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爆炸性氣體環(huán)境中防爆電氣設(shè)備的選型
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| 發(fā)布時(shí)間：
2020/3/6 |
爆炸性氣體環(huán)境中防爆電氣設(shè)備的選型，主要是指選擇防爆防爆電氣設(shè)備的防爆型式。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該按照爆炸性氣體危險(xiǎn)場(chǎng)所的危險(xiǎn)區(qū)域、防爆電氣設(shè)備的防爆型式(和設(shè)備保護(hù)級(jí)別)和可性氣體的特征參數(shù)這三個(gè)條件的匹配性來確定可以用于爆炸性氣體環(huán)境中的防爆電氣設(shè)備。
這就是爆炸性氣體環(huán)境中防爆防爆電氣設(shè)備選型的基本原則。
1.根據(jù)危險(xiǎn)區(qū)域選擇設(shè)備保護(hù)級(jí)別和防爆型式
(1)0區(qū)用防爆防爆電氣設(shè)備
在0區(qū)中安裝和運(yùn)行的防爆電氣設(shè)備應(yīng)該是設(shè)備保護(hù)級(jí)別為Ga級(jí)的，就防爆型式而言，應(yīng)該是符合Ga級(jí)要求的防爆型式，例如“ia”級(jí)本質(zhì)安全型、“ma”級(jí)澆封型，以及專門設(shè)計(jì)用于0區(qū)的設(shè)備。
(2)1區(qū)用防爆防爆電氣設(shè)備
在1區(qū)中安裝和運(yùn)行的防爆電氣設(shè)備應(yīng)該是設(shè)備保護(hù)級(jí)別為舶級(jí)的，就防爆型式而言，應(yīng)該是符合Gb級(jí)要求的防爆型式，例如“ib”級(jí)本質(zhì)安全型、“IIlb”級(jí)澆封型、“d”隔爆型、“e”增安型目、“pb”級(jí)正壓型、“o”油浸型、“q”充砂型和專門設(shè)計(jì)用于1區(qū)的“s”特殊型，以及0區(qū)用防爆防爆電氣設(shè)備。
(3)2區(qū)用防爆防爆電氣設(shè)備
在2區(qū)中安裝和運(yùn)行的防爆電氣設(shè)備應(yīng)該是設(shè)備保護(hù)級(jí)別為Gc級(jí)的，就防爆型式而言，應(yīng)該是符合Gc級(jí)要求的防爆型式，例如“pc”級(jí)正壓型、“n”型和專門設(shè)計(jì)用于2區(qū)的“s”特殊型，以及0區(qū)用防爆防爆電氣設(shè)備、1區(qū)用防爆防爆電氣設(shè)備。
此外，還需特別指出的是，在進(jìn)行2區(qū)用防爆電氣設(shè)備的防爆型式選擇時(shí)，人們還應(yīng)該考慮預(yù)期使用的防爆電氣設(shè)備形成點(diǎn)燃源的頻度和周期。假若防爆電氣設(shè)備頻繁而且長期地產(chǎn)生放電火花和(或)危險(xiǎn)溫度，根據(jù)守候定理，即使可燃性氣體偶爾出現(xiàn)，發(fā)生點(diǎn)燃的可能性也是相當(dāng)大的。因而。在這種情況下，2區(qū)用防爆電氣設(shè)備也應(yīng)該采用1區(qū)用防爆電氣設(shè)備的防爆型式(設(shè)備保護(hù)級(jí)別)，甚至0區(qū)用防爆電氣設(shè)備的防爆型式(設(shè)備保護(hù)級(jí)別)。
2.根據(jù)危險(xiǎn)區(qū)域中可燃性氣體的溫度組別選擇防爆電氣設(shè)備的溫度組別
當(dāng)防爆電氣設(shè)備的防爆型式確定之后，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該根據(jù)危險(xiǎn)區(qū)域中存在的可燃性氣體的溫度組別(點(diǎn)燃溫度)來確定防爆電氣設(shè)備的溫度組別。防爆電氣設(shè)備溫度組別的選擇原則如表1所示。
表1可燃性氣體溫度組別與防爆電氣設(shè)備溫度組別的選配關(guān)系
可燃性氣體 |
| 溫度組別 | 點(diǎn)燃溫度范圍t/℃ | 電氣設(shè)備適應(yīng)的溫度組別 | Tl | T大于450 | Tl，T2，T3，T4，T4，T5,T6 | T2 | 450大于等于t大于300 | T2,T3,T4，T5，T6 | T3 | 30n大于等于t大于200 | T3，T4，T5，T6 | T4 | 200大于等于t大于135 | T4,T5,T6 | T5 | 135大于等于t大于100 | T5.T6 | T6 | 100大于等于t大于85 | T6 |
在正常運(yùn)行條件下不產(chǎn)生防爆電氣火花，電弧或危險(xiǎn)沮度的接線盒或接線箱，包括主體為“d”隔爆型或“m”澆封型而接線盒為…e增安型的防爆電氣設(shè)備。
配置適當(dāng)熱保護(hù)裝置的“e”增安型低壓交流三相異步電動(dòng)機(jī)[不得運(yùn)行于頻繁起動(dòng)的工況和(或)惡劣的工作場(chǎng)所]。
“e”增安型熒光燈。
由表11.1可知，假若在危險(xiǎn)區(qū)域中存在著乙烯(分子式為c：H。，溫度組別為r12，點(diǎn)燃溫度為4250C)，那么，設(shè)計(jì)人員在確定防爆電氣設(shè)備的溫度組別時(shí)可以選擇他組，也可以選擇，13組、T4組、T5組和T6組。就防爆電氣設(shè)備而言，溫度組別的序號(hào)越大，防爆電氣設(shè)備的最高表面溫度越小，越不容易點(diǎn)燃相應(yīng)的爆炸性氣體混合物(例如乙烯一空氣混合物)。
3.根據(jù)危險(xiǎn)區(qū)域中可燃性氣體的分級(jí)選擇防爆電氣設(shè)備的防爆級(jí)別
在各種防爆型式中，只有“i”本質(zhì)安全型、“d”隔爆型和“n”型中的“nL”限制能量型
防爆電氣設(shè)備、“nA nL”自保護(hù)限制能量型防爆電氣設(shè)備、“nc”型封閉斷路器、“nc”型非點(diǎn)燃元件才細(xì)分為ⅡA級(jí)、ⅡB級(jí)和lI C級(jí)三個(gè)防爆級(jí)別。其他的防爆型式，如果需要，根據(jù)試驗(yàn)也可以劃分防爆級(jí)別。
設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)危險(xiǎn)區(qū)域中存在的可燃性氣體的分級(jí)，按照表2中所示的相應(yīng)關(guān)系選擇防爆電氣設(shè)備的防爆級(jí)別。
表2可燃性氣體分級(jí)與防爆電氣設(shè)備防爆級(jí)別的選配關(guān)系
可燃性氣體的分級(jí) | 電氣設(shè)備適應(yīng)的防爆級(jí)別 | ⅡA | ⅡA、ⅡB、IIc | ⅡB | ⅡB、ⅡC | ⅡC | ⅡC |
這里還需要指出的是：
①人們?cè)谶M(jìn)行移動(dòng)式設(shè)備、便攜式設(shè)備和個(gè)人攜帶式用品的設(shè)備保護(hù)級(jí)別(防爆型式)選
擇時(shí)，不管危險(xiǎn)場(chǎng)所區(qū)域如何，應(yīng)該遵守“就高不就低”的原則，即對(duì)于移動(dòng)式設(shè)備、便攜式設(shè)備，選擇設(shè)備保護(hù)級(jí)別為Gb級(jí)、Ga級(jí)的；對(duì)于個(gè)人攜帶式用品，選擇設(shè)備保護(hù)級(jí)別為Ga級(jí)的。因?yàn)檫@種設(shè)備是會(huì)“運(yùn)動(dòng)”的，它可能會(huì)從“2區(qū)”進(jìn)入“1區(qū)”甚至“0區(qū)”。當(dāng)然在選型時(shí)人們還應(yīng)該考慮到相應(yīng)的防爆級(jí)別和溫度組別。
②僅僅通過氫氣試驗(yàn)(參見9節(jié))的Ⅱc級(jí)設(shè)備，能否使用于存在ⅡB級(jí)(ⅡA級(jí))
可燃性氣體的場(chǎng)所?答案是肯定的，可以使用于這些場(chǎng)所。因?yàn)椋騝級(jí)設(shè)備必須通過ⅡC級(jí)設(shè)備的耐爆性能試驗(yàn)，而且又通過氫氣的隔爆性能試驗(yàn)，因而無論是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度還是隔爆結(jié)構(gòu)，都能夠滿足ⅡB級(jí)(ⅡA級(jí))可燃性氣體的要求。但是，“ⅡB+H2”級(jí)設(shè)備不得使用于存在ⅡC級(jí)可燃性氣體的場(chǎng)所，因?yàn)闊o論結(jié)構(gòu)強(qiáng)度還是隔爆結(jié)構(gòu)都不能滿足Ⅱc級(jí)可燃性氣體的要求(參見第3章)。
③對(duì)于存在多種可燃性氣體形成的所謂混合型可燃性氣體的場(chǎng)所，人們?cè)诜辣辣姎庠O(shè)備選型時(shí)應(yīng)該慎重考慮。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該首先根據(jù)式(1.1)和式(1.2)計(jì)算場(chǎng)所中存在的這種混合型可燃性氣體的爆炸極限，然后根據(jù)式(1.21)計(jì)算它的最大試驗(yàn)安全間隙，確定它的防爆級(jí)別并分析它的溫度組別。以此來選擇合適的防爆級(jí)別和溫度組別的防爆電氣設(shè)備。
4.對(duì)特殊環(huán)境條件下防爆防爆電氣設(shè)備選型的思考
這里所說的特殊環(huán)境條件是指在爆炸性氣體環(huán)境中某些局部區(qū)域內(nèi)可能存在的高溫、高壓或(和)富氧的環(huán)境。我們已經(jīng)討論了可燃性氣體的最小點(diǎn)燃電流和最大試驗(yàn)安全間隙隨著溫度增加、壓力升高或者混合物中氧氣含量增加而減小，致使有一些可燃性氣體會(huì)出現(xiàn)“跳級(jí)”現(xiàn)象，即從較低的危險(xiǎn)級(jí)別跳到更高的危險(xiǎn)級(jí)別。
因此，在這種情況下，人們?cè)诜辣辣姎庠O(shè)備選型時(shí)就必須進(jìn)行慎重考慮，即使是同一種可燃性氣體，在正常情況下適用的設(shè)備防爆級(jí)別，在這里就不再適用，必須選用更高、更安全的防爆級(jí)別，盡管使用“間隙”和“電流”分級(jí)時(shí)已經(jīng)采用比較大的安全系數(shù)。
有文獻(xiàn)指出，某些可燃性氣體隨著溫度的增加可以“銚級(jí)”到更危險(xiǎn)的級(jí)別，如表3
所示。
表3可燃性氣體“跳級(jí)”的示例
防爆級(jí)別 | 溫度 | 20℃ | 50℃ | 100℃ | 150℃ | ⅡA | 甲丙烷，丙烯，苯乙烯，苯，甲苯，甲醇，丙酮 | － | － | － | ⅡB | 乙烯，環(huán)氧乙烷 | 丙烯，甲醇 | 苯，苯乙烯，甲苯 | 甲烷，苯：苯乙烯，甲苯，丙酮 | ⅡC | － | 環(huán)氧乙烷 | 乙烯 | 丙烷，乙烯 |
表3僅僅列出了某些可燃性氣體隨著溫度的增加引起的“跳級(jí)”。至于壓力升高或(和)富氧引起的問題，以及其他可燃性氣體隨著溫度、壓力和富氧的變化而出現(xiàn)的“跳級(jí)”現(xiàn)象。
同樣值得人們思考。
在討論了爆炸性氣體環(huán)境中防爆防爆電氣設(shè)備選型的這些原則后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該能夠很容易地進(jìn)行這項(xiàng)工作。這里不再列舉綜合性的選型示例，請(qǐng)讀者自行分析。
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