一、防爆電氣產品的總體設計思路
選用防爆電氣設備:一要滿足危險場所劃分的危險區域來選用相應的電氣防爆類型;二要根據危險環境可能存在的易燃易爆氣體/粉塵的種類來選擇防爆電氣設備的級別和溫度組別;三是考慮其他環境條件對防爆性能的影響(例如:化學腐蝕、鹽霧、高溫高濕、沙塵雨水,或振動的影響);四是保證安裝使用維護的特殊性;五是選用具有防爆合格證以及國家相應認證的產品。
B、具有可燃性粉塵的爆炸危險性環境/作業場所。
C、易燃易爆氣體/ 蒸氣和可燃性粉塵同時存在的環境/作業場所,在固態化工成品車間和其運輸、包裝、稱重以及涂覆工藝裝置中,這類場所較為常見。隨著現代化工的發展,這種情況將更為普及,所以,此類場所防爆電氣設備的選用已經越來越引起設計部門和石化企業的重視。
D、上述三種情況下又同時存在腐蝕性介質以及其他特殊條件(高溫高濕、低溫、砂塵雨水、振動)影響的環境/作業場所。
對于0區場所,防爆電氣設備只能選用“ia”等級的本質安全型。但電工委員會IEC60079-26《爆炸性氣體環境用電氣設備第26部分:Ⅱ類0區電氣設備的結構,試驗和標志》專門對O區使用的電氣設備做了詳細規定,規定中的結構類型已經不僅僅是ia防爆類型。
目前,PCEC 對于0 區環境使用的特殊電氣設備,已經開始采用IEC60079-26進行檢驗發證。*我國標準方面的空白,滿足石化行業的需要。
●可燃性粉塵是指與空氣混合后可能燃燒或悶燃、在常溫壓力下與空氣形成爆炸性混合物的粉塵。
●導電性粉塵是指電阻系數等于或小于1×103Ω·m 的粉塵、纖維或飛揚物。
●導電性粉塵是比較危險的粉塵,如果進入電氣設備外殼內將吸附在導電部件的絕緣構件上,造成電路的短路及故障的發生,所以,導電性粉塵容易造成電氣設備內部產生點火源。
●可燃性粉塵危險場所的劃分與氣體危險場所相似,分為:20、21和22區。
●純粹的粉塵危險場所在石化工企業中比例不是很大,主要存在于煤化工和造粒工藝中。較為常見的是氣體和粉塵同時存在的場所。
●對于上述的氣體和粉塵同時存在的危險場所設備選型時,一定要選用氣體與粉塵雙重防爆的防爆電氣設備,其防爆等級即要滿足爆炸氣體的特性,還要滿足可燃性粉塵特性。這種雙重防爆特性的電氣產品是在2005年才開始由國內一些制造商批量生產,今年將在電氣設備種類上大量增加,預計在未來的三年內,會基本滿足這類場所應用的電氣設備種類需求。
4、防爆電氣設備的質量意識
●石油和化工行業生產中發生的爆炸事故主要有:高壓、高溫造成反應裝置的泄露或爆炸;機械撞擊、摩擦或靜電點燃爆炸;電氣火花或高溫點燃爆炸。其中電氣設備的火花或高溫點燃事故占有相當大比例,也是*各國首先控制、管理的設備,因為電氣設備的點燃爆炸不僅僅是由于其事故狀態或誤操作。
●由于石油和化工生產工藝和設施、環境的決定,防爆電氣設備(除發電、拖動和分析、物質參數儀表外)基本是輔助生產的設備,所以,一些企業對其缺乏重視,盲目地追求利潤指標,降低輔助設備購置的費用,而忽視了對人的生命和財產的安全,購置的設備質量差,防爆性能不穩定,甚至是劣質產品。
●目前我國工廠用防爆電器和燈具產品由于市場競爭和安全意識差等諸多因素,普遍存在安全裕度較低的問題。
正確安裝和使用維修,保證防爆安全性能
●由于防爆電氣的結構、工藝的特點,造成其防爆質量的保證與其他工業設備有極大的區別。
所以,制造企業在設計制造時,要考慮到用戶可能在使用過程中造成的失效問題。
一個產品的開發設計不僅僅是滿足國家標準和相關標準的規定,而且要從用戶的安全利益出發,盡可能地考慮到用戶可能在安裝、使用、維護、維修過程中造成的失效問題。提高產品的安全裕度。
但是,防爆性能的保證不可能*前者的需要,有的時候是無法實現的,有可能放棄開發設計。
提高防爆電氣技術水平,正確理解標準
●開發設計產品,應首先對標準全面理解,不僅僅是標準的主要條款,還要考慮標準中的細節和注解。檢驗機構在審查檢驗時,是嚴格執行標準的規定,不能隨意放棄標準中的某些條款和試驗項目。
原材料和電氣部件、配件的合理利用
●要保證產品能夠在不同環境和運行條件下的防爆性能,原材料的合理選擇是非常重要的因素。尤其是非金屬材料和膠粘、澆封材料。例如:非金屬d型元件的可燃性能和耐火焰燒蝕性能;e型外殼的耐光照(在這里需強調燈具(指示燈)的燈罩耐自身光源的光照),耐熱、耐寒性能。
合理的結構和科學的工藝保證產品的可靠性和穩定性
●合理的結構設計,能夠減少工藝環節、實現標準的各項規定。
例如:
3)大直徑電纜引入裝置,防拔脫裝置的合理利用。
4)d型外殼的壁厚和拉筋的合理利用,但是,采用拉筋并不*等于減少壁厚。此外,需注意避免殼體內部設計結構曲線的突變。
6)對于d型自帶電源(電池或其他儲能元件)的電器或燈具應考慮電池短路,造成溫度上升和自爆。
8)e型外殼內部帶電部件要進行防護處理。
10)e型全塑雙腳熒光燈應注意燈腳與燈座的連接要求。
12)e型接線箱內部接線端子的合理選用和端子數量的合理確定。
14)非金屬外殼表面避免點燃的靜電電荷產生,可采用下列方法之一:
B 限制表面積;
級時應再次增加接線腔或采用隔離密封裝置;ⅡB級要考慮腔凈容積是否小于2升,否則同前。
制造加工中,工藝是保證產品質量的依據。
(1)d型ⅡC 電器或燈具螺紋隔爆和燈具壓盤螺紋結構應注意配合的精度和螺紋加工的質量。
(2)特別要考慮鋼板焊接產品的焊接方式、工藝以及鋼板的強度和厚度。這類產品在強度試驗時極少炸壞,但過壓試驗后很難通過內部點燃不傳爆試驗。
(5)d型外殼無論是砂模鑄造的外殼,還是壓力鑄造外殼,均要進行時效處理,以消除鑄造的應力,充分保證外殼的強度和參數指標。
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