الطاقة والكهرباء
أنظمة الطاقة في التعدين
تصميم نظام قيادة كهربائي آمن (Ex d) لبيئات التعدين المصنفة (Group I)
تحديث: 2026-01-15
تعريف المشكلة
تحديات الصناعة
- 01 خطر اشتعال غاز الميثان (Firedamp) وغبار الفحم المعلق نتيجة الشرر الكهربائي أو الأسطح الساخنة
- 02 صعوبة تبديد الحرارة داخل الحاويات المانعة للهب (Flameproof) في البيئات تحت الأرضية ذات التهوية المحدودة
- 03 الامتثال الصارم لمتطلبات التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) لمنع التداخل مع أنظمة الاتصالات والتحكم الحرجة
نقاط الألم الجوهرية
- ارتفاع درجة حرارة مغيرات التردد (VFDs) داخل حاويات Ex d مما يؤدي إلى تقليل القدرة (Derating) أو التوقف المفاجئ
- تعقيد صيانة المعدات في المناطق الخطرة (Hazardous Areas) بسبب الحاجة إلى تصاريح عمل ساخن وفك مسامير التثبيت الكثيرة
- تآكل الحاويات المعدنية نتيجة الرطوبة العالية والمياه الحمضية في المناجم
تحليل الوضع الهندسي الحالي
"الاعتماد الحالي على مشغلات التشغيل المباشر (DOL) يسبب إجهاداً ميكانيكياً للناقلات والمضخات، بينما تعاني الأنظمة القديمة المحمية بأسلوب Ex d من ضعف الإدارة الحرارية، مما يحد من استخدام إلكترونيات القدرة الحديثة ذات الكفاءة العالية."
تأثير الأداء
Ingress Protection
IP66 (حماية كاملة ضد الغبار والمياه القوية)
Short Circuit Withstand
≥ 50 kA (لمدة 1 ثانية)
Ambient Temperature Range
-20°C to +40°C
Maximum Surface Temperature
≤ 150°C (لضمان عدم اشتعال طبقات غبار الفحم)
Cable Entry
Ex d Barrier Glands
Cooling Method
Liquid Cooled Heat Sink or External Fan (Ex certified)
Protection Level
EPL Mb (Mining)
Enclosure Material
Stainless Steel 316L or Cast Iron
التحقق الهندسي
تم التحقق من هذا الحل بواسطة فريق Atlamech الهندسي بناءً على المعايير التالية:
عرض التفاصيلنطاق التنفيذ التقني
- تصميم وتوريد حاويات مانعة للهب (Ex d) تحتوي على مغيرات تردد ومعدات حماية
- حسابات التبديد الحراري لضمان عدم تجاوز فئة درجة الحرارة (T-Class) المسموح بها
- تكامل دوائر السلامة الجوهرية (Ex i) لإشارات التحكم والحساسات
- اختيار المحركات الكهربائية المناسبة للتصنيف (Ex db eb) للمناطق الخطرة
معايير الامتثال
IEC/EN 60079-0 (General Requirements)
IEC/EN 60079-1 (Equipment protection by flameproof enclosures 'd')
IEC/EN 60079-11 (Equipment protection by intrinsic safety 'i')
ATEX Directive 2014/34/EU (Group I Category M2)
استراتيجية التنفيذ
الأسبوع 1-2: مسح الموقع وتحديد تصنيف المناطق (Zone Classification) بدقة. الأسبوع 3-5: التصميم الهندسي واختيار المكونات وحسابات التبديد الحراري. الأسبوع 6-10: تجميع اللوحات واختبار الضغط الهيدروستاتيكي للحاويات. الأسبوع 11: اختبارات قبول المصنع (FAT) والتحقق من وظائف السلامة. الأسبوع 12: التركيب والتشغيل التجريبي في الموقع.
التسليمات الرئيسية
مخططات الأسلاك والتحكم المعتمدة (Wiring Diagrams)
تقرير المحاكاة الحرارية للحاوية (Thermal Simulation Report)
شهادات المطابقة (CoC) وفقاً لمعايير ATEX/IECEx للفئة M2
دليل التشغيل والصيانة الخاص بمسارات اللهب (Flame Paths)
ملاحظات الاستشارة
اعتبارات التصميم الحرجة للسلامة:
- إدارة مسار اللهب (Flame Path): يجب الحفاظ على فجوات مسار اللهب (Gaps) وأطوالها بدقة متناهية وفقاً لمعيار IEC 60079-1. يمنع منعاً باتاً طلاء أو سد هذه الفجوات أو استخدام مواد مانعة للتسرب غير معتمدة.
- الحماية الحرارية للمحرك: نظراً لأن مغيرات التردد قد تسبب تسخيناً إضافياً للمحرك عند السرعات المنخفضة، يجب استخدام حساسات PTC مدمجة في ملفات المحرك وربطها بمرحل فصل معتمد (Certified Disconnect Relay) لضمان عدم تجاوز درجة حرارة السطح للحدود المسموح بها (T-Class).
- تأريض النظام: يجب ضمان استمرارية التأريض (Equipotential Bonding) لجميع الأجزاء المعدنية لمنع الشحنات الكهروستاتيكية التي قد تكون مصدراً للاشتعال.
- الصيانة: يجب فحص جلب الكابلات (Glands) بانتظام للتأكد من عدم ارتخائها نتيجة الاهتزازات الميكانيكية الشديدة في بيئة التعدين.
تصنيف البنية التحتية
مغيرات تردد (VFD) مدمجة في حاويات Ex d مع نظام تبريد سائل
محركات كهربائية غير تزامنية بتصنيف Ex db eb I Mb
مرحلات حماية حرارية (Thermistor Relays) معتمدة للسلامة الوظيفية
جلب كابلات (Cable Glands) من النوع الحاجز (Barrier Type) لمنع انتقال الغاز عبر الكابل
أنماط التطبيق النموذجية:
أنظمة التهوية الرئيسية في المناجم (Main Ventilation Fans)
الناقلات المدرعة (Armored Face Conveyors) في واجهات الفحم الطويلة
مضخات نزح المياه الجوفية في المناطق المصنفة خطرة
ملخص العلاقات الهندسية
المكونات الفنية المستخدمة
مغيرات التردد (VFDs)، دوائر السلامة الجوهرية (Ex i)، جلبات حواجز (Ex d Barrier Glands)
القيود الهندسية
درجة حرارة السطح القصوى (150°C)
منطق التحسين الأساسي
حسابات المحاكاة الحرارية
ملخص حالات التنفيذ
نبذة عن المشروع
تنفيذ نظام قيادة كهربائي مقاوم للانفجار (Ex d) في بيئة تعدين خطرة
حجم النظام
نظام قيادة رئيسي بجهد تشغيل 1140 فولت تيار متردد، مع غلاف مقاوم للانفجار من النوع 'd'.
ظروف التشغيل
تشغيل مستمر في بيئة تحتوي على غبار فحم قابل للاشتعال وغاز ميثان، مع تصنيف درجة حرارة T-Class لا يتجاوز 150 درجة مئوية.
القيود الهندسية
متطلبات التبريد ضمن غلاف مغلق مقاوم للانفجار مع الحفاظ على تصنيف IP55 كحد أدنى، واختبار الحمل الزائد بنسبة 110% لمدة 60 ثانية.
مجموعة المعرفة التقنية
أنظمة الطاقة والتشغيل في صناعة التعدين: الحلول الهندسية المتكاملة
مجموعة مواضيع تركز على الحلول الهندسية لأنظمة الطاقة في التعدين، تستهدف المهندسين والمتخصصين الذين يبحثون عن معلومات تقنية لتحسين الكفاءة والموثوقية والاستدامة في عمليات التعدين.
أنظمة الطاقة والتشغيل في صناعة التعدين: الحلول الهندسية المتكاملة
مجموعة مواضيع تركز على الحلول الهندسية لأنظمة الطاقة في التعدين، تستهدف المهندسين والمتخصصين في القطاع الذين يبحثون عن معلومات تقنية متقدمة لتحسين الكفاءة والموثوقية والاستدامة في عمليات التعدين.
أنظمة الطاقة والبنية التحتية الكهربائية للمناجم
تستهدف هذه المجموعة القصد التجاري والتقني (B2B) لمهندسي التعدين ومديري المشاريع الباحثين عن حلول طاقة موثوقة خارج الشبكة (Off-Grid). يركز المحتوى على التكامل بين المولدات التقليدية والطاقة المتجددة، وكفاءة التوزيع الكهربائي، واستراتيجيات خفض الكربون، مما يربط تقنيًا بين التوليد، والتخزين، وإدارة الأحمال.
استكشاف الحلول ذات الصلة
أنظمة الطاقة في التعدين
نظام التحكم الذكي في الطاقة للسيور الناقلة طويلة المدى في المناجم المفتوحة
أنظمة الطاقة في التعدين
نظام قيادة الرافعات التعدينية الثقيلة: الكبح التجديدي والتحكم الآمن (SIL3)
أنظمة الطاقة في التعدين
حل هندسي لأنظمة النقل عالية الصدمة المستمرة في التعدين
أنظمة الطاقة في التعدين
حلول جودة الطاقة المتقدمة لمحطات التعدين النائية: تقنية الواجهة الأمامية النشطة (AFE)
أنظمة الطاقة في التعدين
نظام إدارة الطاقة الذاتي للمناجم النائية غير المأهولة (Unmanned Remote Mining Power System)
أنظمة الطاقة في التعدين
نظام توزيع الطاقة المنسق لعمليات التعدين مع الأحمال الصدمية المستمرة
جاهز للتحديد؟
المساعد التقني
مركز على VFD / المحرك / المضخةالمساعدة الهندسية
هل تحتاج مساعدة في اختيار المعدات المناسبة؟ مساعدنا الذكي يمكنه إرشادك خلال المواصفات الفنية لمحركات VFD والمحركات والمضخات.