การป้องกันการระเบิดในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมและโรงปฏิบัติงานสารตั้งต้นที่เป็นอันตราย: คู่มือการเลือกอุปกรณ์ป้องกันการระเบิด

การป้องกันการระเบิดในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมและโรงปฏิบัติงานสารตั้งต้นอันตราย: คู่มือการเลือกรถเข็นขนถ่ายแบตเตอรี่แบบป้องกันการระเบิดในกระบวนการแปรรูปวัสดุแคโทด/แอโนดและช่องฟอร์เมชัน

ในห่วงโซ่การผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานใหม่ การปฏิบัติงานครอบคลุมตั้งแต่การสังเคราะห์สารตั้งต้นของแคโทด/แอโนด, การกู้คืนตัวทำละลาย NMP (N-Methyl-2-pyrrolidone), การฟอร์เมชันเซลล์, การคัดแยกความจุ ไปจนถึงการฉีดสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งล้วนเกิดขึ้นภายในพื้นที่อันตรายที่ได้รับการจัดประเภท (โซน 1 / โซน 2 หรือ โซน 21 / โซน 22) ภายในช่องกระบวนการผลิตเหล่านี้ อากาศโดยรอบมีความเข้มข้นสูงของไอระเหยตัวทำละลายอินทรีย์ที่ระเหยง่าย หรือฝุ่นแกรไฟต์นำไฟฟ้าที่มีความว่องไวต่อปฏิกิริยาสูง

เครื่องจักรขนถ่ายวัสดุที่ทำงานภายในช่องความเสี่ยงสูงเหล่านี้ต้องเป็นไปตาม มาตรฐานทางไฟฟ้าป้องกันการระเบิด Ex d IIB/IIC T4 ในขณะเดียวกันก็ต้องทนทานต่อการสัมผัสฝุ่นนำไฟฟ้าและรอบการทำงานเริ่ม-หยุดสำหรับงานหนักที่เกิดขึ้นบ่อยครั้ง เพื่อให้มั่นใจถึงการขนส่งถาดเซลล์แบตเตอรี่ ม้วนขั้วไฟฟ้า และถังปฏิกรณ์สารตั้งต้นอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ รถเข็นขนถ่ายแบตเตอรี่สำหรับงานหนักที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมด้วย โครงสร้างกล่องหุ้มกันไฟ และ การป้องกันซีลระดับ IP65/IP66 ได้กลายมาเป็นอุปกรณ์พื้นฐานที่จำเป็นสำหรับวิศวกรรมโรงงานผลิตแบตเตอรี่ลิเธียม

สามอันตรายหลักจากการระเบิดและกระบวนการผลิตในระบบโลจิสติกส์แบตเตอรี่ลิเธียม

การขนส่งของหนักผ่านช่องสังเคราะห์สารตั้งต้นและช่องฟอร์เมชันเซลล์ ก่อให้เกิดความท้าทายอย่างรุนแรงต่อการป้องกันการระเบิดทางเคมีและกระบวนการห้องคลีนรูม:

1. ไอระเหยของตัวทำละลายที่ระเหยง่ายและพลังงานจุดติดไฟต่ำ: ตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น NMP ระเหยในระหว่างการฉีดอิเล็กโทรไลต์และการทำให้แห้ง ซึ่งก่อตัวเป็นส่วนผสมของไอระเหยที่ระเบิดได้ ประกายไฟจากการอาร์กของสวิตช์ไฟฟ้าหรือแปรงถ่านมอเตอร์สามารถจุดติดไฟกลุ่มไอระเหยตัวทำละลายเหล่านี้ได้ทันที

2. การแทรกซึมของฝุ่นนำไฟฟ้าและอันตรายจากการลัดวงจร: สารกัมมันต์ของแคโทดและแอโนด (เช่น ผงแกรไฟต์และเกลือลิเธียม) มีการนำไฟฟ้าสูงและมีขนาดอนุภาคที่ละเอียดมาก การแทรกซึมเข้าไปในตู้ควบคุมมาตรฐานจะทำให้เกิดการลัดวงจรและสะสมบนช่องประกบของโครงสร้างกันไฟ ซึ่งบั่นทอนประสิทธิภาพการป้องกันการระเบิด

3. ขีดจำกัดความร้อนของมอเตอร์และเบรกในงานหนัก: ช่องฟอร์เมชันและการคัดแยกความจุต้องการการขนส่งต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมง 7 วัน มอเตอร์และเบรกจะสะสมความร้อนภายใต้การทำงานหนัก หากอุณหภูมิพื้นผิวเกินT4 (135°C) ขีดจำกัด ตัวเครื่องจักรเองจะกลายเป็นแหล่งกำเนิดการจุดติดไฟ

สถาปัตยกรรมทางเทคนิคหลักของรถเข็นขนถ่ายแบบป้องกันการระเบิดสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม

เพื่อจัดการกับอันตรายจากทั้งไอระเหยไวไฟและฝุ่นนำไฟฟ้า รถเข็นขนถ่ายแบตเตอรี่แบบป้องกันการระเบิดจึงผสานรวมระบบซีลกันไฟพิเศษ ระบบตรวจสอบความร้อน และระบบสลายไฟฟ้าสถิตเข้าไว้ด้วยกัน

• การป้องกันการระเบิดแบบคู่และโครงสร้างกันไฟ Ex d IIB/IIC T4: โมดูลไฟฟ้าหลักเป็นไปตาม Ex d IIB/IIC T4 Gb มาตรฐานกันไฟ โดยใช้กล่องหุ้มกันไฟสำหรับงานหนักสำหรับตู้ควบคุมและมอเตอร์ขับเคลื่อนเพื่อแยกไอระเหยของตัวทำละลายและฝุ่นนำไฟฟ้า เซนเซอร์ภายนอกและลูปควบคุมใช้ Ex ia การเดินสายไฟแบบปลอดภัยในตัวเพื่อขจัดประกายไฟทางไฟฟ้า

• การออกแบบป้องกันฝุ่นและป้องกันการควบแน่นแบบซีลระดับสูง IP65/IP66: กล่องหุ้มและเคเบิลแกลนด์ได้รับ IP65/IP66 ระดับการป้องกัน ช่วยปิดกั้นการแทรกซึมของฝุ่นแกรไฟต์ที่มีความละเอียดสูง องค์ประกอบความร้อนป้องกันการควบแน่นแบบปลอดภัยในตัวจะช่วยควบคุมสภาพแวดล้อมภายในเพื่อป้องกันการลัดวงจรจากความชื้นที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิโดยรอบ

• มอเตอร์ไร้แปรงถ่านประสิทธิภาพสูงสำหรับงานหนักและล้อนำไฟฟ้า: ระบบขับเคลื่อนใช้มอเตอร์ไร้แปรงถ่านกันไฟประสิทธิภาพสูงที่ติดตั้งเซนเซอร์วัดอุณหภูมิเพื่อตรวจสอบอุณหภูมิพื้นผิวของมอเตอร์ เพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานจะอยู่ต่ำกว่า 135°C เป็นอย่างดี ล้อมีดอกยางโพลียูรีเทนนำไฟฟ้าที่ทนทานต่อการสึกหรอ โดยรักษาความต้านทานพื้นผิวไว้ที่ $10^6\ \text{to}\ 10^9\ \Omega$ เพื่อถ่ายเทไฟฟ้าสถิตจากการเสียดสีอย่างต่อเนื่อง

พารามิเตอร์การคัดเลือกทางเทคนิคสำหรับรถเข็นขนถ่ายแบตเตอรี่ลิเธียม

ผู้อำนวยการฝ่ายจัดซื้อและทีมวิศวกรรมกระบวนการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมที่ประเมินรถเข็นขนถ่ายแบบป้องกันการระเบิดควรตรวจสอบพารามิเตอร์หลักต่อไปนี้:

รองรับน้ำหนักบรรทุกตั้งแต่ 1 ถึง 300 ตัน, ตัวโครงสร้างแชสซีผลิตจากเหล็กโครงสร้างเกจหนา Q345B หรือ สเตนเลส 304/316L โดยใช้การออกแบบคานกล่อง (Box-girder) แท่นวางสามารถปรับแต่งด้วยอุปกรณ์จับยึดพิเศษสำหรับม้วนขั้วไฟฟ้าหรือถาดฟอร์เมชัน โดยคงค่าความปลอดภัยส่วนเกินของโครงสร้างไว้มากกว่า 120%.

เกณฑ์วัดด้านการป้องกันและความปลอดภัยระบุระดับ IP65/IP66 สำหรับตู้ควบคุมหลัก และ IP55/IP65 สำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อน ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐาน Ex d IIB/IIC T4 Gb มาตรฐานกันไฟ ชุดแบตเตอรี่ LFP ป้องกันการระเบิดในตัวสามารถจ่ายพลังงานได้ 6 ถึง 8 ชั่วโมง ของการทำงานต่อเนื่องแบบโหลดเต็มที่ต่อรอบการชาร์จ ระบบขับเคลื่อนรองรับการปรับความเร็วแปรผันความถี่แบบไร้ขั้นตั้งแต่ 0 ถึง 20 ม./นาที ควบคู่กับดิสก์เบรกแบบป้องกันความเสียหาย (Fail-safe) เพื่อให้ได้ระยะเบรกฉุกเฉินต่ำกว่า 1 เมตร เซนเซอร์ LiDAR ป้องกันการระเบิดด้านหน้าและด้านหลังในตัว มีระยะตรวจจับที่กำหนดค่าได้ตั้งแต่ 0.5 ถึง 3 เมตร เพื่อรับประกันความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงานทั่วทั้งช่องกระบวนการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมที่เป็นอันตราย