Le officine di colata continua delle acciaierie sono ambienti tipici con temperature estremamente elevate. Le macchine per colata continua, le formatrici e le billette di acciaio ad alta-temperatura emettono continuamente intense radiazioni termiche verso l'esterno, facendo sì che la temperatura ambiente dell'officina superi di gran lunga gli standard di fabbrica convenzionali tutto l'anno-, con temperature di picco in alcune aree che raggiungono oltre 60 gradi. Per le apparecchiature di distribuzione dell'energia situate in prossimità di queste fonti di calore, gli effetti combinati dell'esposizione continua al calore, delle ondate di calore convettivo e dell'aria calda carica di polvere- possono facilmente causare aumenti della temperatura interna dei quadri che superano i limiti di sicurezza. Ciò comporta una serie di potenziali pericoli, tra cui l’invecchiamento accelerato dell’isolamento, il surriscaldamento dei contatti, il falso intervento dei dispositivi di protezione e una drastica riduzione della durata delle apparecchiature. A differenza delle normali applicazioni residenziali, industriali generiche o minerarie, le operazioni di colata continua nelle acciaierie impongono i requisiti specializzati più rigorosi in termini di dissipazione del calore delle apparecchiature, margini di aumento della temperatura e strutture resistenti al calore-. Tra i varitipi di quadriadattati per ambienti industriali pesanti ad alta-temperatura, quadri elettrici da 24 kV specificamente ottimizzati e-quadri isolati in aria migliorati resistenti al calore-quadri isolati in aria (AIS)-grazie alle loro strutture di controllo della temperatura-personalizzate-sono diventati le scelte principali per i sistemi di distribuzione dell'energia nei reparti di colata continua, risolvendo efficacemente il problema degli eccessivi aumenti di temperatura causati dalla radiazione termica ad alta-temperatura.
Molti guasti alla distribuzione dell'energia nelle acciaierie non sono causati da difetti delle apparecchiature stesse, ma piuttosto da guasti secondari derivanti da aumenti incontrollati della temperatura in ambienti ad alta-temperatura. I quadri convenzionali, che non sono resistenti al calore-, rimangono in un ambiente di radiazione di calore-per periodi prolungati, provocando aumenti della temperatura interna che superano costantemente i limiti. Ciò altera le condizioni operative nominali dell'apparecchiatura e, in definitiva, porta a problemi quali inciampi, guasti all'isolamento e inceppamenti meccanici. Questo articolo affronta le sfide operative reali nelle officine di colata continua delle acciaierie, analizza i rischi della radiazione termica ad alta-temperatura per le apparecchiature di distribuzione di energia, confronta le capacità di resistenza al calore di diversi tipi di quadri e si concentra su soluzioni pratiche di controllo dell'aumento di temperatura perQuadro 24 kVEquadro-isolato in aria (AIS), fornendo indicazioni utili per la progettazione della distribuzione dell'energia in-ambienti industriali pesanti ad alta temperatura.
1. Quanto è grave la radiazione termica in un'officina di colata continua? I rischi principali derivanti da un eccessivo aumento della temperatura nei quadri
I pericoli posti dalle alte temperature in un'officina di colata continua differiscono dal tipico calore soffocante che si trova nei normali edifici industriali; il problema principale risiede nell'effetto combinato della radiazione termica continua e intensa e del trasferimento di calore convettivo ad alta-temperatura. L'intero processo-dalla raddrizzatura e raffreddamento della billetta al taglio-rilascia calore in modo continuo, senza spazio tampone di raffreddamento efficace. Gli armadi di distribuzione elettrica situati in prossimità di fonti di calore sono soggetti a un riscaldamento passivo prolungato, causando un continuo riscaldamento dei loro involucri esterni. Il calore conduce costantemente verso l'interno e si accumula, provocando aumenti di temperatura dei componenti interni, delle parti isolanti e dei sistemi di contatto che superano di gran lunga i limiti consentiti dagli standard nazionali.
I pericoli posti da aumenti eccessivi di temperatura sono altamente insidiosi ed estremamente distruttivi: in primo luogo, i materiali isolanti invecchiano a causa dell'esposizione prolungata alle alte temperature, causando una diminuzione dei margini di isolamento anno dopo anno, il che può facilmente portare a cortocircuiti fase--fase-e scariche dovute a guasto verso terra; in secondo luogo, l'ossidazione ad alta-temperatura delle sbarre collettrici in rame e dei contatti di connessione aumenta la resistenza dei contatti, creando un circolo vizioso in cui "maggiore è l'aumento della temperatura, maggiore è la resistenza e più grave è la generazione di calore"; In terzo luogo, i componenti di protezione secondaria vengono interrotti dalle alte temperature, causando una deriva dei parametri e una sensibilità anomala, che porta a falsi interventi e al mancato funzionamento, influenzando direttamente la produzione continua della linea di colata continua.
Diversi tipi di quadri mostrano variazioni significative nella loro tolleranza alle condizioni operative di alta-temperatura e le apparecchiature standard-di-sono completamente inadatte alle condizioni di un'officina di colata continua. I quadri convenzionali isolati in aria (AIS)-, se mantengono un design standard di dissipazione del calore, tendono ad assorbire correnti d'aria ad alta-temperatura a causa della loro struttura aperta, con conseguente grave accumulo di calore interno. ILQuadro 24 kVresponsabile dell'alimentazione principale del negozio trasporta correnti di carico elevate e genera una quantità significativa di calore; se combinato con la radiazione termica esterna, il rischio che l’aumento della temperatura superi i limiti è ancora maggiore, rendendo necessaria una resistenza al calore specializzata e un’ottimizzazione della dissipazione del calore.
2. Differenze nell'idoneità delle apparecchiature: punti deboli e punti di forza delle prestazioni dei due tipi principali di quadri in condizioni di temperatura- elevata
L'architettura di distribuzione dell'energia nelle officine di colata continua delle acciaierie presenta principalmente un layout gerarchico con linee principali di media-tensione e carichi diramati. Il quadro a 24 kV equadro-isolato in aria (AIS)comunemente utilizzati sul-sito hanno caratteristiche strutturali diverse; di conseguenza differiscono anche le cause dell'aumento della temperatura e le direzioni per l'ottimizzazione. Questi sono i due tipi di quadri più adatti per il retrofit dell’industria pesante.
I quadri isolati in aria-(AIS) utilizzano un design con isolamento in aria-e ventilato naturalmente con una struttura aperta e senza compartimenti sigillati, garantendo un'eccellente dissipazione del calore in condizioni normali. Tuttavia, nell'ambiente ad alta-temperatura di un'officina di colata continua, la struttura di ventilazione aperta aspira continuamente aria calda dall'officina e la radiazione termica esterna penetra direttamente attraverso l'armadio, provocando un accumulo di calore all'interno senza fuoriuscita, con conseguente aumento continuo della temperatura. Le apparecchiature AIS non modificate che funzionano vicino a fonti di calore in linee di colata continua per 3-5 anni svilupperanno problemi come l'invecchiamento dell'isolamento e contatti anneriti e ossidati. È adatto solo per le zone all'estremità del laboratorio con una buona dissipazione del calore; quando posizionati adiacenti a fonti di calore, sono necessarie modifiche specifiche dell'isolamento termico e della dissipazione del calore.
In quanto apparecchiature di alimentazione principali per le linee di colata continua, i quadri da 24 kV supportano carichi critici come l'azionamento principale, i sistemi di raffreddamento dell'acqua e i sistemi di raccolta delle polveri. L'apparecchiatura genera calore significativo durante il funzionamento e, se combinata con un'intensa radiazione termica esterna, questa doppia fonte di calore può facilmente causare aumenti di temperatura superiori ai limiti. Sebbene la struttura chiusa del suo armadio blocchi efficacemente la radiazione termica esterna, presenta anche lo svantaggio di rendere difficile la dissipazione del calore interno. In quanto tale, è un componente fondamentale dell'apparecchiatura per il controllo dell'aumento della temperatura in condizioni operative di alta-temperatura e un obiettivo chiave per i miglioramenti della distribuzione dell'energia nelle acciaierie.
3. Soluzione per il controllo della temperatura interna: quattro misure tecniche chiave per mantenere l'aumento della temperatura all'interno del quadro entro un intervallo di sicurezza
Per garantire il funzionamento stabile dei quadri nell'ambiente persistente di radiazione termica dell'impianto di colata continua, fare affidamento solo sulla convezione naturale non è sufficiente. È necessario un approccio sistematico che combini "isolamento termico e blocco del calore + dissipazione diretta del calore + ottimizzazione della fonte di calore + materiali migliorati-resistenti al calore" per affrontare in modo specifico le sfide dell'aumento della temperatura affrontate daiQuadro 24 kVEquadro-isolato in aria (AIS), soddisfacendo al tempo stesso i requisiti operativi ad alta-temperatura di tutti i tipi di quadri.
1. Struttura di isolamento termico esterno per bloccare la radiazione termica esternan
Per far fronte all'intensa radiazione termica caratteristica dei reparti di colata continua, all'esterno del quadro sono installati deflettori isolanti termici resistenti alle-temperature-e strati isolanti riflettenti. Utilizzando il principio della riflessione termica per bloccare la radiazione termica infrarossa, l'efficienza con cui il mobile assorbe il calore viene notevolmente ridotta. Per i quadri da 24 kV situati vicino a fonti di calore centrali come billette di acciaio e raddrizzatrici, la protezione dell'isolamento sulla parte anteriore e sui lati dell'armadio ha la priorità per impedire al calore esterno di penetrare verso l'interno, riducendo così l'aumento della temperatura di base alla fonte. Per i quadri isolati in aria-di tipo aperto-(AIS), vengono installati isolamento termico rimovibile e schermi a prova di polvere-per filtrare il flusso d'aria ad alta-temperatura senza compromettere la ventilazione, mitigando così l'impatto delle radiazioni termiche.
2. Ventilazione direzionale specifica per zona-per la dissipazione del calore e per prevenire l'accumulo di calore all'interno dell'armadio
Allontanandoci dal design disordinato della ventilazione naturale degli armadi standard, adottiamo una logica di raffreddamento a convezione direzionale "aspirazione dell'aria fredda nella parte inferiore, scarico dell'aria calda nella parte superiore". Gli ingressi dell'aria a bassa-temperatura sono installati nella parte inferiore dell'armadio e nella parte superiore sono aggiunti potenti dispositivi di scarico per formare un canale di convezione stabile per lo scambio di calore. La ventilazione è ottimizzata suddividendo in zone il compartimento interruttore, il compartimento sbarre e il compartimento cavi-aree in cui la generazione di calore è concentrata nei quadri di media-tensione-per garantire una rapida dissipazione del calore generato dalle apparecchiature, prevenire l'accumulo di calore interno e risolvere completamente il problema dell'aumento cumulativo della temperatura nei quadri da 24 kV in condizioni di carico-pesante.
3. Aggiornamento completo a materiali-resistenti al calore per aumentare il margine di tolleranza-alla temperatura elevata dell'apparecchiatura
I componenti isolanti, le guarnizioni e i componenti secondari all'interno dell'armadio sono stati aggiornati per garantire la compatibilità alle alte-temperature, con tutti i materiali selezionati tra materiali di tipo industriale-resistenti alle alte{{2}temperature-per aumentare la soglia di resistenza al calore complessiva dell'apparecchiatura. I componenti isolanti sono realizzati in resina epossidica altamente resistente al-calore-, che resiste all'esposizione prolungata alle alte temperature senza invecchiamento o deformazione; le guarnizioni di tenuta e i lubrificanti per i meccanismi operativi sono stati aggiornati a formulazioni resistenti alle-temperature-alte per evitare guasti alle alte temperature. Questa soluzione di ottimizzazione universale è compatibile con tuttitipi di quadrisul-luogo, migliorando in modo completo la stabilità dell'apparecchiatura durante il funzionamento ad alta-temperatura.
4. Controllo intelligente collegato alla temperatura-per il bilanciamento dinamico dell'efficienza di dissipazione del calore
All'interno dell'armadio è installato un sistema di monitoraggio intelligente del rilevamento della temperatura e di collegamento della dissipazione del calore per raccogliere dati sulla temperatura in tempo reale. In base all'aumento della temperatura, il sistema regola automaticamente la velocità della ventola di scarico e controlla l'avvio/arresto delle apparecchiature di raffreddamento. Funziona a basso consumo energetico in condizioni di bassa-temperatura e passa al raffreddamento forzato a pieno-carico in condizioni di alta-temperatura. Ciò abbina dinamicamente l'efficienza di dissipazione del calore al carico e alla temperatura ambiente, eliminando lo spreco di energia e limitando con precisione l'aumento massimo della temperatura. Il sistema è progettato per adattarsi alle complesse condizioni operative dei reparti di colata continua, comprese le fluttuazioni di carico e temperatura.
5. Risultati dell'implementazione e valore del settore: la chiave per una distribuzione stabile dell'energia in condizioni di temperatura elevata-
A seguito di miglioramenti sistematici per mitigare l'aumento della temperatura, lo stato operativo delle apparecchiature di distribuzione dell'energia nel reparto di colata continua-situato in prossimità di fonti di calore ad alta-temperatura-è stato notevolmente ottimizzato. In condizioni di funzionamento a pieno-carico e radiazione termica continua, l'aumento della temperatura all'interno del quadro da 24 kV aggiornato viene costantemente mantenuto entro i limiti di sicurezza specificati dagli standard nazionali, senza problemi di surriscaldamento, invecchiamento o deriva dei parametri; Il quadro ottimizzato con isolamento in aria-(AIS) risolve efficacemente i problemi di accumulo di calore inerenti ai progetti a telaio aperto-, riducendo i tassi di guasto delle apparecchiature di oltre il 90%.
Negli ambienti industriali pesanti come le acciaierie, il funzionamento stabile di vari tipi di quadri è direttamente collegato alla produzione continua di linee di colata continua. Il controllo dell’aumento della temperatura non è semplicemente una questione di ottimizzazione della dissipazione del calore; è la salvaguardia fondamentale per l'adattamento a condizioni operative estreme, la prevenzione di guasti prematuri delle apparecchiature e la riduzione al minimo delle perdite dovute ai tempi di inattività-una componente indispensabile della progettazione della distribuzione dell'energia nell'industria pesante.
Conclusione
Le sfide legate alla radiazione termica nei reparti di colata continua delle acciaierie costituiscono un test rigoroso della progettazione e dell'adattabilità delle apparecchiature di distribuzione dell'energia. I quadri standardizzati non possono resistere a condizioni di temperatura-estremamente elevata; solo miglioramenti mirati nell’isolamento termico, nella dissipazione del calore, nei materiali e nei sistemi di controllo intelligenti possono garantire aumenti di temperatura controllabili. Dal nucleoQuadro 24 kVai quadri isolati in aria-a livello di ramo-(AIS), tutti i tipi di quadri che cercano di funzionare in ambienti industriali pesanti ad alta-temperatura devono aderire alla logica di controllo della temperatura di "isolamento termico in primo luogo, dissipazione del calore in secondo luogo, selezione dei materiali come rete di sicurezza e controllo intelligente". Attraverso soluzioni tecniche sistematiche che resistono alla radiazione termica continua, gettano solide basi per la sicurezza della distribuzione dell'energia nei processi di produzione continui e intelligenti dell'industria siderurgica.
Chi siamo
Zhejiang Lvma Electric Co., Ltd. (fondata nel 2018) sfrutta 17 anni di know-how nella produzione elettrica-how con la certificazione ISO 9001:2015. Il nostro portafoglio di prodotti è incentrato su sistemi di quadri intelligenti e si estende ai trasformatori di distribuzione di tipo-a secco e a bagno d'olio-. Esportiamo a livello globale in Europa, Medio Oriente, Sud America, Sud-Est asiatico e Africa.
Con oltre 40 brevetti, il nostro team di ricerca e sviluppo sta guidando la trasformazione dell'azienda in un fornitore di soluzioni energetiche intelligenti e sostenibili. I processi di produzione digitale e il monitoraggio delle condizioni in tempo reale-garantiscono che ogni componente dell'apparecchiatura soddisfi i più elevati standard di sicurezza, affidabilità ed efficienza operativa.