylatora wyciągowego i steruje uruchamianiem/zatrzymywaniem urządzeń chłodzących. Działa przy niskim zużyciu energii w warunkach niskiej-temperatury i przełącza się na wymuszone chłodzenie-przy pełnym obciążeniu w warunkach-wysokiej temperatury. To dynamicznie dopasowuje wydajność rozpraszania ciepła do obciążenia i temperatury otoczenia, eliminując marnowane zużycie energii, jednocześnie precyzyjnie ograniczając maksymalny wzrost temperatury. System zaprojektowano tak, aby dostosować się do złożonych warunków pracy wydziałów odlewania ciągłego, w tym wahań obciążenia i temperatury.
5. Wyniki wdrożenia i wartość branżowa: klucz do stabilnej dystrybucji mocy w warunkach wysokiej-temperatury
Dzięki systematycznym ulepszeniom łagodzącym wzrost temperatury stan operacyjny sprzętu do dystrybucji energii w odlewni ciągłego odlewania-zlokalizowanej w pobliżu-źródeł ciepła o wysokiej temperaturze- został znacznie zoptymalizowany. Przy pracy z pełnym-obciążeniem i ciągłym promieniowaniem cieplnym wzrost temperatury wewnątrz zmodernizowanej rozdzielnicy 24 kV utrzymuje się stale w granicach bezpieczeństwa określonych przez normy krajowe, bez problemów związanych z przegrzaniem, starzeniem się lub zmianą parametrów; Zoptymalizowana rozdzielnica-z izolacją powietrzną (AIS) skutecznie rozwiązuje problemy związane z akumulacją ciepła nieodłącznie związane z konstrukcjami z otwartą-ramą, zmniejszając wskaźnik awaryjności sprzętu o ponad 90%.
W ciężkich zakładach przemysłowych, takich jak huty, stabilna praca różnych typów rozdzielnic jest bezpośrednio powiązana z ciągłą produkcją linii do ciągłego odlewania. Kontrola wzrostu temperatury to nie tylko kwestia optymalizacji rozpraszania ciepła; jest to podstawowe zabezpieczenie umożliwiające przystosowanie się do ekstremalnych warunków pracy, zapobiegające przedwczesnym awariom sprzętu i minimalizujące straty wynikające z przestojów-niezbędny element projektowania dystrybucji energii w przemyśle ciężkim.
Wniosek
Wyzwania związane z promieniowaniem cieplnym w zakładach ciągłego odlewania stali stanowią rygorystyczny test inżynierii i możliwości adaptacji urządzeń do dystrybucji energii. Znormalizowana rozdzielnica nie jest w stanie wytrzymać ekstremalnie wysokich-warunków temperaturowych; jedynie ukierunkowane ulepszenia w zakresie izolacji termicznej, odprowadzania ciepła, materiałów i inteligentnych systemów sterowania mogą zapewnić kontrolowany wzrost temperatury. Z rdzeniaRozdzielnica 24 kVdo rozdzielnic z izolacją powietrzną-na poziomie odgałęzienia (AIS), wszystkie typy rozdzielnic, które mają pracować w-ciężkich środowiskach przemysłowych o wysokiej temperaturze, muszą być zgodne z logiką kontroli temperatury, zgodnie z którą „najpierw izolacja termiczna, następnie rozpraszanie ciepła, dobór materiałów jako siatki bezpieczeństwa i inteligentne sterowanie”. Dzięki systematycznym rozwiązaniom technicznym odpornym na ciągłe promieniowanie cieplne stanowią one solidny fundament bezpieczeństwa dystrybucji energii w ciągłych i inteligentnych procesach produkcyjnych w przemyśle stalowym.
O nas
Zhejiang Lvma Electric Co., Ltd. (założona w 2018 r.) wykorzystuje 17-letnie doświadczenie-w produkcji urządzeń elektrycznych dzięki certyfikatowi ISO 9001:2015. Nasze portfolio produktów koncentruje się na inteligentnych systemach rozdzielnic i obejmuje transformatory dystrybucyjne-zanurzone w oleju i suche-. Eksportujemy na całym świecie do Europy, Bliskiego Wschodu, Ameryki Południowej, Azji Południowo-Wschodniej i Afryki.
Dzięki ponad 40 patentom nasz zespół badawczo-rozwojowy napędza transformację firmy w dostawcę inteligentnych, zrównoważonych rozwiązań energetycznych. Cyfrowe procesy produkcyjne i monitorowanie stanu-w czasie rzeczywistym zapewniają, że każdy element wyposażenia spełnia najwyższe standardy bezpieczeństwa, niezawodności i wydajności operacyjnej.