UPS Soluciones para la industria petroquímica

I. Retos del suministro eléctrico en la industria petroquímica

La industria petroquímica es un sector clave de la economía nacional. Su proceso de producción implica reacciones químicas complejas y un control de procesos de alta precisión, lo que plantea exigencias extremadamente altas en cuanto a fiabilidad y estabilidad del suministro eléctrico. Estos son los retos a los que se enfrenta esta industria:

1. Altos requisitos de continuidad del proceso de producción

La producción petroquímica suele ser continua. Cuando se produce un corte de electricidad, el proceso de producción puede interrumpirse, provocando que la reacción química se detenga repentinamente. Esto no sólo provocará enormes pérdidas económicas, como el desperdicio de materias primas, la calidad inferior del producto, daños en los equipos de producción, etc., sino que también puede causar graves accidentes de seguridad y medioambientales. Por ejemplo, en el proceso de refinado del petróleo, las reacciones clave, como el craqueo catalítico y la hidrofinación, deben llevarse a cabo a alta temperatura y alta presión. Los cortes de energía pueden hacer que la reacción se descontrole, provocando el sobrecalentamiento de los equipos y el aumento repentino de la presión, lo que puede causar explosiones o incendios.
Muchos productos químicos tienen un ciclo de producción largo, que tarda horas o incluso días desde la entrada de la materia prima hasta la salida del producto. Las fluctuaciones eléctricas pueden socavar la estabilidad de la producción, reducir la calidad del producto o incluso destruirlo por completo, afectando al abastecimiento del mercado y a los beneficios económicos de la empresa.

2. Sensibilidad de los principales equipos de producción a la calidad de la energía

En las empresas petroquímicas, los sistemas de control automatizados (como DCS, PLC, etc.), los instrumentos analíticos de precisión (como cromatógrafos, espectrómetros, etc.) y los equipos de control de velocidad de frecuencia variable tienen unos requisitos de calidad eléctrica extremadamente altos. Estos dispositivos requieren una tensión, una frecuencia y una energía eléctrica pura estables para garantizar su funcionamiento normal y la precisión de sus mediciones. Los problemas de calidad de la energía, como caída de tensión, aumento de tensión, distorsión armónica, etc., pueden provocar un funcionamiento incorrecto del sistema de control, lecturas inexactas de los instrumentos, averías y paradas de los equipos, etc., lo que a su vez afecta a la estabilidad de todo el proceso de producción y a la calidad del producto.
La producción química de alta precisión requiere un control preciso de los parámetros de funcionamiento de los equipos. Las fluctuaciones de potencia impiden que los equipos controlen con precisión las condiciones de reacción, lo que provoca una calidad inestable de los productos y reduce su competitividad.

3. Condiciones de trabajo duras

The environment at the petrochemical production site is harsh, with many unfavorable factors such as high temperature, high humidity, dust, corrosive gases (such as hydrogen sulfide, chlorine, etc.) and flammable and explosive gases. These environmental conditions pose severe challenges to the performance and reliability of UPS equipment. For example, high temperature may cause the performance of electronic components of UPS equipment to decline and shorten their lifespan; corrosive gases may corrode the metal parts and circuit boards of the equipment, causing short circuits, open circuits and other problems; flammable and explosive gas environments require UPS equipment to have high safety and explosion-proof performance to prevent fires or explosions caused by equipment failures.
Los entornos hostiles aceleran el envejecimiento y los daños de los equipos, aumentan los costes de mantenimiento y la frecuencia de sustitución y reducen la eficacia de la producción.

4. Complejidad e incertidumbre del suministro eléctrico

Las empresas petroquímicas tienen una gran escala de producción, con muchos equipos eléctricos y enormes diferencias de potencia, desde equipos de iluminación de unos pocos kilovatios hasta grandes compresores y reactores de miles de kilovatios. Esto hace que la carga eléctrica de las empresas sea compleja y cambiante, y plantea mayores exigencias a la estabilidad y fiabilidad del sistema de suministro eléctrico. Al mismo tiempo, el plan de producción de las empresas puede ajustarse en función de la demanda del mercado, el suministro de materias primas y otros factores, lo que provoca una mayor incertidumbre en la carga eléctrica. El sistema de suministro eléctrico debe adaptarse a los cambios de carga para garantizar un suministro estable.
Las empresas tienen muchos equipos eléctricos con grandes diferencias de potencia, lo que crea cargas eléctricas complejas, aumenta la carga del sistema de alimentación eléctrica y aumenta la dificultad de gestión.

II. Visión general de las soluciones de UPS para la industria petroquímica

Para garantizar el funcionamiento seguro, estable y continuo de la producción petroquímica, ofrecemos SAI profesionales soluciones para la industria petroquímica.

Objetivo de la solución : Proporcionar un suministro eléctrico ininterrumpido de alta calidad y fiabilidad para los equipos de producción clave y los sistemas de control de automatización de las empresas petroquímicas, con el fin de garantizar la continuidad y estabilidad del proceso de producción, evitar accidentes de producción, daños en los equipos y contaminación medioambiental causados por problemas eléctricos, y mejorar el nivel de gestión del suministro eléctrico y la capacidad de respuesta ante emergencias de las empresas.
Diseño de la arquitectura del sistema : En función de la escala de producción, el flujo de procesos y la distribución de los equipos clave de las empresas petroquímicas, se diseña una arquitectura de sistema SAI que combina sistemas distribuidos y centralizados. En las empresas petroquímicas conjuntas a gran escala, los sistemas SAI centralizados se utilizan principalmente para garantizar la alimentación de los sistemas de control clave (como la sala de control central DCS) y los sistemas de ingeniería pública importantes (como los compresores de aire de instrumentos, los sistemas de circulación de agua de refrigeración, etc.) de toda la planta; al mismo tiempo, se configuran pequeños sistemas SAI distribuidos en varias áreas de unidades de producción y lugares peligrosos para proporcionar soporte de alimentación a las casetas de análisis in situ, los armarios de control locales y otros equipos. En las empresas petroquímicas de tamaño medio, se adopta una arquitectura de sistema SAI relativamente centralizada. De acuerdo con la distribución de las unidades de producción y los requisitos de energía, se establecen múltiples subcentros SAI para que sean responsables del suministro de energía de los equipos clave en diferentes áreas. Para las pequeñas empresas petroquímicas o los yacimientos remotos de petróleo y gas, se utilizan equipos SAI integrados y compactos, que pueden instalarse de forma flexible para satisfacer las necesidades energéticas de áreas específicas y garantizar el funcionamiento estable de los equipos clave.

1. Selección y configuración del sistema SAI

Seleccionar la capacidad adecuada del SAI en función de la potencia y la demanda de potencia de los equipos de producción : Realizar estadísticas de potencia y análisis de demanda de potencia exhaustivos para varios equipos clave de empresas petroquímicas, incluidos equipos de sistemas de control de automatización, instrumentos analíticos, equipos de regulación de velocidad de frecuencia variable, sistemas de iluminación de emergencia, etc. Calcular la capacidad total necesaria del SAI en función de factores como el coeficiente de uso simultáneo de los equipos, factor de potenciay las posibles necesidades futuras de ampliación. Se recomienda reservar una cierta cantidad de redundancia a la hora de seleccionar un modelo; por lo general, se puede seleccionar entre 1,2 y 1,5 veces la capacidad total para satisfacer las necesidades de desarrollo de los próximos 3 a 5 años.
Battery configuration and battery life determination : Determine the battery life of the UPS according to the production process requirements and power outage emergency processing time of the petrochemical enterprise. In the control system of key production equipment and important public engineering systems, the Batería del SAI life can be set to 30-60 minutes to ensure that when the city power fails, it can provide sufficient time for the start-up of the emergency generator set, and ensure the safe shutdown operation of key equipment during the power outage, avoiding equipment damage and safety accidents caused by sudden power outages. For some special important equipment (such as environmental monitoring equipment, safety instrument systems, etc.), the battery life can be appropriately extended to 2-4 hours to meet its continuous operation requirements during power outages. In terms of battery type selection, considering the complexity of the petrochemical environment and the high requirements for battery reliability, lithium-ion batteries can be used first, which have the advantages of high energy density, long cycle life, low self-discharge rate, etc., and can maintain good performance in harsh environments.

2. Estrategia de protección del SAI para los principales equipos de producción

Equipos de sistemas de control de automatización : Los sistemas de control de automatización (como DCS, PLC, etc.) son el núcleo de la producción petroquímica y son responsables de la supervisión, el control y la regulación en tiempo real de todo el proceso de producción. El sistema SAI proporciona una garantía de alimentación precisa para los equipos del sistema de control de automatización. Cuando la alimentación de red es normal, garantiza el funcionamiento estable de los equipos del sistema de control y la recopilación y transmisión precisas de datos; cuando se interrumpe la alimentación de red, el SAI cambia inmediatamente al modo de alimentación por batería para mantener el funcionamiento continuo de los equipos del sistema de control, garantizar la transición fluida del proceso de producción y el estacionamiento seguro, y evitar la producción fuera de control debido a cortes de energía, causando daños a los equipos, accidentes secundarios de seguridad y contaminación ambiental.
Instrumentos y equipos analíticos de precisión : En el proceso de producción petroquímica, se utiliza un gran número de instrumentos analíticos de precisión para controlar en tiempo real los indicadores de calidad de las materias primas, los productos intermedios y los productos finales, proporcionando datos de apoyo para la optimización del proceso de producción y el control de calidad de los productos. El SAI proporciona una fuente de alimentación estable para los instrumentos y equipos analíticos de precisión, garantizando que los instrumentos puedan funcionar con normalidad en caso de fluctuaciones o cortes de energía, proporcionando continuamente datos precisos de control de calidad para el proceso de producción, descubriendo a tiempo los problemas de calidad en el proceso de producción, evitando daños en los instrumentos y la pérdida de datos debido a problemas de energía, y garantizando la calidad del producto y la eficiencia de la producción.
Equipo regulador de velocidad de frecuencia variable : El equipo de regulación de velocidad de frecuencia variable se utiliza ampliamente en varios ventiladores, bombas y otras cargas en empresas petroquímicas. Consigue un funcionamiento que ahorra energía y un control preciso del proceso ajustando la velocidad del motor. El SAI proporciona un soporte de alimentación de alta calidad para los equipos de regulación de velocidad de frecuencia variable, garantizando que el inversor pueda funcionar de forma estable cuando la tensión de red fluctúa o cuando se corta la alimentación, evitando fallos y paradas del inversor debido a problemas de alimentación, manteniendo el funcionamiento normal de los equipos de producción, garantizando la continuidad y estabilidad del proceso de producción, y reduciendo los daños en el motor y los equipos mecánicos relacionados causados por el arranque y parada frecuentes de los equipos, alargando así la vida útil de los equipos.

3. Adaptabilidad medioambiental y garantía de fiabilidad

Consideraciones de diseño para entornos difíciles : En respuesta a las duras condiciones del entorno de trabajo en la industria petroquímica, el equipo SAI adopta un diseño de protección especial y componentes de alta fiabilidad. En términos de resistencia al polvo y al agua, la carcasa del equipo SAI adopta un diseño de alto nivel de protección, que puede prevenir eficazmente que el polvo y el vapor de agua entren en el equipo, asegurando el funcionamiento normal del equipo en ambientes hostiles. Para la resistencia a la corrosión, la placa de circuito del equipo SAI se trata con un recubrimiento anti-corrosión, y las partes metálicas están especialmente tratadas en superficie para mejorar la resistencia a la corrosión del equipo en un entorno que contiene gases corrosivos. En términos de diseño a prueba de explosiones, para los equipos SAI instalados en zonas de gases inflamables y explosivos, se adopta un diseño a prueba de explosiones para cumplir con los requisitos de las normas pertinentes a prueba de explosiones y garantizar el funcionamiento seguro del equipo en entornos peligrosos. Al mismo tiempo, el equipo SAI también tiene un amplio rango de temperatura de funcionamiento y un buen rendimiento de disipación de calor, que puede adaptarse a las condiciones ambientales extremas, tales como alta temperatura y baja temperatura en el sitio petroquímico.
Medidas para mejorar la fiabilidad de los sistemas SAI: adoptar diseños redundantes, como la doble entrada de alimentación y la redundancia en paralelo, para mejorar la fiabilidad de los sistemas SAI. En las principales áreas de producción y centros de control de las empresas petroquímicas, se adopta el diseño de doble entrada de alimentación. Cuando falla una fuente de alimentación de red, puede cambiar automáticamente a otra fuente de alimentación de red para garantizar el suministro continuo de energía del sistema SAI. El diseño de redundancia en paralelo permite que varios SAI funcionen en paralelo. Cuando un dispositivo SAI falla, otros dispositivos SAI pueden asumir rápidamente toda la carga y seguir proporcionando soporte de energía para los equipos clave para evitar la interrupción de la producción. Reforzar el diseño de la disipación de calor y la comprobación de la fiabilidad de los componentes del sistema SAI, y llevar a cabo una estricta inspección de calidad y comprobación del envejecimiento de los componentes clave (como condensadores, transformadores, módulos de potencia, etc.) para garantizar que la calidad y el rendimiento de los componentes cumplen altos estándares. Al mismo tiempo, establezca un sistema completo de mantenimiento e inspección regulares para descubrir y tratar rápidamente los posibles problemas de los equipos y garantizar el funcionamiento estable a largo plazo del sistema SAI.

4. Supervisión y gestión inteligentes

Función de monitorización del sistema SAI : El sistema SAI está equipado con un módulo de monitorización inteligente que puede monitorizar en tiempo real parámetros clave como la tensión, la corriente, la frecuencia, el estado de la batería, el estado de la carga, etc., y mostrar estos parámetros de forma intuitiva al personal de operación y mantenimiento de la empresa a través de una pantalla táctil o una interfaz de red. El personal de operación y mantenimiento puede comprobar el estado de funcionamiento del equipo SAI en cualquier momento, mantenerse al corriente de las condiciones de alimentación y funcionamiento del equipo, descubrir posibles problemas con antelación y tomar medidas preventivas. Cuando se produce una situación anormal en el sistema SAI, como tensión que excede el rango establecido, fallo de la batería, sobrecarga, etc., el sistema de monitorización enviará inmediatamente una señal de alarma acústica y visual, y abrirá automáticamente una ventana de información de alarma para recordar al personal de operación y mantenimiento que se ocupe de ello a tiempo para garantizar el funcionamiento seguro del equipo.
Remote monitoring and management : Using network technology, the UPS system supports remote monitoring and management functions. Operation and maintenance personnel can remotely monitor the operating status of UPS equipment, set parameters, diagnose faults, and upgrade software through mobile phone APP or computer client, whether they are in the control room within the enterprise or in a remote office, as long as they can connect to the enterprise’s LAN or the Internet. For example, operation and maintenance personnel can use the remote monitoring system at home to promptly detect the fault alarm of UPS equipment, remotely diagnose and initially handle the faults of the equipment, such as remotely switching the UPS operating mode, resetting the UPS equipment, etc., to reduce the response time of on-site maintenance personnel and improve the availability and production efficiency of the equipment. At the same time, the remote monitoring system also supports centralized management and monitoring of multiple UPS devices, realizing unified dispatching and management of the power supply system of the entire petrochemical enterprise.

5. 5. Instalación y aplicación

Preparación antes de la instalación : Antes de instalar el sistema SAI, es necesario realizar una inspección y evaluación exhaustivas del sistema de cableado eléctrico, el sistema de puesta a tierra, el entorno de instalación, etc. de la empresa petroquímica. Asegúrese de que la línea de entrada de la red eléctrica puede satisfacer la demanda de potencia y los requisitos de calidad de la energía del equipo SAI, el sistema de puesta a tierra es bueno y la resistencia de la puesta a tierra cumple las normas pertinentes para proporcionar una protección de seguridad fiable para el equipo. De acuerdo con la disposición del proceso de producción de la empresa y la distribución de los equipos clave, la ubicación de instalación del equipo SAI debe planificarse razonablemente para garantizar que el equipo SAI se instala en un lugar bien ventilado, limpio y fácil de mantener, y dejar espacio suficiente para la disipación de calor del equipo y la futura expansión y transformación. Desarrolle un plan de instalación detallado y un plan de construcción de seguridad, aclare los pasos de instalación, la división del trabajo del personal y el calendario de construcción, y proporcione formación de seguridad e información técnica a los instaladores para garantizar que el proceso de instalación sea seguro y ordenado. Colocar señales de advertencia de seguridad evidentes en el lugar de instalación para evitar accidentes durante la construcción.
Installation steps and precautions for UPS system : According to the installation manual provided by the UPS equipment manufacturer, first place the UPS host in the predetermined installation position and use fixing bolts to firmly fix it to the ground or a dedicated mounting bracket to ensure that the equipment is stable and reliable during operation. Next, install the batería in the battery cabinet and correctly connect the battery pack to the DC input and output ports of the UPS host. During the connection process, attention should be paid to the polarity and tightness of the battery connection to prevent loose or reverse connection from causing the battery to malfunction or cause safety accidents. Then, connect the input and output distribution cabinet of the UPS host to the company’s mains input line and the power lines of key equipment. When connecting, the operation should be strictly carried out in accordance with the electrical wiring specifications to ensure that the wiring is firm and reliable and avoid problems such as virtual connection and short circuit. During the installation process, attention should be paid to the safe distance between the UPS equipment and the surrounding equipment to ensure that the ventilation and heat dissipation channels of the equipment are unobstructed, and effective dust and moisture-proof measures should be taken to prevent foreign objects from entering the equipment and causing failures. At the same time, the installer should wear safety protection products such as insulating gloves and insulating shoes, and strictly abide by the safety operating procedures of petrochemical enterprises to prevent safety accidents such as electric shock and fire.
System debugging and testing : After the installation is completed, the UPS system is fully debugged and tested. First, the appearance of the equipment is checked to ensure that the equipment is firmly installed, the wiring is neat and beautiful, and there is no damage. Then, connect the mains power supply, turn on the UPS host, observe whether the startup process of the equipment is normal, and check whether the displayed information on the UPS panel is accurate, including whether the displayed values of the input and output voltage, current, frequency and other parameters are consistent with the actual measured values. Then, use professional electrical instruments to accurately measure and adjust the voltage, current, frequency, waveform and other parameters of the UPS output to ensure that the power quality of the UPS output meets the power requirements of key equipment in the petrochemical industry. Carry out charging and discharging tests on the UPS to check whether the charging performance and discharge capacity of the battery pack meet the design requirements, and verify that the UPS can provide sufficient energía de reserva support for key equipment when the mains power is cut off. Simulate the mains failure situation to test whether the switching time between the mains mode and the battery mode of the UPS meets the power outage switching requirements of key equipment, and ensure that at the moment of the mains power outage, the UPS can quickly switch to the battery power mode to maintain the normal operation of key equipment and avoid production accidents caused by power outages. At the same time, the alarm function of the UPS system is tested to check whether the alarm signal can be issued promptly and accurately when the equipment fails or is abnormal, so as to remind the operation and maintenance personnel to handle it.

6. 6. Funcionamiento y mantenimiento

Puntos de mantenimiento diario : Desarrolle un plan de mantenimiento diario detallado y asigne personal de operación y mantenimiento dedicado para que se responsabilice del mantenimiento del sistema SAI. Limpie el equipo SAI con regularidad, elimine el polvo y la suciedad de la superficie del equipo con un paño limpio y húmedo, y mantenga el equipo limpio y el calor bien disipado. Compruebe el aspecto de la batería para ver si tiene fugas, está abombada o la carcasa está agrietada. Utilice un comprobador de baterías para medir el voltaje y la resistencia interna de la batería, evaluar su estado de salud y descubrir rápidamente problemas de envejecimiento o fallo de la batería. Compruebe si el ventilador de refrigeración del equipo SAI funciona con normalidad, si el canal de disipación de calor no está obstruido y elimine el polvo y los residuos en los orificios de disipación de calor para garantizar un buen entorno de disipación de calor para el equipo. Inspeccione periódicamente el equipo SAI, registre la tensión de entrada y salida, la corriente, la frecuencia, la tensión de la batería y otros parámetros de funcionamiento del equipo, así como el estado de funcionamiento y la información de alarma del equipo, y descubra rápidamente los posibles fallos y peligros ocultos y soluciónelos. Por ejemplo, limpie la superficie del equipo SAI e inspeccione el aspecto de la batería una vez a la semana, inspeccione el sistema de disipación de calor e inspeccione el equipo una vez al mes, y realice el mantenimiento de carga y descarga y las pruebas de rendimiento del paquete de baterías una vez al trimestre para garantizar el funcionamiento estable del sistema SAI.
Mantenimiento y revisión periódicos : De acuerdo con el tiempo de funcionamiento del equipo SAI y el ciclo de mantenimiento recomendado por el fabricante, el sistema SAI debe someterse a un mantenimiento y revisión completos cada seis meses o un año. Durante el proceso de mantenimiento, realice primero una inspección exhaustiva de los componentes internos del equipo SAI, incluyendo condensadores, transformadores, módulos de potencia, cuadros de control, etc., para comprobar si los componentes están dañados, envejecidos, sobrecalentados, etc., y sustituya a tiempo los componentes anómalos. Llevar a cabo una inspección completa del sistema de distribución de entrada y salida del SAI, comprobar si el contacto de los componentes eléctricos como disyuntores, contactores y barras colectoras es bueno, si hay holgura, ablación, etc., para garantizar la seguridad y fiabilidad del sistema de distribución. Llevar a cabo una prueba completa de carga y descarga y un mantenimiento de carga equilibrado en el pack de baterías, comprobar si la capacidad de descarga del pack de baterías cumple los requisitos de diseño, optimizar y ajustar los parámetros de carga y descarga del pack de baterías y prolongar la vida útil de la batería. Al mismo tiempo, realice una inspección y mantenimiento exhaustivos del sistema de refrigeración del equipo SAI, limpie el polvo y los residuos del interior del radiador, compruebe el desgaste de los rodamientos del ventilador de refrigeración y realice las operaciones de lubricación y sustitución necesarias en el ventilador de refrigeración para garantizar el funcionamiento normal del sistema de refrigeración. Durante el proceso de mantenimiento regular, seguimos estrictamente el proceso de mantenimiento y las normas de calidad de los equipos para garantizar que el equipo SAI después del mantenimiento pueda funcionar normalmente y cumplir con los requisitos de suministro de energía de los equipos clave en las empresas petroquímicas.
Preparación del plan de emergencia y simulacros : Para hacer frente a posibles fallos del sistema SAI, las empresas petroquímicas deben formular planes de emergencia detallados, aclarar el proceso de respuesta a emergencias, la división de responsabilidades y la información de contacto. El plan de emergencia debe incluir medidas de suministro eléctrico de emergencia en caso de fallo del sistema SAI (como la activación del grupo electrógeno de reserva, el cambio al modo de suministro eléctrico de derivación, etc.), procedimientos de parada y reinicio de emergencia de los equipos clave, y medidas de protección de la seguridad en el lugar del accidente. Organizar periódicamente al personal de operación y mantenimiento y a los operadores de producción de la empresa para llevar a cabo simulacros de planes de emergencia, simular escenarios de respuesta de emergencia cuando falla el sistema SAI (como cortes de energía en la ciudad, fallos del equipo SAI, fallos del paquete de baterías, etc.), y mejorar las capacidades de respuesta de emergencia y las capacidades de combate colaborativo del personal pertinente. A través de los simulacros del plan de emergencia, se puede comprobar la eficacia y operatividad del plan de emergencia, y se pueden descubrir y mejorar oportunamente los problemas del plan de emergencia para garantizar que, cuando falle el sistema SAI, se puedan tomar medidas de emergencia rápida y eficazmente para minimizar el impacto en la producción, garantizar la seguridad del personal y los equipos de la empresa, y reducir los riesgos de contaminación ambiental.

En resumen, nuestro SAI industria petroquímica tiene plenamente en cuenta las características de la industria petroquímica y las necesidades de suministro eléctrico. Mediante un diseño, una selección y una configuración razonables del sistema, una gestión inteligente y unas medidas de garantía de funcionamiento y mantenimiento perfectas, proporciona un soporte energético fiable para los equipos de producción clave, garantiza la continuidad y la estabilidad del proceso de producción, mejora la eficiencia y la seguridad de la producción de la empresa y asegura el funcionamiento estable y el desarrollo sostenible de las empresas petroquímicas.