在爆炸危險性環(huán)境中使用的電氣設(shè)備為了防止和減少引爆因素,必須在設(shè)備本體防爆和運行防爆兩個方面采取必要措施。?
一、電氣防爆原理與措施
(一)電氣防爆基本原理
電氣設(shè)備引燃爆炸混合物有兩方面原因:一是電氣設(shè)備產(chǎn)生的火花、電??;二是電氣設(shè)備表面 (即與爆炸混合物相接觸的表面)發(fā)熱。電氣防爆就是將設(shè)備在正常運行時產(chǎn)生電弧、火花的部件放在 隔爆外殼內(nèi),或采取澆封型、充砂型、油浸型或正壓型等其他防爆形式以達到防爆目的;對在正常運 行時不會產(chǎn)生電弧、火花和危險高溫的設(shè)備,如果在其結(jié)構(gòu)上再采取一些保護措施(增安型電氣設(shè)備),使設(shè)備在正常運行或認可的過載條件下不產(chǎn)生電弧、火花或過熱現(xiàn)象,這種設(shè)備在正常運行時就 沒有引燃源,設(shè)備的安全性和可靠性就可進一步提高,同樣可用于爆炸危險環(huán)境。
(二)電氣防爆基本措施
1)宜將正常運行時產(chǎn)生火花、電弧和危險溫度的電氣設(shè)備和線路,布置在爆炸危險性較小或沒有爆炸危險的環(huán)境內(nèi)。電氣線路的設(shè)計、施工應根據(jù)爆炸危險環(huán)境物質(zhì)特性,選擇相應的敷設(shè)方式、導 線材質(zhì)、配線技術(shù)、連接方式和密封隔斷措施等。
2)采用防爆的電氣設(shè)備。在滿足工藝生產(chǎn)及安全的前提下,應減少防爆電氣設(shè)備的數(shù)量。如無特殊需要,不宜采用攜帶式電氣設(shè)備。
3)按有關(guān)電力設(shè)備接地設(shè)計技術(shù)規(guī)程規(guī)定的一般情況不耑要接地的部分,在爆炸危險區(qū)域內(nèi)仍應 接地,電氣設(shè)備的金屬外殼應可靠接地。
4)設(shè)置鰣電火災報贅和緊急斷電裝置。在電氣設(shè)備可能出現(xiàn)故障之前,采取相應補救措施或自動切斷爆炸危險區(qū)域電源。
5)安全使用防爆電氣設(shè)備。正確地劃分爆炸危險環(huán)境類別,正確地選型、安裝防爆電氣設(shè)備,正 確地維護、檢修防爆電氣設(shè)備。
6)散發(fā)較空氣重的可燃氣體、可燃蒸氣的甲類廠房以及有粉塵、纖維爆炸危險的乙類廠房,應采用不發(fā)火花的地面。采用絕緣材料作整體面層時,應采取防靜電措施。散發(fā)可燃粉塵、纖維的廠房內(nèi) 表面應平整、光滑,并易于清掃。
二、爆炸危險環(huán)境區(qū)域劃分
爆炸危險環(huán)境按場所中存在物質(zhì)的物態(tài)不同,分為爆炸性氣體環(huán)境和可燃性粉塵環(huán)境。爆炸性氣 體環(huán)境是指大氣條件下氣體、蒸氣或霧狀的可燃物質(zhì)與空氣混合物點燃后,燃燒將傳至全部未燃燒混 合物的環(huán)境。可燃性粉塵環(huán)境是指大氣條件下粉塵或纖維狀的可燃物質(zhì)與空氣的混合物點燃后,燃燒 傳至全部未燃混合物的環(huán)境。
現(xiàn)行國家標準《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第14部分:危險場所分類》(GB 3836. 14—2014) 根據(jù)爆炸性氣體環(huán)境出現(xiàn)的頻率和持續(xù)時間,將爆炸性氣體環(huán)境分為三個區(qū),即0區(qū)、1區(qū)、2區(qū),這 與現(xiàn)行國家標準《爆炸危險環(huán)境電力裝K設(shè)計規(guī)范》(GB 50058—2014)的分區(qū)基本一致。《爆炸危險 環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》根據(jù)爆炸性粉塵混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間,將爆炸性粉塵環(huán)境分為 三個區(qū),即20區(qū)、2丨區(qū)、22區(qū);而《可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備第1部分:通用要求》(GB 12476. 1 —2013),根據(jù)可燃性粉塵/空氣混合物出現(xiàn)的頻率和持續(xù)時間及粉塵層厚度,也將可燃性粉塵 環(huán)境分為三個區(qū).即20區(qū)、21區(qū)、22區(qū)。爆炸危險環(huán)境類別及區(qū)域等級見表2-8-4。
三、爆炸性混合物的分類、分級和分組
爆炸性氣體、易燃液體和閃點低于或等于環(huán)境溫度的可燃液體、爆炸性粉塵或易燃纖維等統(tǒng)稱為 爆炸性物質(zhì)。在大氣條件下,氣體、蒸氣、薄霧、粉塵或纖維狀的易燃物質(zhì)與空氣混合,點燃后,燃 燒將在整個范圍內(nèi)迅速傳播的混合物,稱為爆炸性混合物。?
(一)爆炸性物質(zhì)的分類
M炸性物質(zhì)可分為以下3類。
1) I類:礦井甲烷。
2) n類:爆炸性氣體混合物(含蒸氣、薄霧)。
3) m類:爆炸性粉塵(含纖維)。
四、防爆電氣設(shè)備
(一)電氣設(shè)備的基本防爆類別
(1) 隔爆型(d>。把設(shè)備可能點燃爆炸性氣體混合物的部件全部封閉在一個外殼內(nèi),其外殼能夠 承受通過外殼任何接合面或結(jié)構(gòu)間隙滲透到外殼內(nèi)部的可燃性混合物在內(nèi)部爆炸而不損壞,并且不會 引起外部由一種、多種氣體或蒸氣形成的爆炸性環(huán)境的點燃。該類型設(shè)備適用于1區(qū)、2區(qū)危險環(huán)境。
(2)增安型(e)。對在正常運行條件下不會產(chǎn)生電弧、火花的電氣設(shè)備進一步采取一些附加措施, 提高其安全程度,減少電氣設(shè)備產(chǎn)生危險溫度、電弧和火花的可能性。它不包括在正常運行情況下產(chǎn) 生火花或電弧的設(shè)備。該類型設(shè)備主要用于2區(qū)危險環(huán)境,部分種類可以用于1區(qū)。
(3)本質(zhì)安全型(ia、ib、ic、iD)。在設(shè)備內(nèi)部的所有電路都是標準規(guī)定條件(包括正常工作或 規(guī)定的故障條件)下產(chǎn)生的任何電火花或任何熱效應均不能點燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境的本質(zhì)安全電 路。該類型設(shè)備只能用于弱電設(shè)備中,ia適用于0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)危險環(huán)境,ib適用于丨區(qū)、2區(qū)危險環(huán) 境,ic適用于2區(qū)危險環(huán)境,iD適用于20區(qū)、21區(qū)和22區(qū)危險環(huán)境。
(4)正壓型(Px、PR、pD)。具有正壓外殼,可以保持內(nèi)部保護氣體的壓力髙于周圍爆炸性環(huán)境 的壓力,阻止外部混合物進人外殼。該類型設(shè)備按照保護方法可以用于1區(qū)、2區(qū)危險環(huán)境。
(5)油浸型(〇)。將整個設(shè)備或設(shè)備的部件浸在油內(nèi)(保護液),使之不能點燃油面以上或外殼 外面的爆炸性氣體環(huán)境。該類型設(shè)備適用于丨區(qū)、2區(qū)危險環(huán)境。
(6)充砂型(q)。在外殼內(nèi)充填沙?;蚱渌?guī)定特性的粉末材料,使之在規(guī)定的使用條件下,殼 內(nèi)產(chǎn)生的電弧或高溫均不能點燃周圍爆炸性氣體環(huán)境。該類型設(shè)備適用于1區(qū)、2區(qū)危險環(huán)境。
(7)無火花型(n、nA)。正常運行條件下,不能夠點燃周圍的爆炸性氣體環(huán)境,也不大可能發(fā)生 引起點燃的故障。該類型設(shè)備僅適用于2區(qū)危險環(huán)境。
(8)澆封型(ma、mb、m、rr)。將可能產(chǎn)生引起爆炸性氣體環(huán)境爆炸的火花、電弧或危險溫度 部分的電氣部件,澆封在澆封劑(復合物)中,使它不能點燃周圍爆炸性氣體環(huán)境。該類型設(shè)備適用 于1區(qū)、2區(qū)危險環(huán)境。
(9)特殊型(s)。特殊型設(shè)備是指國家標準未包括的防爆形式。采用該類型的電氣設(shè)備,由主管 部門制定暫行規(guī)定,并經(jīng)指定的防爆檢驗單位檢驗認可,方可按防爆特殊型電氣設(shè)備使用。該類型設(shè) 備根據(jù)實際使用開發(fā)研制,可適用于相應的危險環(huán)境。
(10)粉塵防爆型。采用限制外殼最高表面溫度和采用“塵密”或“防塵”外殼來限制粉塵進入 的方式,以防止可燃性粉塵點燃。根據(jù)其防爆性能,可選用于20區(qū)、21區(qū)或22區(qū)危險環(huán)境。
(二)防爆電氣設(shè)備類別
爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備分為丨類、D類和m類三種。
1)1類:煤礦用電氣設(shè)備。
2)n類:除煤礦外的其他爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備。其中,n類隔爆型“d”和本質(zhì)安全型 “i”電氣設(shè)備又分為II A、II B、II C類。n類無火花型“n”電氣設(shè)備如果包括密封斷路裝置、非故障 元件或限能設(shè)備或電路,該設(shè)備應是IIA、IIB、nc類,并按表2-8-5選型。
3) m類:可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備為第m類。in類又分為niA、niB、me三種。niA類:可燃性飛絮;niB類:非導電性粉塵;me類:導電性粉塵。
三)防爆電氣設(shè)備溫度組別
類爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備,按其最髙表面溫度分為Tl、T2、T3、W、T5、T6六組,應按對 1-T6組的電氣設(shè)備的最高表面溫度不超過可能出現(xiàn)的任何氣體或蒸氣的引燃溫度選型。溫度組高溫度和氣體、蒸氣引燃溫度之間的關(guān)系見表2-8-6。
(四)防爆標志
爆電氣設(shè)備的防爆標志內(nèi)容包括:防爆形式+設(shè)備類別+溫度。防爆標志示例如下。
Ⅰ類隔爆型:Exd I。
Ⅰ類特殊型:Exs I。
ⅡB類隔爆型T3組:ExdIIBT3。
ⅡA類本質(zhì)安全型ia等級T5組:Ex ia II AT5。
采用一種以上的復合形式時,須先標出主體防爆形式,后標出其他防爆形式。如n類主體增安型 并具有j正壓型部件T4組:Exep II T4。
$只允許使用于一種爆炸性氣體環(huán)境中的電氣設(shè)備,其標志可用該氣體化學分子式或名稱表示, 這時可j不必注明溫度組別。如n類用于氨氣環(huán)境的隔爆型:Exdn (NH3)或Exdn氨。
qn類電氣設(shè)備的標志,可標溫度組別,也可標最高表面溫度,或兩者都標出。如最高表面溫度 為 125fc的工廠用增安型:EXenT4; Exe n (12YC)或 ExeD 125t (T4)。
復合型電氣設(shè)備,應分別在不同防爆形式的外殼上標出相應的防爆形式。
C類本質(zhì)安全型ib等級關(guān)聯(lián)設(shè)備T5組:Ex (ib) IICT5。
于粉塵防爆設(shè)備,如用于具有導電性粉塵的爆炸性粉塵環(huán)境me等級“ia” (EPL Da)電氣設(shè) 高表面溫度低于120^的表示方法為Ex ia memot或Ex iafflCmOt IP20。
(五)防爆電氣設(shè)備選用原則
電氣設(shè)備的防爆型式應與爆炸危險區(qū)域相適應。
電氣設(shè)備的防爆性能應與爆炸危險環(huán)境物質(zhì)的危險性相適應;當區(qū)域存在兩種以上爆炸危險物 電氣設(shè)備的防爆性能應滿足危險程度較高的物質(zhì)要求。爆炸性氣體環(huán)境內(nèi),防爆電氣設(shè)備的類 度組別,應與爆炸性氣體的分類、分級和分組相對應;可燃性粉塵環(huán)境內(nèi),防爆電氣設(shè)備的最 溫度應符合規(guī)范規(guī)定。
應與環(huán)境條件相適應。電氣設(shè)備的選擇應符合周圍環(huán)境內(nèi)化學的、機械的、熱、撙菌以及風沙 等不同環(huán)境條件對電氣設(shè)備的要求,電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)應滿足電氣設(shè)備在規(guī)定的運行條件下不降低防爆性 能的要求。
4)應符合整體防爆的原則,安全可靠、經(jīng)濟合理、使用維修方便。?