在爆炸危險(xiǎn)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(yùn)行防爆兩個(gè)方面采取必要措施。
首先,我們來看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、電弧,二是電氣設(shè)備表面(即是爆炸混合物相接觸的表面)發(fā)熱。
(二)電氣防爆基本措施
第一、宜將正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生火花、電弧和危險(xiǎn)溫度的電氣設(shè)備和線路,布置在爆炸危險(xiǎn)性較小或沒有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境內(nèi)。
電氣線路的設(shè)計(jì)、施工應(yīng)根據(jù)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境物質(zhì)特性,選擇相應(yīng)的敷設(shè)方式、導(dǎo)線材質(zhì)、配線技術(shù)、連接方式和密封隔斷措施等。
第二、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(yīng)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。
第三、按有關(guān)電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)定的一般情況不需要接地的部分,在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)仍應(yīng)接地,電氣設(shè)備的金屬外殼應(yīng)可靠接地。
第四、設(shè)置漏電火災(zāi)報(bào)警和緊急斷電裝置。在電氣設(shè)備可能出現(xiàn)故障之前,采取相應(yīng)補(bǔ)救措施或自動(dòng)切斷爆炸危險(xiǎn)區(qū)域電源。
第五、安全使用防爆電氣設(shè)備。即正確地劃分爆炸危險(xiǎn)環(huán)境類別,正確地選型、安裝防爆電氣設(shè)備,正確地維護(hù)檢修防爆電氣設(shè)備。
第六、散發(fā)較空氣重的可燃?xì)怏w、可燃蒸氣的甲類廠房以及有粉塵、纖維爆炸危險(xiǎn)的乙類廠房,應(yīng)采用不發(fā)火花的地面。采用絕緣材料作整體面層時(shí),應(yīng)采取防靜電措施。散發(fā)可燃粉塵、纖維的廠房內(nèi)表面應(yīng)平整、光滑,并易于清掃。
下面,我們來看爆炸性混合物的分類、分級(jí)和分組。
爆炸性氣體、易燃液體和閃點(diǎn)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(diǎn)燃后,燃燒將在整個(gè)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
爆炸性物質(zhì)可分為三類:
Ⅰ類:礦井甲烷;
Ⅱ類:爆炸性氣體混合物(含蒸氣、薄霧);
Ⅲ類:爆炸性粉塵(含纖維)。
(二)爆炸性混合物的分級(jí)和分組
各種爆炸性混合物按最大試驗(yàn)安全間隙和最小點(diǎn)燃電流分級(jí),按引燃溫度分組,主要是為了配置相應(yīng)電氣設(shè)備,以達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。
我們先來看爆炸性氣體混合物的分級(jí)分組。
第一、按最大試驗(yàn)安全間隙(MESG)分級(jí)。
安全間隙的大小反映了爆炸性氣體混合物的傳爆能力。間隙越小,其傳爆能力就越強(qiáng),危險(xiǎn)性越大;反之,間隙越大,其傳爆能力越弱,危險(xiǎn)性也越小。
爆炸性氣體混合物,按最大試驗(yàn)安全間隙的大小分為ⅡA、ⅡB、ⅡC三級(jí)。ⅡA安全間隙最大,危險(xiǎn)性最小,ⅡC安全間隙最小,危險(xiǎn)性最大。
第二、按最小點(diǎn)燃電流(MIC)分級(jí)。
Ⅱ類爆炸性氣體混合物,按照最小點(diǎn)燃電流的大小分為ⅡA、ⅡB、ⅡC三級(jí),最小點(diǎn)燃電流越小,危險(xiǎn)性就越大。ⅡA最大試驗(yàn)安全間隙最大,最小點(diǎn)燃電流最大,危險(xiǎn)性最小;反之,Ⅱc危險(xiǎn)性最大。
第三、按引燃溫度分組。
爆炸性混合物不需要用明火即能引燃的最低溫度,稱為引燃溫度。引燃溫度越低的物質(zhì),越容易引燃。爆炸性氣體混合物按引燃溫度的高低,分為T1、T2、T3、T4、T5、T6六組。T6引燃溫度最高,T1引燃溫度最低。
我們?cè)賮砜幢ㄐ苑蹓m混合物的分級(jí)分組。
爆炸性粉塵混合物級(jí)組根據(jù)粉塵特性(導(dǎo)電或非導(dǎo)電)和引燃溫度高低分為ⅢA、ⅢB二級(jí),T11、T12、T13三組。
最后,我們來看防爆電氣設(shè)備。
(一)電氣設(shè)備的基本防爆形式
電氣設(shè)備主要有十種基本防爆形式:隔爆型(d) 、增安型(e)、 本質(zhì)安全型(i)、 正壓型(p)、 油浸型(O) 、充沙型(q) 、無火花型(n)、 澆封型(m) 、特殊型(S) 、粉塵防爆型。
下面,我們來具體介紹前四種形式。
第一、隔爆型(d):把設(shè)備可能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物的部件全部封閉在一個(gè)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(huì)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(diǎn)燃。該類型設(shè)備適用于1區(qū)、2區(qū)危險(xiǎn)環(huán)境。
第二、增安型(e):對(duì)在正常運(yùn)行條件下不會(huì)產(chǎn)生電弧、火花的電氣設(shè)備進(jìn)一步采取一些附加措施,提高其安全程度,防止電氣設(shè)備產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度、電弧和火花的可能性。它不包括在正常運(yùn)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(xiǎn)環(huán)境,部分種類可以用于1區(qū)。
第三、本質(zhì)安全型(i):在設(shè)備內(nèi)部的所有電路都是由標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境的本質(zhì)安全電路。
該防爆型式分為ia, ib兩個(gè)等級(jí)。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(xiǎn)環(huán)境, ib適用于1區(qū)、2區(qū)危險(xiǎn)環(huán)境。
第四、正壓型(p):具有正壓外殼,可以保持內(nèi)部保護(hù)氣體的壓力高于周圍爆炸性環(huán)境的壓力,阻止外部混合物進(jìn)入外殼。該類型設(shè)備按照保護(hù)方法可以用于1區(qū)、2區(qū)危險(xiǎn)環(huán)境。
(二)防爆電氣設(shè)備類別
第一、爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備分為I類和Ⅱ類兩種類別。
I類:煤礦用電氣設(shè)備。
Ⅱ類:除煤礦外的其他爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備。
第二、可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備分為A型塵密設(shè)備、B型塵密設(shè)備、A型防塵設(shè)備、B型防塵設(shè)備。
(三)防爆電氣設(shè)備溫度組別
Ⅱ類爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備,按其最高表面溫度分為Tl、T2、T3、T4、T5、T6六組,應(yīng)按對(duì)應(yīng)的Tl-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。
(四)防爆標(biāo)志
防爆電氣設(shè)備的防爆標(biāo)志內(nèi)容包括:防爆型式+設(shè)備類別+溫度。防爆標(biāo)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(jí)T5組:ExiaⅡAT5。
(五)防爆電氣設(shè)備選用原則
第一、電氣設(shè)備的防爆型式應(yīng)與爆炸危險(xiǎn)區(qū)域相適應(yīng)。
第二、電氣設(shè)備的防爆性能應(yīng)與爆炸危險(xiǎn)環(huán)境物質(zhì)的危險(xiǎn)性相適應(yīng)。
第三、應(yīng)與環(huán)境條件相適應(yīng)。
第四、應(yīng)符合整體防爆的原則,安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、使用維修方便。