Trojnásobná ochrana: systém UPS pro vrtnou plošinu

Protože signalizační světla plovoucích vrtných plošin musí být z bezpečnostních důvodů funkční za jakékoliv situace, jsou povinnou součástí těchto zařízení systémy UPS (Uninterruptible Power Supply). Při návrhu systému UPS pro pobřežní vrtná zařízení u břehů Afriky se musela společnost R. STAHL vypořádat se třemi požadavky: systém UPS musel být vhodný pro prostředí s nebezpečím výbuchu, musel být schopen pracovat při vysokých teplotách a musel být odolný proti mořskému klimatu.

U vrtných zařízení je třeba zabránit všem selháním systému napájení, jako jsou výkyvy frekvence nebo přepětí způsobené např. úderem blesku. Kromě toho je nutné, aby signalizační světla vrtné plošiny byla stále funkční, a to nejen pro hladký provoz zařízení, ale také pro bezpečnost lodí a letadel, které se pohybují v blízkosti plošiny. Zejména poziční světla plošiny nesmí být mimo provoz za žádných okolností.
Vrtná plošina, umístěná u atlantického pobřeží Afriky, slouží v současné době jako dočasný zásobník zemního plynu a za běžných podmínek je napájena elektřinou z fotovoltaické elektrárny. Paralelně k napájení z fotovoltaického zdroje je nainstalován záložní systém napájení z akumulátorových baterií. Kromě napájecí jednotky dodala firma R. STAHL také všechny ostatní komponenty pro rozvod energie. Její konstruktéři přitom vybírali z modulární stavebnice systému UPS.

Krásné počasí, ale náročné podmínky
Kromě prostředí s nebezpečím výbuchu (Ex zóna 1) je třeba brát v úvahu také tropické klima a mořské ovzduší v místě vrtu. Teplota na vrtné plošině běžně překračuje 35 °C a často dosáhne i 50 °C. Nabíječka baterií systému UPS, jež je zdrojem velkého ztrátového tepelného výkonu, vyžaduje při provozu za této teploty speciální opatření. Pro to, aby se zabránilo jejímu přehřátí, instalovala společnost R. STAHL nabíječku do největšího dostupného krytu CUBEx. Odvodu tepla pomáhá speciální konstrukční prvek: patentovaný systém chlazení cold plate („chladná deska“) odvádí teplo mimo ochranný kryt. Chladič odvádějící teplo je instalován tak, aby byl při údržbě do krytu CUBEx snadný přístup.

Speciální konstrukční opatření zajišťují turbulentní proudění
Rozptyl tepla usnadňují ventilátory z korozivzdorné oceli, určené do prostředí s nebezpečím výbuchu, které jsou instalovány na horní straně krytu. Ventilátory jsou uzpůsobené pro provoz v Ex zóně 1 a v extrémních podmínkách. Aktivní chlazení je monitorováno a řízeno adaptivním řídicím systémem: provozní režim ventilátoru se přizpůsobuje aktuální teplotě okolí. Díky tomu může být do okolí odvedeno, kromě tepla odváděného pasivně krytem zařízení, ještě dalších 1 000 W tepelného výkonu. Značná část tepelného výkonu generovaného při nabíjení baterií tak může být odvedena do okolního prostředí bez nutnosti omezovat provoz nabíječky.

Stejně jako u ostatních systémů UPS od společnosti R. STAHL, i zde je požadovaná ochrana pro provoz v prostředí s nebezpečím výbuchu Ex zóna 1 realizována pomocí speciálního systému, na trhu zcela ojedinělého: integrovaná dohlížecí jednotka UPS Guard monitoruje funkce nabíječky i akumulátorových baterií, které jsou také umístěné v prostředí s nebezpečím výbuchu, a systém tak plně vyhovuje požadavkům směrnice ATEX a normy IEC EN 60079 ff. Tím je zaručen bezpečný provoz systému i v prostředí s nebezpečím výbuchu.

Naprosto spolehlivé osvětlení se zdvojeným napájením
Pro zajištění nepřetržitého napájení pro osvětlení instalovala firma R. STAHL rozváděč s bezpečnostním zdvojeným napájením z provozního zdroje a ze záložní sítě. Rozváděč osvětlení má dva závislé vstupy. Navíc je u každého výstupu zvlášť sledován zkrat proti zemi. Všechny funkce mohou být aktivovány zvenčí a stav každého výstupu je zřetelně indikován. Kombinace krytu CUBEx s ochranou Ex d (pevný uzávěr) a komory vývodek s ochranou Ex e (zajištěné provedení) umožnila firmě R. STAHL vytvořit výjimečně kompaktní systém s malou hmotností a malými požadavky na instalační prostor, vhodný pro stísněné a náročné podmínky vrtné plošiny. Všechny vnější části krytu CUBEx jsou zhotoveny z oceli AISI 316 (EN 1.4401). Tento materiál nevyžaduje při použití v námořních zařízeních žádné další povrchové úpravy.

100% provozní bezpečnost: modulární systémy UPS v detailním pohledu
Komponenty systémů UPS zahrnují nabíječky baterií, různé druhy akumulátorových baterií s ochranou proti výbuchu (olověné gelové akumulátory, NiCd, NiMH), obvody pro dohled nad nabíjením baterií včetně hlásičů alarmů, prvky stejnosměrné distribuční sítě a měniče pro různé výkonové třídy do 3 000 V·A. Firma R. STAHL navíc dodává širokou škálu krytů v nevýbušném provedení, např. GUBox s vývodkovými komorami v zajištěném provedení Ex e. Kromě toho jsou v sortimentu společnosti R. STAHL moduly se specifickým provedením podle požadavků zákazníků.

Obrázek 1: Systém UPS v nevýbušném provedení od firmy R. STAHL zajišťuje prostřednictvím jednotky akumulátorových baterií bezpečnostní napájení na plovoucí vrtné plošině

Obrázek 2: Vzhledem k vysokým okolním teplotám byl kryt zařízení v nevýbušném provedení vybaven chladičem a ventilátorem

Obrázek 3: Dohlížecí jednotka Ex UPS Guard zajišťuje sledování nabíječky a baterií, které je v prostředí s nebezpečím výbuchu Ex zóna 1 explicitně požadováno

Obrázek 4: Rozvod napájení s bezpečnostním zdvojeným zapojením zajišťuje nepřerušené napájení pro osvětlení, a je tedy vhodný i do nebezpečných oblastí

  Vyžádejte si více informací…