防爆電機是一種可以在易燃易爆場所使用的一種電機,運行時不產(chǎn)生電火花。主要適用于煤礦、石油天然氣、石油化工和化學工業(yè)等領(lǐng)域。此外,在紡織、冶金、城市煤氣、交通、糧油加工、造紙、醫(yī)藥等部門也被廣泛應用。防爆電機作為主要的動力設備,通常用于驅(qū)動泵、風機、壓縮機和其他傳動機械。
電機按防爆原理可分為隔爆型電機、增安型電機、正壓型電機、無火花型電機及粉塵防爆電機等。
?爆炸概念
在極短時間內(nèi),釋放出大量能量,產(chǎn)生高溫,并放出大量氣體,在周圍介質(zhì)中造成高壓的化學反應或狀態(tài)變化。急速釋放的能量,將使周圍的物體遭受到猛烈的沖擊和破壞。
爆炸必須具備的三個條件: 1 )爆炸性物質(zhì):能與氧氣(空氣)反應的物質(zhì),包括氣體、液體和固體。(氣體:氫氣,乙炔,甲烷等;液體:酒精,汽油;固體:粉塵,纖維粉塵等。)2 )氧氣:空氣。3 )點燃源:包括明火、電氣火花、機械火花、靜電火花、高溫、化學反應、光能等。
?防爆原因
易爆物質(zhì): 很多生產(chǎn)場所都會產(chǎn)生某些可燃性物質(zhì)。煤礦井下約有三分之二的場所有存在爆炸性物質(zhì);化學工業(yè)中,約有 80% 以上的生產(chǎn)車間區(qū)域存在爆炸性物質(zhì)。氧氣 : 空氣中的氧氣是無處不在的。點燃源 : 在生產(chǎn)過程中大量使用電氣儀表,各種磨擦的電火花 , 機械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免,尤其當儀表、電氣發(fā)生故障時??陀^上很多工業(yè)現(xiàn)場滿足爆炸條件。當爆炸性物質(zhì)與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)時,若存在爆炸源,將會發(fā)生爆炸。因此采取防爆就顯得很必要了。
危險氣體粉塵
爆炸性物質(zhì) | 區(qū)域定義 | 中國區(qū)域 | 北美區(qū)域 |
氣 體 (CLASS Ⅰ) | 在正常情況下 , 爆炸性氣體混合物連續(xù)或長時間存在的場所 | 0區(qū) | Div.1 |
在正常情況下爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場所 | 1區(qū) |
|
|
在正常情況下爆炸性氣體混合物不可能出現(xiàn), 僅僅在不正常情況下 , 偶爾或短時間出現(xiàn)的場所 | 2區(qū) | Div.2 | |
粉塵或纖維(CLASS Ⅱ/Ⅲ) | 在正常情況下 , 爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物可能連續(xù) , 短時間頻繁地出現(xiàn)或長時間存在的場所 | 10區(qū) | Div.1 |
在正常情況下 , 爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物不能出現(xiàn) , 僅僅在不正常情況下 , 偶爾或短時間出現(xiàn)的場所 | 11區(qū) | Div.2 |
?防爆方法對危險場所的適用性
序號 | 防爆型式 | 代號 | 國家標準 | 防爆措施 | 適用區(qū)域 |
1 | 隔爆型 | d | GB3836.2 | 隔離存在的點火源 | Zone1,Zone2 |
2 | 增安型 | e | GB3836.3 | 設法防止產(chǎn)生點火源 | Zone1,Zone2 |
3 | 本安型 | ia | GB3836.4 | 限制點火源的能量 | Zone0-2 |
|
本安型 | ib | GB3836.4 | 限制點火源的能量 | Zone1,Zone2 |
4 | 正壓型 | p | GB3836.5 | 危險物質(zhì)與點火源隔開 | Zone1,Zone2 |
5 | 充油型 | o | GB3836.6 | 危險物質(zhì)與點火源隔開 | Zone1,Zone2 |
6 | 充砂型 | q | GB3836.7 | 危險物質(zhì)與點火源隔開 | Zone1,Zone2 |
7 | 無火花型 | n | GB3836.8 | 設法防止產(chǎn)生點火源 | Zone2 |
8 | 澆封型 | m | GB3836.9 | 設法防止產(chǎn)生點火源 | Zone1,Zone2 |
9 | 氣密型 | h | GB3836.10 | 設法防止產(chǎn)生點火源 | Zone1,Zone2 |
?危險氣體分類
根據(jù)可能引爆的最小火花能量,我國和歐洲及世界上大部分國家和地區(qū)將爆炸性氣體分為四個危險等級 , 如下表 :
工況類別 | 氣體分類 | 代表性氣體 | 最小引爆火花能量 |
礦井下 | Ⅰ | 甲烷 | 0.280mJ |
礦井外的工廠 | ⅡA | 丙烷 | 0.180mJ |
ⅡB | 乙烯 | 0.060mJ | |
ⅡC | 氫氣 | 0.019mJ |
美國和加拿大首先將散布在空氣中的爆炸性物體分成三個 CLASS( 類別 ):CLASS Ⅰ氣體和蒸氣 ; CLASS Ⅱ 塵埃 ; CLASS Ⅲ纖維 . 然后再將氣體和塵埃分成 Group( 組 ) :
組名 | 代表性氣體或塵埃 |
A | 乙炔 |
B | 氫氣 |
C | 乙烯 |
D | 丙烷 |
E | 金屬塵埃 |
F | 煤炭塵埃 |
G | 谷物塵埃 |
?氣體溫度組別劃分:
溫度 組別 | 安全的物體 表面溫度 | 常見爆炸性氣體 |
T1 | ≤ 450℃ | 氫氣、丙烯腈等 46 種 |
T2 | ≤ 300℃ | 乙炔、乙烯等 47 種 |
T3 | ≤ 200℃ | 汽油、丁烯醛等 36 種 |
T4 | ≤ 135℃ | 乙醛、四氟乙烯等 6 種 |
T5 | ≤ 100℃ | 二硫化碳 |
T6 | ≤ 85℃ | 硝酸乙酯和亞硝酸乙酯 |
?Ex(ia)ⅡC T6 的含義 :
標志內(nèi)容 | 符號 | 含義 |
防爆聲明 | Ex | 符合某種防爆標準,如我國的國家標準 |
防爆方式 | ia | 采用 ia 級本質(zhì)安全防爆方法,可安裝在 0 區(qū) |
氣體類別 | ⅡC | 被允許涉及ⅡC 類爆炸性氣體 |
溫度組別 | T6 | 儀表表面溫度不超過 85℃ |
?Ex(ia)ⅡC 的含義:
標志內(nèi)容 | 符號 | 含義 |
防爆聲明 | Ex | 符合歐洲防爆標準 |
防爆方式 | ia | 采用 ia 級本質(zhì)安全防爆方法,可安裝在 0 區(qū) |
氣體類別 | ⅡC | 被允許涉及ⅡC 類爆炸性氣體 |
?防爆標志
將工廠或礦區(qū)的爆炸危險介質(zhì),按其引燃能量,最小點燃溫度以及現(xiàn)場爆炸性危險氣體存在的時間周期進行科學分類分級,以確定現(xiàn)場防爆設備的防爆標志和防爆形式。
防爆標志格式:
Ex (ia) ⅡC T4
防爆標記 防爆等級 氣體組別 溫度組別
?防爆等級說明:
ia 等級:
在正常工作、一個故障和二個故障時均不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。
正常工作時,安全系數(shù)為 2.0 ;
一個故障時,安全系數(shù)為 1.5 ;
二個故障時,安全系數(shù)為 1.0 。
注:有火花的觸點須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全系數(shù)。
ib 等級:
在正常工作和一個故障時不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。
正常工作時,安全系數(shù)為 2.0 ; 一個故障時,安全系數(shù)為 1.5 。
正常工作時,有火花的觸點須加隔爆外殼或氣密外殼保護,并且有故障自顯示的措施,一個故障 時安全系數(shù)為 1.0 。
劃分標準
?電機防爆等級:
電機防爆等級由3部分構(gòu)成
1)在爆炸性氣體區(qū)域(0區(qū)、1區(qū)、2區(qū))不同電氣設備使用安全級別的劃分。如旋轉(zhuǎn)電機選型分為隔爆型(代號d)、正壓型(p)、增安型(e)、無火花型(n)
2)氣體或蒸氣爆炸性混合物等級的劃分,分為ⅡA、ⅡB、ⅡC三種,這些等級的劃分主要是依照最大試驗安全間隙(MESG)或最小點燃電流(MICR)來區(qū)分的。
3)引燃某種介質(zhì)的溫度分組的劃分。主要分為T1-450℃<T、T2-300<T≤ 450℃、 T3-200<T≤300℃、 T4-135<T≤200℃、 T5-100<T≤135 、 T6-85<T≤100℃.
防護等級:
0 無防護電機 無專門防護 不作試驗,但應符合2.1條
1 防護大于50MM固體的電機能防止大面積的人體偶然意外地觸及或接近殼內(nèi)帶電或轉(zhuǎn)動部件。能防止直徑大于50MM的固體異物進入殼內(nèi)
2 防護大于12MM固體的電機 能防止直徑大于12MM的固體異物進入殼內(nèi)
3 防護大于2.5MM固體的電機 能防止直徑大于2.5MM的工具或?qū)Ь€觸及或接近殼內(nèi)帶電或轉(zhuǎn)動部件
4 防護大于1MM固體的電機 能防止直徑或厚度大于1MM的導線或片條觸及或接近殼內(nèi)帶電或轉(zhuǎn)動部件
5 防塵電機 承受任何方向的濺水應無有害影響
危險分類
0區(qū)(Zone 0): 易爆氣體始終或長時間存在
1區(qū)(Zone 1): 易燃氣體在正常工作過程中有可能發(fā)生或存在
2區(qū)(Zone 2): 一般情形下,不存在易燃氣體,且即使偶爾發(fā)生,存在時間亦很短
易爆區(qū)域等級劃分,國際標準與美國標準的對照比較
I.E.C. N.E.C
氣體 Zone 0 Class I, Division I
Zone 1 Class I, Division I
Zone 2 Class I, Division II
粉塵 Zone 10 Class II, Division I
Zone 11 Class II, Division II
I.E.C.: 國際電工技術(shù)委員會(Internaional Electrotechnical Commission)
N.E.C.: 美國電氣規(guī)程(National Electrical Code, U.S.A.)
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