Tại sao các giàn khoan dầu khí cần sử dụng bộ lưu điện chống cháy nổ

LƯU Ý: Các giàn khoan dầu khí ngoài khơi hoạt động trong môi trường nguy hiểm, nơi không khí dễ cháy nổ luôn tiềm ẩn mối đe dọa. Một hệ thống nguồn điện liên tục (UPS) công nghiệp phải có chứng nhận ATEX và IECEx cho các khu vực Zone 1 và Zone 2 để đảm bảo an toàn. Các hệ thống UPS chống cháy nổ này bảo vệ các thiết bị quan trọng như hệ thống ngắt khẩn cấp và hệ thống phát hiện cháy trong trường hợp mất điện. Việc hiểu rõ các phân loại khu vực nguy hiểm sẽ giúp các nhà quản lý cơ sở lựa chọn hệ thống nguồn điện liên tục phù hợp, đáp ứng các quy định nghiêm ngặt của ngành dầu khí.

Ⅰ. Giới thiệu

Các giàn khoan dầu khí hoạt động trong một số môi trường khắc nghiệt nhất trên thế giới. Các vị trí ngoài khơi hẻo lánh, không khí mặn có tính ăn mòn, nhiệt độ cực đoan và rung động liên tục đều là những thách thức đối với từng thiết bị. Quan trọng nhất là, các cơ sở này phải xử lý các loại khí và hơi dễ cháy, gây ra nguy cơ nổ.

Một bộ nguồn liên tục công nghiệp tại các địa điểm này không chỉ đơn thuần là cung cấp Nguồn điện dự phòng. Thiết bị này phải hoạt động an toàn trong môi trường nguy hiểm mà không trở thành nguồn gây cháy. Tiêu chuẩn UPS Các hệ thống hiện tại không thể đáp ứng các yêu cầu này. Bộ lưu điện chống cháy nổ (UPS) có chứng nhận ATEX và IECEx là điều không thể thiếu.

Bài viết này phân tích lý do tại sao các hệ thống UPS dành cho ngành dầu khí cần có các giải pháp chống cháy nổ chuyên dụng. Chúng tôi sẽ tìm hiểu về phân loại khu vực nguy hiểm, các tiêu chuẩn chứng nhận và các ứng dụng quan trọng. Việc nắm rõ các yêu cầu này sẽ đảm bảo hệ thống bảo vệ nguồn điện an toàn và tuân thủ quy định cho các giàn khoan ngoài khơi, nhà máy lọc dầu và các hoạt động khoan.

Hình 1: Các yêu cầu về tải trọng quan trọng của hệ thống UPS và thời gian dự phòng trong các ứng dụng khác nhau trong ngành dầu khí. Các giàn khoan khai thác cần thời gian dự phòng 24 giờ cho các hệ thống an toàn.

Ⅱ. Phân loại khu vực nguy hiểm

1. Hiểu về các vùng ATEX

Chỉ thị ATEX 2014/34/EU quy định các yêu cầu đối với thiết bị hoạt động trong môi trường có nguy cơ nổ. Chỉ thị này phân loại các khu vực nguy hiểm thành các vùng dựa trên xác suất rủi ro nổ.

Khu vực 0 đại diện cho các khu vực có sự hiện diện liên tục hoặc trong thời gian dài của các hỗn hợp khí dễ nổ. Các khu vực này bao gồm bên trong các bình phản ứng và bể chứa. Tại đây, chỉ được phép sử dụng thiết bị an toàn nội tại (Ex ia).

Khu vực 1 bao gồm các khu vực có khả năng xuất hiện hỗn hợp dễ cháy nổ trong quá trình vận hành bình thường. Khu vực xung quanh thiết bị công nghệ, các điểm lấy mẫu và khu vực bảo trì đều thuộc loại này. Các hệ thống UPS dành cho Khu vực 1 phải đáp ứng tiêu chuẩn bảo vệ chống cháy nổ (Ex d) hoặc tiêu chuẩn an toàn nâng cao (Ex e).

Khu vực 2 bao gồm các khu vực mà trong điều kiện vận hành bình thường, khả năng hình thành hỗn hợp dễ cháy nổ là rất thấp, và nếu có xảy ra thì cũng chỉ tồn tại trong thời gian ngắn. Các khu vực này nằm xung quanh các vị trí thuộc Vùng 1 và bao gồm các cửa thoát khí. Các thiết bị UPS có loại bảo vệ Ex n hoặc Ex p có thể hoạt động tại đây.

Hầu hết các thiết bị nguồn điện liên tục (UPS) công nghiệp dùng trong ngành dầu khí đều thuộc các hạng mục Khu vực 1 hoặc Khu vực 2. Hạng Khu vực 1 mang lại mức độ bảo vệ cao hơn và tính linh hoạt trong ứng dụng rộng hơn.

2. Chứng nhận toàn cầu IECEx

Trong khi ATEX áp dụng cho các thị trường châu Âu, IECEx mang lại sự công nhận quốc tế. Chương trình Chứng nhận Thiết bị IECEx hoạt động theo các tiêu chuẩn IEC (loạt tiêu chuẩn IEC 60079). Chứng nhận được cấp tại một quốc gia thành viên sẽ được công nhận tại các quốc gia thành viên khác.

IECEx sử dụng hệ thống phân loại vùng tương tự như ATEX nhưng bổ sung thêm các Mức độ bảo vệ thiết bị (EPL). Các mức độ này quy định độ tin cậy của thiết bị:

• EPL Ga: Phù hợp với Khu vực 0 (mức độ bảo vệ rất cao)
• EPL Gb: Phù hợp với Khu vực 1 (mức độ bảo vệ cao)
• EPL Gc: Phù hợp với Khu vực 2 (mức độ bảo vệ chung)

Đối với các hệ thống UPS được sử dụng trong các ứng dụng dầu khí, thông thường phải sử dụng EPL Gb. Điều này đảm bảo thiết bị sẽ không gây cháy nổ trong môi trường dễ cháy nổ ngay cả khi thiết bị gặp sự cố.

3. Các nhóm khí và các lớp nhiệt độ

Các biện pháp phòng chống nổ phải phù hợp với các loại khí cụ thể có mặt tại hiện trường. Các tiêu chuẩn quy định các nhóm khí như sau:

• Nhóm IIA: Propan và các loại khí tương tự (có mức độ nguy hiểm thấp nhất)
• Nhóm IIB: Ethylene và các loại khí tương đương
• Nhóm IIC: Hydro và axetylen (nguy hiểm nhất)

Hầu hết các quy trình chế biến hydrocacbon đều áp dụng các chứng nhận thuộc Nhóm IIB hoặc IIB+H₂. Nếu có sự hiện diện của hydro, phải áp dụng chứng nhận thuộc Nhóm IIC.

Các cấp độ nhiệt độ cho biết nhiệt độ bề mặt tối đa:

• T1: Tối đa 450°C
• T2: Tối đa 300°C
• T3: Tối đa 200°C
• T4: Tối đa 135°C
• T5: Tối đa 100°C
• Thứ Sáu: Tối đa 85°C

Thiết bị UPS thường yêu cầu phân loại T3 hoặc T4 đối với ngành dầu khí. Phân loại T6 hiếm khi được yêu cầu nhưng mang lại biên độ an toàn bổ sung đối với các loại khí có nhiệt độ bắt lửa thấp.

Hình 2: Các vùng nguy hiểm theo tiêu chuẩn ATEX/IECEx và các yêu cầu chứng nhận đối với hệ thống UPS công nghiệp tại các cơ sở dầu khí.

Ⅲ. Yêu cầu kỹ thuật đối với bộ lưu điện chống cháy nổ

1. Các phương pháp bảo vệ (Ex d, Ex e, Ex p)

Các kỹ thuật chống cháy nổ khác nhau phù hợp với các ứng dụng khác nhau. Việc hiểu rõ các phương pháp này sẽ giúp lựa chọn hệ thống UPS phù hợp.

Vỏ chống cháy nổ (Ex d): Vỏ máy UPS ngăn chặn mọi vụ nổ bên trong. Các thành vỏ dày và các mối nối kín khít ngăn chặn ngọn lửa lan ra môi trường bên ngoài. Đây là biện pháp bảo vệ phổ biến nhất đối với các máy UPS thuộc Khu vực 1. Thiết bị hoạt động ở công suất định mức với độ an toàn tuyệt đối.

Tăng cường an toàn (Ex e): Các tính năng thiết kế được cải tiến giúp ngăn ngừa hiện tượng hồ quang, tia lửa và nhiệt độ quá cao trong quá trình vận hành bình thường. Hệ thống UPS loại Ex e cũng phải được chứng nhận về khả năng hoạt động trong các điều kiện sự cố. Phương pháp này phù hợp với các ứng dụng có công suất thấp và các khu vực giáp ranh giữa Vùng 1 và Vùng 2.

Tạo áp suất (Ex p): Không khí sạch hoặc khí trơ giúp duy trì áp suất dương bên trong vỏ máy UPS. Dòng khí thổi ra ngoài ngăn chặn mọi sự xâm nhập của khí. Điều này cho phép sử dụng UPS tiêu chuẩn bên trong nhưng đòi hỏi phải có các hệ thống hỗ trợ phức tạp. Loại Ex p phù hợp với các mức công suất lớn, trong đó việc áp dụng cấu trúc chống cháy trở nên không khả thi.

Đối với các hệ thống nguồn điện liên tục (UPS) công nghiệp trong ngành dầu khí, tiêu chuẩn Ex d (chống cháy) chiếm ưu thế trên thị trường. Tiêu chuẩn này mang lại khả năng bảo vệ vững chắc mà không cần đến các hệ thống hỗ trợ bên ngoài.

2. Tăng cường khả năng chịu đựng môi trường

Các giàn khoan ngoài khơi đặt ra những thách thức về môi trường ngoài những rủi ro nổ. Hệ thống UPS cần có các đặc điểm thiết kế đặc biệt.

Khả năng chống ăn mòn: Không khí mặn gây ăn mòn các thiết bị điện tử thông thường. Bộ lưu điện chống cháy nổ (UPS) sử dụng vỏ bằng thép không gỉ (loại 316) hoặc nhôm có lớp phủ tiêu chuẩn hàng hải. Các linh kiện bên trong được bảo vệ bằng lớp phủ bảo vệ toàn diện.

Phạm vi nhiệt độ: Các giàn khoan ngoài khơi phải hoạt động trong điều kiện nhiệt độ môi trường từ -40°C đến +55°C. Hoạt động tại vùng Bắc Cực đòi hỏi phải có các bộ phận sưởi ấm. Các địa điểm ở sa mạc lại yêu cầu hệ thống làm mát được tăng cường. Hệ thống UPS phải duy trì đầy đủ chức năng trong mọi điều kiện khắc nghiệt này.

Khả năng chịu rung: Các hoạt động khoan tạo ra rung động liên tục. Hệ thống UPS phải tuân thủ các tiêu chuẩn về rung động theo IEC 60068-2-6. Các giá đỡ chống sốc và cấu trúc bên trong được gia cố giúp ngăn ngừa hư hỏng.

Bảo vệ chống ẩm: Độ ẩm 100% là hiện tượng thường gặp trên các công trình ngoài khơi. Các khoang kín giúp ngăn chặn hơi ẩm xâm nhập. Các bộ lọc hút ẩm và gioăng kín giúp duy trì điều kiện khô ráo bên trong.

3. Những lưu ý về pin

Ắc-quy đặt ra những thách thức đặc thù tại các khu vực nguy hiểm. Ắc-quy chì-axit giải phóng hydro trong quá trình sạc — một loại khí dễ nổ. Việc tuân thủ các biện pháp phòng ngừa đặc biệt là bắt buộc.

Tách vỏ pin: Thông thường, các bình ắc-quy được lắp đặt trong các vỏ bảo vệ Ex e riêng biệt so với các bộ phận điện tử của UPS. Điều này giúp cách ly các nguồn hydro khỏi các nguồn gây cháy tiềm ẩn. Hệ thống thông gió sẽ loại bỏ mọi khí tích tụ.

Các loại pin: Ắc-quy chì-axit kín (VRLA) giúp giảm thiểu khí thải so với loại ắc-quy ngập nước. Ắc-quy niken-cadmium có khả năng chịu nhiệt tốt hơn nhưng giá thành cao hơn. Hệ thống pin lithium-ion đang dần trở nên phổ biến nhưng đòi hỏi phải có chứng nhận quản lý nhiệt cẩn thận.

Bù nhiệt độ: Việc sạc pin phải được điều chỉnh phù hợp với nhiệt độ môi trường. Trong môi trường nóng, việc sạc quá mức sẽ làm giảm tuổi thọ pin. Trong môi trường lạnh, cần giảm tốc độ sạc. Bộ điều khiển UPS phải có chức năng bù tự động.

Ⅳ. Các ứng dụng then chốt trong ngành Dầu khí

1. Hệ thống ngắt khẩn cấp (ESD)

Các hệ thống ngắt khẩn cấp là tải quan trọng nhất của UPS. Các hệ thống ESD phát hiện các tình huống nguy hiểm và kích hoạt quá trình ngắt hệ thống. Việc mất điện có thể cản trở việc ứng phó khẩn cấp trong những thời điểm quan trọng.

Các hệ thống ESD bao gồm:

• Van ngắt dòng quá trình
• Hệ thống cách ly đầu giếng
• Hệ thống điều khiển van ngăn phun (BOP)
• Hệ thống phát hiện cháy và khí
• Hệ thống phát thanh và báo động

Các hệ thống này yêu cầu thời gian dự phòng của UPS dao động từ 30 phút đến 24 giờ, tùy thuộc vào loại giàn. Các giàn khoan cần thời gian dự phòng ngắn hơn — sơ tán khẩn cấp là biện pháp ứng phó chính. Các giàn khai thác cần thời gian dự phòng dài hơn để thực hiện các quy trình tắt máy có kiểm soát.

Các yêu cầu chứng nhận IESD rất nghiêm ngặt. Hệ thống UPS phải đạt được các mức xếp hạng Mức độ toàn vẹn an toàn (SIL) khi cấp nguồn cho các chức năng đo lường an toàn. Các điểm lỗi đơn lẻ không được làm suy giảm khả năng ứng phó khẩn cấp.

2. Phát hiện cháy và khí

Hệ thống phát hiện cháy và khí giúp bảo vệ nhân viên và tài sản. Các hệ thống giám sát liên tục này không thể chịu được tình trạng mất điện.

Thiết bị phát hiện: Các thiết bị phát hiện khói, cảm biến nhiệt và cảm biến khí dễ cháy cần được cấp nguồn liên tục. Các bộ xử lý tín hiệu phân tích dữ liệu từ cảm biến và kích hoạt báo động. Hệ thống nguồn dự phòng UPS đảm bảo quá trình phát hiện vẫn diễn ra bình thường trong trường hợp mất điện.

Hệ thống báo động: Các thiết bị báo động bằng âm thanh, đèn tín hiệu và hệ thống phát thanh công cộng có nhiệm vụ cảnh báo nhân viên về nguy hiểm. Các hệ thống này phải hoạt động bình thường trong các tình huống khẩn cấp, ngay cả khi nguồn điện thông thường bị mất.

Các hệ thống UPS phòng cháy và phòng khí thường yêu cầu khả năng dự phòng 24 giờ. Điều này đảm bảo rằng các sự cố mất điện xảy ra vào ban đêm sẽ không ảnh hưởng đến an toàn. Các hệ thống này cũng phải có khả năng chịu đựng được các sự cố cực đoan như nổ hoặc hỏa hoạn, vốn có thể gây hư hỏng cho hệ thống phân phối điện thông thường.

3. Điều khiển quá trình và thiết bị đo lường

Các giàn khoan dầu khí hiện đại phụ thuộc rất nhiều vào các hệ thống điều khiển tự động. Hệ thống điều khiển phân tán (DCS) quản lý các quy trình sản xuất. Việc mất kiểm soát sẽ dẫn đến gián đoạn sản xuất và các rủi ro về an toàn.

Các thành phần của hệ thống điều khiển: Bộ điều khiển, mô-đun I/O, bộ chuyển mạch mạng và trạm điều khiển cần nguồn điện từ UPS. Mặc dù không mang tính chất quan trọng đối với an toàn như ESD, nhưng các hệ thống này giúp duy trì hoạt động ổn định.

Thiết bị đo lường: Các thiết bị đo lưu lượng, bộ truyền tín hiệu áp suất, cảm biến mức chất lỏng và máy phân tích cung cấp dữ liệu quá trình. Nguồn điện liên tục đảm bảo việc giám sát và điều khiển chính xác.

Hệ thống UPS điều khiển quy trình thường cung cấp thời gian dự phòng từ 30 phút đến 2 giờ. Điều này cho phép tắt máy các quy trình sản xuất một cách có trật tự. Hiếm khi cần thời gian dự phòng dài hơn vì quá trình tắt máy có kiểm soát sẽ hoàn tất trong khoảng thời gian này.

4. Điều hướng và Giao tiếp

Các giàn khoan ngoài khơi cần có các thiết bị hỗ trợ hàng hải để đảm bảo an toàn cho giao thông đường biển. Hệ thống đèn chiếu sáng bãi đáp trực thăng hỗ trợ các hoạt động sơ tán y tế khẩn cấp. Các hệ thống liên lạc giúp duy trì liên lạc với các hoạt động trên bờ và các dịch vụ khẩn cấp.

Thiết bị hỗ trợ điều hướng: Các đèn hiệu radar, còi sương mù và hệ thống chiếu sáng dùng để đánh dấu vị trí các bến tàu. Các hệ thống này phải hoạt động liên tục, đặc biệt là trong những cơn bão khi có nguy cơ mất điện.

Hệ thống chiếu sáng sân đỗ trực thăng: Hệ thống chiếu sáng khu vực hạ cánh, chiếu sáng vành đai và chiếu sáng chướng ngại vật giúp dẫn đường cho trực thăng. Hệ thống dự phòng UPS đảm bảo các hoạt động sơ tán y tế vẫn có thể diễn ra bình thường ngay cả khi mất điện.

Truyền thông vô tuyến và vệ tinh: Các bộ đàm VHF đảm bảo liên lạc khẩn cấp. Các kết nối vệ tinh duy trì việc truyền tải dữ liệu hoạt động. Hệ thống UPS đảm bảo các hệ thống này vẫn hoạt động bình thường trong các tình huống khẩn cấp.

Hệ thống UPS dành cho điều hướng và liên lạc thường cung cấp thời gian dự phòng từ 4 đến 8 giờ. Thời gian này đủ để đáp ứng các trường hợp mất điện thông thường đồng thời vẫn duy trì khả năng hoạt động trong tình huống khẩn cấp.

Ⅴ. Chứng nhận và tuân thủ các tiêu chuẩn

1. Chỉ thị ATEX 2014/34/EU

Các cơ sở dầu khí ở châu Âu phải tuân thủ các yêu cầu của ATEX. Chỉ thị này đề cập đến cả thiết kế thiết bị lẫn an toàn tại nơi làm việc.

Thiết bị phải có dấu CE kèm theo ký hiệu Ex:

• Ký hiệu CE và Ex trên nhãn thiết bị
• Số loại (1 cho Vùng 0, 2 cho Vùng 1, 3 cho Vùng 2)
• G là viết tắt của “gas” (D là viết tắt của “dust”)
• Mức độ bảo vệ (Ga, Gb hoặc Gc)
• Số chứng chỉ do cơ quan được chỉ định cấp

Thông báo đảm bảo chất lượng (QAN) là bắt buộc đối với các thiết bị thuộc Loại 1 và Loại 2. Các nhà sản xuất phải duy trì hệ thống quản lý chất lượng đã được chứng nhận. Quá trình sản xuất tuân thủ các quy trình chất lượng nghiêm ngặt và được kiểm toán bởi bên thứ ba.

Tài liệu Tuyên bố Tuân thủ phải được kèm theo mỗi hệ thống UPS. Tài liệu này chứng minh rằng thiết bị đáp ứng tất cả các yêu cầu thiết yếu về sức khỏe và an toàn.

2. Các yêu cầu của Chương trình IECEx

IECEx cung cấp sự công nhận chứng nhận trên toàn cầu. Chương trình này bao gồm:

Thiết bị được chứng nhận IECEx: Việc thử nghiệm do các Cơ quan Chứng nhận IECEx (ExCBs) tại các quốc gia thành viên thực hiện. Các chứng chỉ này được công nhận trên phạm vi quốc tế, giúp tránh việc thử nghiệm trùng lặp.

Báo cáo Đánh giá Chất lượng IECEx (QAR): Xác nhận rằng các hệ thống quản lý chất lượng của nhà sản xuất đáp ứng các yêu cầu của IECEx. Các cuộc kiểm toán QAR xác minh việc tuân thủ liên tục.

Báo cáo thử nghiệm IECEx (ExTR): Tài liệu thử nghiệm chi tiết làm cơ sở cho việc cấp chứng nhận. Các báo cáo này cung cấp bằng chứng kỹ thuật về việc tuân thủ.

Đối với các nhà sản xuất hệ thống UPS, chứng nhận IECEx mở ra cơ hội tiếp cận thị trường toàn cầu. Chỉ cần một quy trình chứng nhận duy nhất là đã đáp ứng được các yêu cầu tại Úc, Singapore, Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất (UAE) và nhiều khu vực sản xuất dầu khí khác.

3. Tiêu chuẩn khu vực

Các khu vực khác nhau áp đặt các yêu cầu bổ sung ngoài các tiêu chuẩn ATEX/IECEx:

Hoa Kỳ (UL/NEC): Các phân loại Loại I, Phân khu 1 và 2 tương ứng với các Khu vực 0/1 và 2. Các tiêu chuẩn UL 1203 và UL 1012 được áp dụng. Việc phân loại khu vực tuân theo Điều 500 của Bộ luật Điện quốc gia (NEC).

Canada (CSA): Tương tự như các yêu cầu của Hoa Kỳ đối với chứng nhận CSA. Phần I của Bộ luật Điện Canada quy định về việc lắp đặt.

Brazil (INMETRO): Ngoài chứng nhận IECEx, còn phải có chứng nhận quốc gia. Nghị định số 179/2010 quy định các yêu cầu này.

Nga (GOST-R và TR CU): Các quy định kỹ thuật của Liên minh Hải quan được áp dụng. Việc dán nhãn EAC là bắt buộc.

Trung Đông (SASO, GOST): Ả Rập Xê Út, Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất (UAE) và các quốc gia Vùng Vịnh khác công nhận tiêu chuẩn IECEx nhưng có thể yêu cầu thêm chứng nhận theo quy định địa phương.

Để triển khai hệ thống UPS thành công, cần phải nắm rõ tất cả các tiêu chuẩn liên quan. Các chiến lược đa chứng nhận giúp đáp ứng các yêu cầu đa dạng của thị trường.

Hình 3: So sánh các phương pháp bảo vệ chống nổ và yêu cầu về MTBF đối với các ứng dụng UPS quan trọng trong ngành dầu khí. Loại Ex d chống cháy nổ mang lại mức độ phù hợp cao nhất cho Khu vực 1.

Ⅵ. Các yếu tố cần xem xét trong thiết kế hệ thống

1. Các chiến lược dự phòng

Các ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực dầu khí không thể chấp nhận sự cố của hệ thống UPS. Các chiến lược dự phòng đảm bảo sự bảo vệ liên tục.

Dự phòng N+1: Một bộ UPS dự phòng có thể hỗ trợ nhiều tải quan trọng. Nếu một bộ bị hỏng, bộ dự phòng sẽ đảm nhận tải đó. Điều này giúp cân bằng giữa chi phí và độ tin cậy.

Dự phòng 2N: Sao chép hoàn toàn các hệ thống UPS. Mỗi tải quan trọng đều có hai nguồn điện độc lập. Các công tắc chuyển mạch tự động sẽ chọn nguồn điện đang hoạt động.

Dự phòng song song: Nhiều bộ UPS hoạt động song song và chia sẻ tải. Nếu một bộ gặp sự cố, các bộ còn lại sẽ tiếp nhận tải mà không gây gián đoạn.

Đối với các hệ thống ESD và hệ thống phòng cháy chữa cháy & khí, cấu hình dự phòng 2N thường là bắt buộc. Các hệ thống điều khiển quá trình có thể sử dụng cấu hình N+1. Các hệ thống định vị thường chỉ cần một bộ UPS duy nhất có pin dự phòng.

2. Thời lượng dự phòng của pin

Dung lượng pin quyết định thời gian dự phòng. Các yêu cầu khác nhau tùy theo ứng dụng và loại nền tảng.

Các yếu tố tính toán:

• Công suất tải (kW)
• Bắt buộc Thời gian sao lưu (giờ)
• Điện áp cuối xả
• Hệ số lão hóa pin (thường là 0,8)
• Hệ số điều chỉnh nhiệt độ

Phòng chứa ắc-quy cần có hệ thống thông gió và kiểm soát nhiệt độ. Hệ thống phát hiện hydro có nhiệm vụ theo dõi sự tích tụ khí. Lối tiếp cận để bảo trì phải đảm bảo việc thay thế ắc-quy được thực hiện an toàn mà không cần phải vào các khu vực nguy hiểm.

3. Giám sát và Quản lý từ xa

Các hệ thống UPS hiện đại cung cấp khả năng giám sát toàn diện. Quản lý từ xa là yếu tố thiết yếu đối với các nền tảng không người lái.

Các thông số quan trọng:

• Điện áp và dòng điện đầu vào/đầu ra
• Điện áp pin và mức độ sạc
• Các giá trị nhiệt độ (nhiệt độ môi trường và nhiệt độ bên trong)
• Tình trạng quạt và hoạt động của hệ thống làm mát
• Các tình trạng báo động và mã lỗi

Các giao thức Modbus, OPC-DA hoặc OPC-UA kết nối với các hệ thống điều khiển nền tảng. Việc tích hợp với SCADA cho phép giám sát tập trung. Chẩn đoán từ xa giúp giảm số lần phải đến các khu vực nguy hiểm để bảo trì.

Ⅶ. Kết luận

Các giàn khoan dầu khí đòi hỏi phải có các hệ thống nguồn điện liên tục (UPS) công nghiệp chuyên dụng. Do nguy cơ nổ, thiết bị phải được chứng nhận theo tiêu chuẩn ATEX và IECEx, được thiết kế dành riêng cho các khu vực Zone 1 và Zone 2. Các hệ thống UPS tiêu chuẩn không thể đáp ứng được những yêu cầu an toàn nghiêm ngặt này.

Tính chất quan trọng của các hệ thống ESD, hệ thống phát hiện cháy và hệ thống điều khiển quy trình khiến UPS đáng tin cậy rất quan trọng. Sự cố mất điện trong các tình huống khẩn cấp có thể khiến các hệ thống an toàn ngừng hoạt động đúng vào lúc cần thiết nhất. Bộ lưu điện chống cháy nổ (UPS) giúp bảo vệ khỏi cả tình trạng mất điện lẫn nguy cơ cháy nổ.

Để triển khai thành công, cần phải hiểu rõ các phân loại khu vực nguy hiểm, các phương pháp bảo vệ và các yêu cầu ứng dụng. Thiết kế chống cháy nổ loại Ex d chiếm ưu thế trên thị trường nhờ khả năng bảo vệ vững chắc và tính đơn giản tương đối. Các hệ thống pin cần được chú ý đặc biệt do quá trình sinh ra hydro trong quá trình sạc.

Khi các hoạt động khai thác dầu khí ngày càng mở rộng sang những môi trường khắc nghiệt hơn — vùng nước sâu hơn, các khu vực Bắc Cực, nhiệt độ cao hơn — thì yêu cầu đối với các hệ thống UPS sẽ ngày càng tăng. Các tiêu chuẩn chứng nhận sẽ được điều chỉnh để đáp ứng những thách thức mới. Chỉ có các hệ thống UPS chống cháy nổ chuyên dụng mới có thể đáp ứng những yêu cầu ngày càng cao này.

Tài liệu tham khảo

1. Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC)​​​​Trang web chính thức: www.iec.ch
2. ​Underwriters Laboratories (UL)​​​​Trang web chính thức: www.ul.com
3. Ủy ban Tiêu chuẩn hóa Châu Âu (CEN)​​​​Trang web chính thức: www.cen.eu
4. Cục Quản lý Tiêu chuẩn hóa Trung Quốc (SAC)​​​​Trang web chính thức: www.sac.gov.cn
5. ​Liên minh Công nghệ Công nghiệp Lưu trữ Năng lượng Zhongguancun (CNESA)​​​​Trang web chính thức: www.cnESA.org
6. Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO)​​​​Trang web chính thức: www.iso.org