Armadio personalizzato

Tre step per la protezione

 Le soluzioni pressurizzate sono apprezzate non solo per l'elevato livello di sicurezza, ma anche e soprattutto per la loro flessibilità e semplicità. I sistemi di monitoraggio per il modo di protezione della pressurizzazione sono costituiti da un'unità di controllo Ex p, pressostati Ex p, nonché valvole di spurgo Ex p con controllo ad anello chiuso digitale e proporzionale. È possibile scegliere tra un'ampia gamma di dimensioni dell'armadio. Inoltre, i tempi e le pressioni di spurgo possono essere adattati ai rispettivi requisiti. Il funzionamento di una pressurizzazione classica Ex p si divide in tre step:

Fase di preparazione: Attraverso la valvola di spurgo vengono immessi gas inerti o aria compressa nella custodia Ex p e generata una sovrapressione. Fatto questo, inizia la fase di prespurgo, regolata dall'unità di controllo Ex p.

Fase di prespurgo: prima della messa in funzione dei componenti elettrici all'interno dell'armadio, occorre scaricare dalla custodia la miscela esplosiva potenzialmente presente. Dopo il raggiungimento della pressione interna predefinita della custodia si apre la valvola di spurgo. A quel punto segue lo spurgo a fondo con gas di protezione. Da queste valvole di scarico dell'aria (pressostati) vengono posizionate in diversi punti per garantire condizioni di corrente controllate. Particolarmente vantaggiosi sono i brevi tempi di spurgo con pressioni molto basse (fino a 15 mbar). In questo modo è possibile usare armadietti con spessori parete più sottili (di norma 1,5 - 2 mm). Il risultato è una riduzione dei costi. Una volta terminata questa fase di prespurgo, la valvola di spurgo dell'aria si chiude e il flusso si arresta. La pressione interna della custodia torna a essere impostata sul valore predefinito e la valvola di scarico dell'aria si chiude.

Fase di funzionamento: il funzionamento normale ha inizio e l'unità di comando controlla e regola la pressione interna della custodia, per evitare la penetrazione di gas esplosivi. Le perdite si compensano automaticamente dalla valvola di spurgo.

Nel complesso si riducono al minimo le quantità di perdite necessarie. Questo garantisce un servizio continuo estremamente conveniente. All'interno è inoltre possibile integrare un sistema di monitoraggio e controllo ad anello chiuso della temperatura per il raffreddamento, come dimostrano gli esempi applicativi in due raffinerie. In entrambe le applicazioni sono stati installati uno o addirittura due raffreddatori ad aria Vortex.

Contro le più elevate temperature ambiente

In una raffineria del Kuwait, uno speciale dispositivo di misurazione monitora le vibrazioni di un ventilatore. I valori misurati vengono utilizzati per monitorare i gas in uscita e sono quindi importanti per il funzionamento sicuro dell'intero impianto. La sfida: il dispositivo di misura è omologato solo per la zona Ex 2, ma deve funzionare in modo sicuro anche nella zona Ex 1. Tuttavia, questo era solo uno dei motivi per cui si è scelta la soluzione di pressurizzazione Ex p. In questo modo, le dimensioni della custodia consentono l'alloggiamento di componenti aggiuntivi e sono meno pesanti rispetto alle soluzioni Ex d. La soluzione pressurizzata resiste anche agli ambienti chimici più difficili. Tuttavia, forse la ragione più importante e allo stesso tempo la sfida più grande del progetto è stata l'elevata temperatura esterna, che in alcuni punti raggiungeva i 55 °C.

Oltre alle elevate temperature esterne, è stato necessario tenere conto anche della maggiore potenza dissipata all'interno dell'armadio. Tuttavia, non c'erano alternative reali. Un'unità di raffreddamento a compressore, ad esempio, sarebbe stata difficile da implementare a causa dei costi elevati e del maggiore spazio richiesto. Nella raffineria del Kuwait si è quindi deciso di installare un secondo raffreddatore ad aria Vortex nell'armadio per raggiungere la capacità di raffreddamento necessaria. Tuttavia, anche questa soluzione con due raffreddatori ad aria Vortex presentava alcune sfide da superare. Questa richiedeva infatti 2000 litri al minuto di aria compressa a 5,5 bar. Neanche per R. STAHL si trattava di una soluzione usuale, soprattutto perché i test in loco erano difficili da realizzare in anticipo. Per questo motivo è stato allestito un ambiente di prova presso la sede di R. STAHL a Waldenburg per studiare a fondo questa soluzione in anticipo.

Ma questa non era l'unica particolarità. Ad esempio, all'interno, l'armadio doveva avere l'aspetto di un armadio Rittal, in modo che il cliente potesse continuare a utilizzare i componenti standard esistenti. Questo valeva, ad esempio, per le dimensioni della griglia, il telaio da 19", le luci, ecc. Tuttavia, l'armadio Rittal non è omologato per le aree pericolose. La soluzione: l'armadio speciale su misura è stato progettato per offrire le dimensioni della griglia richieste all'interno, fornendo così al cliente le opzioni di fissaggio desiderate. Ora l'utilizzatore può installare i consueti accessori Rittal, ma allo stesso tempo contare sulla sicurezza di R. STAHL. Il vantaggio degli armadi R. STAHL è che sono completamente saldati e quindi molto più rigidi rispetto a quelli disponibili in commercio. In questo modo si riducono in modo significativo le possibili origini dell'errore (ad esempio le perdite) in anticipo, un requisito fondamentale per il modo di protezione Ex p, in cui è sempre presente una leggera sovrappressione all'interno.

Nello specifico, la soluzione è stata composta da una custodia Ex e 9850/0 con un rinforzo aggiuntivo per il funzionamento Ex p. Per consentire al cliente un buon accesso, nella custodia Ex p è stata installata una porta sul lato anteriore e posteriore. Il display era dotato di un pannello incernierato con un vetro di sicurezza da 6 mm. La custodia certificata U Ex p per la zona 1 è stata progettata anche in conformità al grado di protezione IP 66. R. STAHL ha fornito l'armadio Ex p come involucro vuoto con certificazione U. A questo punto il cliente può eseguire personalmente l'installazione interna dell'armadio e cablarlo nel modo consueto. Per installare l'armadio nell'area pericolosa, come pannello di controllo Ex p 8620/5 completamente certificato, è sufficiente un'ispezione finale. I test rimanenti possono essere eseguiti da un organismo di controllo esterno o da altri esperti.

Sempre in funzione

In una raffineria egiziana, il dispositivo di vibrazione sopra descritto non viene utilizzato solo per il monitoraggio, ma anche per il controllo. Per gli utilizzatori era importante che questo sistema di controllo funzionasse perfettamente anche in caso di guasto a una delle linee di distribuzione elettrica. Pertanto, l'alimentazione ridondante del controllore Ex p è stata resa possibile da un circuito aggiuntivo. Viene utilizzato anche un interruttore a chiave di bypass, che consente di eseguire lavori sull'armadio e al suo interno durante la messa in funzione o la manutenzione, nonostante la porta aperta e la conseguente perdita di pressione. Per queste attività, tuttavia, è necessario che non siano presenti gas esplosivi. Questo deve essere garantito dal processo e di solito viene rilasciato una cosiddetta autorizzazione per i lavori a caldo. Questo interruttore a chiave è quindi un modo semplice per mettere l'armadio in modalità bypass senza alcuno sforzo di cablaggio speciale. Il monitoraggio Ex p viene reinserito al termine dei lavori senza costose fasi di test, semplicemente disattivando l'interruttore a chiave di bypass Ex p.

Anche in questo caso era necessario un raffreddamento Vortex. Tuttavia, è stato sufficiente un unico sistema di raffreddamento, poiché le condizioni climatiche con una temperatura ambiente di 50 °C erano meno estreme rispetto a quelle del Kuwait. Inoltre, l'armadio si trova all'interno di un edificio. Pertanto, in questo caso era sufficiente anche il grado di protezione IP65. La custodia a due ante Ex p (che offre anche la protezione Ex e) è dotata di rinforzi aggiuntivi, ma è notevolmente più grande della sua controparte in Kuwait. Nella porta di sinistra è presente una custodia aggiuntiva per una tastiera Ex i con la quale è possibile gestire un HMI di tipo Shark. Questa è ideale per condizioni ambientali critiche. Nella porta di destra si trova un display specifico per il cliente alloggiato in un telaio a battente da 19 pollici. Entrambi i componenti sono alloggiati in modo sicuro dietro una lastra incernierata di vetro di sicurezza VSG da 6 mm.

Sebbene in Egitto fosse necessario un solo raffreddatore a vortice, è stato comunque necessario pianificare 3 uscite d'aria Ex p perché l'armadio ha un volume elevato. In questo modo i tempi di spurgo possono essere mantenuti ridotti. Sul tetto esterno è stata installata una lampada LED Ex di R. STAHL con un'angolazione speciale. Oltre a una spia luminosa che indica se la soluzione è pronta al funzionamento, una combinazione di faro lampeggiante e avvisatore acustico avvisa gli utilizzatori in caso di errore (ad esempio, una caduta di pressione).

Conclusione

Gli esempi applicativi dimostrano che con la pressurizzazione (Ex p) è possibile ottenere una protezione antideflagrante sicura anche a temperature estremamente elevate. Oltre alla semplicità di installazione e alla robustezza, gli utilizzatori delle due raffinerie sono rimasti particolarmente colpiti dalla flessibilità, che consente di soddisfare in modo affidabile anche le richieste speciali.