Compartimento Baterias

7/26/2019 Compartimento Baterias

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E&P-CORP / ENGP / IPSA

Cap. 14 Compartimento de Baterias

Instru -EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atm osf eras Expl osiv as

2 a Ed ição Plataformas Marítimas de Perfuração e de Produção 139

Capítulo 14Compartimentos de Baterias

14.1 - Recomendações quanto à Localização de Bancos de Baterias

Todas as baterias do tipo aberta, recarregáveis, liberam hidrogênio, gás dealta explosividade , durante o seu processo de carga (flutuação ou cargarápida), o que classifica as salas de baterias, onde são reunidos vários

bancos de baterias.Perigosa concentração de gás hidrogênio ocorre após um prolongado“black-out”, quando todas as baterias são recarregadas simultaneamente,em modo de carga profunda.

Tabela 14.1 - Recomendação para Abrigo das Baterias, Segundo a Capacidade do Carregador

de Baterias ( em Kw) ou Capacidade do Banco de Baterias (em Kwh)

LOCAL RECOMENDADO PARA ABRIGO DAS BATERIAS, SEGUNDO O PORTE

Grande Médio PequenoCapacidadeCarregador(ABS/BV)

Acima de 2 kW Entre 0,2 kW e 2 kW,Inclusive

Menor ou igual a0,2 kW

CapacidadeBateria(DNV)

Acima de 20 kWh Entre 5 kWh e 20 kWh Menor ou igual a5 kWh

L o c a l i z a ç ã o d

o B a n c o

d e B a t e r

i a s

- Baterias devem serinstaladas em salasreservadas exclusivamente para baterias;

- Poderão ser instaladas emarmários* adequadamenteventilados, no convés ao arlivre , caso não sejadisponível uma salaexclusiva para baterias.

- Em salas de baterias ou

- Em armários* ou

- Em caixas* nocompartimento dogerador de emergência, praça de máquinas ou

- Outro local apropriado,desde que o ambienteseja adequadamenteventilado

- Em caixas de baterias*, em localadequado, excetonas acomodações(a menos quesejam do tiposeladas).

ClassificaçãoRecomendada

pelo Instru-Ex

Sala de Baterias: Zona 1Suspiros e Saída Exaustão: Zona 1 + 2

Sala de Baterias: Zona 1Interior do armário/suspiro: Zona 2

Interior Caixa: Zona 2

Neste capítulo são apresentadas as recomendações das Classificadoras quanto àlocalização de bancos de baterias, segundo sua capacidade. São indicadas asrecomendações quanto à ventilação de salas com baterias, devido à alta explosividadedo hidrogênio, gás que é liberado durante processo de carga da bateria.





Instru -EX 2002 Instruções Gerais para Instalações em Atm osf eras Explo sivas


NOTAS:

• Determinação da Capacidade do Carregador de Baterias, em kW:

Capacidade (kW) = V.I / 1000,onde V = tensão de saída do Carregador/retificador (Volts)

I = corrente nominal do Carregador (Amperes)

• Determinação da Capacidade do banco de Baterias, em kWh

Capacidade (kWh) = V.Ah / 1000onde V = tensão nominal do banco de baterias (Volts)

Ah = capacidade nominal em Amperes x hora da bateria

• Para determinar a capacidade total, para efeito de classificação ou localização,considerar a soma das capacidades individuais de cada banco de baterias, reunidos namesma sala ou armário.

• * Armário para baterias deve ser adequadamente ventilado, com venezianas deentrada de ar na parte inferior e também na parte superior ou duto com suspiro a nãomenos que 0,9m do topo do armário; não deve ser instalado nenhum outro equipamentoelétrico no seu interior.

• Quando as baterias estiverem arranjadas em várias prateleiras, as baterias devem terespaçamento igual ou maior que 50mm, na frente e atrás, para permitir livre circulaçãode ar.

•

* Caixa de bateria também deve ser adequadamente ventilada, com venezianas naslaterais opostas, tampa com tubo de suspiro tipo “pescoço de ganso” ou “chapéuchinês”, com descarga a não menos que 1,25m da tampa, que deve ser do tipo

basculante com contra-peso.

• * Armário ou caixa deverão ser forradas com manta de chumbo, para conter derramede solução/eletrólito e evitar corrosão da caixa.

• Em unidades flutuantes todos os elementos devem fixados, ou quando em caixa, devemser calçados com blocos de madeira entre si, para prevenir movimentos.

“As baterias não devem ser instaladas no mesmo painel do retificador e sim em umambiente separado, tanto em função da classificação de áreas devido ao hidrogênio, bemcomo devido à corrosividade dos vapores dos eletrólitos que danificam as placas e demaiscomponentes eletrônicos do retificador” [2B] – Ítem 2.13.4.







Classificação de Áreas:

As luminárias, detetores de gás e outros equipamentos elétricos instalados interior da sala

de baterias deverão ser do tipo aprovado, certificado para o Grupo de Gás Hidrogênio -Grupo IIC, T1 (450°C), Zona 1, de preferência do tipo segurança aumentada.

Os equipamentos do tipo Ex-d (à prova de explosão) são, em geral incompatíveis comeste grupo de gases, devido ao pequeníssimo interstício (gap de 0,1 mm) para eixosrotativos ou juntas flangeadas – vide fig. A-5, no Apêndice A; Recomendado utilizarequipamentos do tipo Segurança Aumentada, que independe do grupo de gás.

Equipamentos construídos para Grupo IIA (Metano – gás natural),usualmente especificados para as plataformas, não podem ser instalados

em salas de baterias - atmosferas com Hidrogênio.

• As salas de baterias são áreas classificadas, incluindo o raio de 3 m (1,5m Zona 1 +1,5m Zona 2) em torno de qualquer exaustão dessas salas (natural ou mecânico).

• Em torno dos armários de baterias de maior capacidade, montados ao ar livre, a áreaem volta das venezianas/suspiros dos armários, num raio de 1,5 m Zona 2.

• Caixas de baterias de médio porte, com suspiro, montados ao ar livre ou em local com boa ventilação natural, não classificam a área em sua volta.

• As baterias não devem ser instaladas em Áreas Classificadas (que não as geradas pelas próprias baterias em compartimentos fechados), devido à possibilidade decentelhamento nos terminais durante desconexão de cargas, queda de ferramentas, etc..

Baterias reguladas à válvula:

Bateria do tipo regulada à válvula em caso de excesso de carga e sobrepressão internaliberam hidrogênio para o ambiente, portanto, a sala deve ser considerada áreaclassificada, quando alimentadas por retificador com potência acima de 2kW.

No caso de utilização de baterias reguladas à válvula o ambiente em que serão instaladas deve possuir temperatura máxima de 25°C; o equipamento de condicionamento de ar deve ser dotipo adequado para essa atmosfera explosiva.







14.2 - Ventilação de Salas de Baterias

O hidrogênio é um gás mais leve que o ar, densidade 0,07, portanto, com tendência paraacúmulo em qualquer bolsão no teto;

Sala de bateria deve ter ventilação natural, com dutos ou aberturas diretamente no teto oumais próximo ao teto (os trechos de dutos devem ser verticais ou inclinados a não maisque 45° da vertical); Estes dutos não devem conter nenhum acessório como damper ou

flap que possa impedir a livre passagem de gases ou mistura explosiva. Deverá haverentrada natural de ar junto ao piso.

Quando for impraticável ou insuficiente a ventilação natural, deve ser instalada exaustãomecânica, com sucção no topo da sala e aberturas para entrada de ar, junto ao piso.

- As salas de baterias devem ser mantidas com pressurização negativa de modo a prevenir contaminação de hidrogênio para compartimentos adjacentes.

- As salas adjacentes que tenha porta ou qualquer outra comunicação com sala de baterias, usualmente salas dos carregadores de baterias ou UPS vizinha, devem sermantidas com ventilação forçada e pressurização positiva em relação à sala de

bateria (quando aberta a porta, o fluxo de ar nessa porta ingressa na sala de baterias).

- O motor elétrico do exaustor e/ou ventilador deve ser montado fora do fluxo, para

prevenir que gás hidrogênio penetre no interior do motor;

- Exaustor/ventilador de material não centelhante.

- Os dutos de exaustão e ventilação que atendem a sala de baterias devem sercompletamente independentes dos dutos que atendem qualquer outro compartimento;não devem ser utilizados dampers ou outros meios para isolar compartimentos dediferentes classificações. Em caso de falha ou desligamento de ventilação forçada,não deve haver damper que obstrua a entrada de ar natural.

Devem ser previstos ventiladores de insuflamento e exaustores para a sala de baterias. Na

sala de carregador de baterias, somente ventilação mecânica é necessária, sendo ainstalação realizada no exterior da sala.

A ventilação deverá promover um mínimo de 30 trocas de ar por hora, nas salas de baterias; Vide também critério da IEC 61892-7 [11G], que prevê um mínimo deextração de ar como segue**:

OndeQ - é a quantidade de ar expelida em litros/horaI - é a máxima corrente forçada pelo carregador durante a formação de gás, porém não

menor que um-quarto (1/4) da máxima corrente possível, em Amperes. N - é o número de células em série

Q = 110 x I x n







** Em salas de baterias de grande capacidade (como p. exemplo, bateria de UPSs parasistemas de iluminação de emergência, acionamento de bombas de pós-lube de turbinas,operação/proteção de subestações de média tensão, etc.), deve-se verificar ambos oscritérios; também, devem ser previstos exaustor e ventilador reservas.

Baterias do tipo níquel-cadmio, chumbo-cálcio, chumbo-selênio também produzemhidrogênio, embora em menor quantidade em relação ao chumbo-ácido, porém suficiente

para formar uma mistura explosiva. Mesmo critério aplicável a baterias do tipo reguladasà válvula (“selada”), já que muitos modelos têm válvula de alívio para descarregar o gásexcessivo devido à sobrecarga.

O hidrogênio é um gás altamente explosivo, mais leve que o ar. Emsalas de baterias, não devem ser instalados interruptores, tomadas ououtros componentes centelhantes; chave ou disjuntor parailuminação interna de sala de baterias, deve estar montado em localseguro, fora da sala ou nos painéis de distribuição remotos. Além deafastar a fonte de centelhas, também evita-se o risco de substituiçãopor tipo inadequado quando de alguma avaria de qualquercomponente montado dentro de sala de bateria.

Todos os compartimentos e caixas de baterias

deverão ser identificados com a placa de aviso[ref. 17F]

As baterias ou bancos deverão ser identificadospela função (rádio, telefone, etc) e pelo tipo da

bateria (chumbo-ácida, alcalina, etc) com o objetivode evitar a mistura ou adição de soluçõesdiferentes.







14.3 Detetor de Gás Hidrogênio

O detetor de gás combustível, do tipo infravermelho, não deteta o hidrogênio;

instalar detetor do tipo catalítico, em salas de baterias (vide capítulo 7).

O detetor de gás não é equipamento do tipo intrinsecamente seguro, portanto, anecessidade do Certificado de Conformidade para o grupo de gás correspondente (IIC, T1,Zona 1).

O L.I.I. (Limite Inferior de Inflamabilidade) ou LEL (Lower Explosive Limit) do gásHidrogênio é de 4% em volume. Portanto, 20% do L.I.I. ou LEL corresponde a 0,8% ou8.000 ppm, assim como 60% corresponde a 24.000 ppm.

O espaço livre no interior da bateria contém gás hidrogênio ainda retidoque, à menor faísca na proximidade das válvulas na tampa, pode explodiro corpo da bateria, arremessando ácido sulfúrico em todas as direções, nocaso de bateria chumbo-ácida.

Nos trabalhos de manutenção das baterias, seja dentro de salas ou caixasno convés, além do uso de EPI adequado, devem ser tomadas precauçõesadicionais para evitar o faiscamento próximo às mesmas (abertura de arcona desconexão de bornes com corrente elétrica, curto-circuito provocado

por ferramentas não-isoladas para desconectar os bornes, etc).

Vários acidentes dessa natureza tem sido reportados, até mesmo com baterias de pequeno porte, guardadas em armários ou estojos portáteis, quetambém podem reter hidrogênio no seu interior, mesmo desconectado dorespectivo carregador.

Notas:

1 - Embora os sistemas de corrente contínua não seja aterrado em unidades marítimas, algunsfabricantes de motor de arranque para motor diesel (exemplo, grupo diesel-gerador deemergência), já vem de fábrica com o negativo aterrado na carcaça do próprio motor DC.

“Deverão ser instalados sensores de gás hidrogênio nos dutos de exaustão de salas debaterias. A atuação de um sensor indicando 20% do L.II. deverá ser sinalizada na sala decontrole ou onde estiver instalado o monitor/controlador, desde que o local sejaermanentemente assistido e adicionalmente partir os exaustores reservas. A deteção deás por dois sensores em um nível de 60% de L.I.I. deverá adicionalmente inibir a cargarofunda das baterias. ” item 5.2.3.1 2[2A].







2 - O pólo positivo de sistemas de Telecom (enlace de rádio, PABX, multiplex, etc.) deve serreferenciado ao terra (48 Volts), com deteção de fuga no pólo (-48V).

Em havendo necessidade de carga profunda ou “chupetada” em baterias, através decarregadores provisórios do tipo portátil, os mesmos nunca devem ser levados paradentro da sala de baterias devido à atmosfera explosiva. Conectar o carregador

provisório nos terminais do cabo de saída para a bateria, no lado do retificador ou quadrocom chave, fora da sala de baterias.

Em havendo qualquer atividade de manutenção (trabalho a frio/trabalho aquente) em salas de baterias, recomendável que todos os ventiladores e

exaustores sejam ligados, inclusive os reservas; os carregadores devemser mantidos em modo flutuação, com o mínimo de corrente.

Os bancos de baterias, não devem ser cobertos com lonas para proteçãodos invólucros. A cobertura com lona possibilita formar bolsões dehidrogênio sob a mesma, aumentando em muito o risco de explosãoem caso de eventual centelha. Utilizar quando necessário, aparador deamianto sob o ponto de trabalho a quente para proteger as baterias.







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