Dans l’industrie chimique, les systèmes de distribution d’énergie n’ont jamais été simplement un moyen de fournir de l’électricité ; ils constituent la principale ligne de défense pour une production sûre. Les conditions de fonctionnement uniques des usines chimiques-notamment le fonctionnement continu, les matières inflammables et explosives, les températures et l'humidité élevées et la poussière corrosive dense-imposent des exigences beaucoup plus strictes aux appareillages de commutation que celles rencontrées dans les environnements industriels et miniers ordinaires, en particulier en ce qui concerne la stabilité de l'isolation, les indices de protection, les capacités antidéflagrantes-et la sécurité opérationnelle. Au cours de la dernière décennie, nous avons accompagné une grande entreprise chimique à chaque étape-de la mise en service d'un seul atelier à l'expansion de la capacité, en passant par l'agrandissement du campus et enfin jusqu'aux mises à niveau intelligentes-, témoignant de l'évolution complète de son système de distribution d'énergie, depuis une configuration rudimentaire et improvisée sujette à des pannes fréquentes jusqu'à un système précis et contrôlable doté de capacités d'auto-réparation intelligentes-. De la mise en service initiale de la première unité d'appareillage au déploiement actuel de près de 100 unités sur l'ensemble du parc-en passant par les itérations successives deAppareillage 12 kV, appareillage de commutation isolé dans l'air (AIS), etappareillage blindé en métal-ce parcours reflète précisément l'évolution d'une décennie-des normes de sécurité pour la distribution d'énergie chimique.
Il y a dix ans, ce parc industriel chimique en était à ses premiers stades de développement. La conception de la distribution électrique s'est concentrée sur "la satisfaction des besoins d'alimentation électrique de base", avec une sélection d'équipements orientée vers des configurations-efficaces, ce qui se traduit par une faible redondance du système et des normes de protection faibles. Au cours de la dernière décennie, à mesure que les réglementations de sécurité de la production ont été améliorées, que la capacité de production a continué à augmenter et que l'exploitation et la maintenance intelligentes ont été mises en œuvre, l'entreprise a progressivement éliminé les équipements obsolètes, restructuré son architecture système et mis à niveau ses équipements de base. Grâce à plusieurs séries de mises à niveau et d'itérations, l'appareillage de commutation 12 kV a assumé le rôle principal d'alimentation électrique dans le réseau de distribution moyenne tension-. L'appareillage de commutation isolé dans l'air (AIS) fournit une puissance de sortie stable dans des conditions de fonctionnement conventionnelles, tandis que l'appareillage de commutation à revêtement métallique -avec son indice de protection plus élevé-est déployé dans des ateliers antidéflagrants à haut -risque d'explosion-. Le déploiement à plusieurs niveaux et le fonctionnement coordonné de ces trois types d'équipements ont permis d'établir un système de distribution d'énergie adapté à tous les scénarios de l'industrie chimique.
I. La première décennie : un vaste réseau de distribution d’énergie sème des dangers cachés dans la production chimique
En 2015, au début du projet, le parc industriel chimique ne comptait que deux unités de production en activité. Le système de distribution d'énergie a été conçu simplement, avec des options d'équipement limitées, et les exigences de l'industrie en matière de protection sophistiquée dans la distribution d'énergie chimique n'étaient pas encore largement répandues. À cette époque, les entreprises n’installaient qu’un petit nombre d’unités de commutation économiques, donnant la priorité à la fourniture d’énergie de base pour la production ; le système n'avait pratiquement aucune redondance de sécurité.
À cette époque, la distribution électrique de base du parc reposait entièrement sur desAppareillage 12 kV. Les armoires de première -génération présentaient des tôles fines, des configurations d'isolation conventionnelles et de faibles indices de protection. Affecté par les gaz corrosifs dans les ateliers chimiques et la condensation provoquée par les fluctuations diurnes de température, l'équipement a souffert toute l'année-de problèmes tels que la contamination de l'isolation, la décharge partielle et la surchauffe des borniers. En même temps, un grand nombre de simplesappareillage de commutation isolé dans l'air (AIS)les unités étaient largement utilisées sur-site, s'appuyant sur l'isolation naturelle de l'air et la dissipation thermique. Bien que ces unités soient de structure simple et peu coûteuses, dans un environnement chimique rempli de poussière et de milieux corrosifs, elles étaient très sujettes à un vieillissement accéléré de l'isolation et à une protection insuffisante contre les arcs. Pendant la saison des pluies et les périodes de production de charge élevée, des déclenchements, des bruits anormaux et des pannes de surchauffe se produisaient fréquemment.
Au cours de cette phase, les opérations de distribution d'énergie et de maintenance de l'entreprise étaient dans un état de « réparations d'urgence et de dépannage réactif ». Il n'y avait pas de déploiement systématique et hiérarchisé d'équipement, ni de protection élevée-appareillage blindé en métalété introduit. Le recours à un seul type d'équipement, des normes de protection obsolètes et un modèle d'exploitation et de maintenance non systématique sont devenus les plus grands obstacles à la sécurité de la production de l'entreprise et ont clairement défini l'orientation des mises à niveau et des rénovations systématiques ultérieures.
II. Itération sur cinq -ans : l'expansion de la capacité entraîne la mise à niveau des équipements et un système de distribution d'énergie à plusieurs niveaux prend forme
De 2018 à 2020, l’entreprise entre dans une période d’expansion rapide. Trois nouvelles unités de production ont été successivement mises en service, doublant la capacité de production et provoquant une expansion rapide de l'échelle du système de distribution d'électricité. À mesure que de nouvelles réglementations de sécurité pour l'industrie chimique sont entrées en vigueur, les risques cachés des équipements rentables -existants sont devenus pleinement évidents ; les fréquentes pannes de courant et le vieillissement des équipements ont gravement affecté la production chimique continue. L'entreprise a officiellement lancé la première série de mises à niveau à grande échelle-de son système de distribution d'énergie, s'engageant ainsi dans une démarche de modernisation raffinée caractérisée par des équipements à plusieurs niveaux et des adaptations spécifiques à des scénarios-.
Dans les principaux réseaux de distribution d'électricité et dans les zones d'ateliers généraux du parc, l'entreprise a procédé à un remplacement massif des appareillages normalisés de 12 kV. Les améliorations comprenaient des mécanismes d'extinction d'arc sous vide-, des configurations d'isolation renforcées et des systèmes optimisés de déshumidification et de dissipation thermique pour s'adapter aux conditions de fonctionnement courantes à forte charge-du parc. Cela a complètement résolu les problèmes fondamentaux de-équipement de première génération-surchauffe, déclenchement et vieillissement de l'isolation-et a solidifié la principale ligne de défense du-réseau de distribution d'énergie moyenne tension.
Dans les ateliers auxiliaires, les zones de distribution électrique des bureaux et les zones de charge à faible-risque, le parc a conservé et optimisé des équipements d'appareillage de commutation isolés dans l'air (AIS) qui offrent une plus grande adaptabilité en installant des composants résistants à la poussière et à la corrosion, en améliorant les déflecteurs d'isolation et en optimisant les structures de ventilation. Ces mesures ont répondu aux limites environnementales des équipements isolés à l'air-, répondant aux besoins d'alimentation électrique courants grâce à une approche à faible-coût et hautement adaptable qui établit un équilibre entre la rentabilité-et la stabilité.
L'avancée de mise à niveau la plus critique implique l'-introduction à grande échelle d'appareillages de commutation à revêtement métallique-dans des zones antidéflagrantes à haut -risque d'explosion- telles que les ateliers de réaction, les parcs de stockage et les installations de traitement chimique dangereuses. Sa structure de compartiment entièrement fermée et indépendante, sa protection contre les arcs à haute résistance-et ses verrouillages mécaniques complets isolent efficacement les fluides corrosifs et empêchent les fuites d'arc, ce qui le rend parfaitement adapté aux environnements à haut-risque d'explosion chimique-preuve. Cette approche atténue complètement les risques de sécurité majeurs-tels que les incendies électriques et les explosions d'arc-au niveau matériel.
En conséquence, l'entreprise a établi une architecture de distribution d'énergie à trois -niveaux comprenant "des équipements blindés fournissant un filet de sécurité dans les zones à haut-risques, des équipements moyenne-tension prenant en charge le réseau électrique principal et des équipements isolés dans l'air-qui complètent les zones conventionnelles". Cela a conduit à un saut qualitatif dans la stabilité de la distribution électrique, éliminant complètement le besoin de réparations d'urgence réactives lors de l'exploitation et de la maintenance.
III. Une décennie de dévouement : mise en œuvre d'opérations et de maintenance intelligentes, avec un contrôle complet et précis de plus de 100 unités d'équipement
Après une décennie de développement itératif, le nombre total d'unités de distribution d'énergie dans ce parc industriel chimique dépasse désormais les 100, formant un réseau de distribution d'énergie moderne qui couvre l'ensemble du parc, toutes les conditions d'exploitation et tous les niveaux. Trois catégories d'équipements de base remplissent chacune leurs fonctions spécifiques et fonctionnent en coordination, formant l'infrastructure électrique de base pour la production sûre de l'entreprise. Dans le même temps, grâce à la technologie de surveillance intelligente, le système a évolué d'une simple garantie de « disponibilité de l'équipement » à une « contrôlabilité du système, une visibilité sur l'état et une prévisibilité des pannes ».
Parmi les plus de 100 unités de distribution d'énergie du parc, les appareillages de commutation standardisés de 12 kV représentent plus de 60 pour cent. Ces unités supportent de manière fiable les principales charges de l’ensemble de l’usine chimique. Grâce à plusieurs cycles d'optimisation des paramètres, de modifications structurelles et de vérification de l'état, ils ont atteint des années de fonctionnement sans aucune panne majeure, devenant ainsi l'épine dorsale du système de distribution d'énergie. Les unités d'appareillage de commutation isolées dans l'air (AIS), ayant fait l'objet de mises à niveau pour la protection contre la corrosion et la poussière ainsi que les systèmes de verrouillage, fonctionnent de manière fiable dans les zones auxiliaires à faible-risque. Grâce à leur facilité d'exploitation et de maintenance et à leur rentabilité élevée-, ils continuent de fournir de la valeur dans le cadre de l'infrastructure d'alimentation électrique de support.
Pendant ce temps, toutappareillage blindé en métaldans les principales zones à haut risque-est connecté à des systèmes en ligne de décharge partielle, de surveillance de la température et d'alerte précoce-basés sur l'état, permettant une surveillance ininterrompue 24-heures. S'appuyant sur la haute fiabilité et la protection robuste des équipements blindés, le parc a éliminé les incidents de sécurité électrique pendant de nombreuses années consécutives, s'alignant parfaitement sur les exigences de production de l'industrie chimique de « zéro danger, zéro temps d'arrêt et zéro accident ».
Au cours de la dernière décennie, l'évolution du système de distribution d'énergie de l'entreprise a longtemps dépassé le simple remplacement d'équipements ; il s'agit d'une mise à niveau complète du système englobant l'adaptation de scénarios, la coordination hiérarchique, le contrôle intelligent et les mesures de sécurité. Depuis les débuts où un seul équipement fonctionnait en panne jusqu'à l'état actuel où des centaines d'unités sont entièrement contrôlables sur l'ensemble de l'installation, chaque itération d'équipement correspond à une mise à niveau des normes de sécurité de production.
IV. Une décennie d'évolution : la justification fondamentale des améliorations de la distribution électrique dans l'industrie chimique
En regardant l'évolution des systèmes de distribution d'énergie au cours de la dernière décennie, le parcours de mise à niveau de cette entreprise chimique constitue un microcosme de rénovations de distribution d'énergie dans de nombreux parcs industriels chimiques nationaux, offrant à l'industrie une expérience pratique et reproductible.
La première concerne la sélection d'équipements basée sur-scénarios, rejetant une approche-taille-convient-à tous. Pour les conditions générales de fonctionnement, un appareillage de commutation isolé dans l'air (AIS) avec un excellent rapport coût-performance est préféré ; pour la distribution d'énergie principale, on compte sur un appareillage de commutation 12 kV stable et fiable ; et pour les scénarios antidéflagrants à haut -risque-, un appareillage de commutation à revêtement métallique à haute-protection-doit être installé. Cette sélection à plusieurs niveaux et cette correspondance précise garantissent un équilibre entre sécurité et coût.
Deuxièmement, une approche progressive et progressive plutôt qu’un remplacement aveugle et global. En phase avec le rythme des mises à niveau de sa capacité de production, l'entreprise a progressivement éliminé les équipements obsolètes, mis à niveau les systèmes existants et optimisé l'infrastructure globale par étapes. Cette approche évite les arrêts ponctuels à grande échelle-à cause de la modernisation, maximisant ainsi la continuité de la production chimique. Enfin, l'accent s'étend des mises à niveau matérielles aux -améliorations à l'échelle du système- allant au-delà du simple remplacement de l'équipement pour optimiser simultanément la logique de protection, les systèmes d'exploitation et de maintenance, ainsi que les systèmes de surveillance, garantissant ainsi un contrôle total sur l'ensemble du cycle de vie du système de distribution d'énergie.
Conclusion
Au cours de la dernière décennie, le système de distribution d'énergie de cette entreprise chimique a évolué d'un simple appareillage de commutation rudimentaire à peine capable de fournir de l'énergie à 100 appareils intelligents assurant une protection complète dans l'ensemble de l'installation. Cette évolution constitue un microcosme des améliorations en matière de sécurité dans le secteur de la distribution d'énergie industrielle en Chine. Les itérations successives d'appareillage de commutation 12 kV, d'appareillage de commutation isolé dans l'air (AIS) et d'appareillage de commutation à revêtement métallique ne représentent pas simplement de simples mises à niveau des modèles d'équipement, mais une avancée complète dans les concepts de sécurité industrielle, les normes techniques de distribution d'énergie et les systèmes de gestion des opérations et de la maintenance. À l'avenir, à mesure que les technologies de distribution d'énergie intelligentes et numériques continuent d'être mises en œuvre, les systèmes de distribution d'énergie de l'industrie chimique continueront d'évoluer vers plus de sécurité, d'efficacité et d'intelligence, en créant une barrière de sécurité électrique robuste et durable-pour les environnements industriels à haut-risque.
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