在现代社会,电气设备已广泛应用于各个领域,从工业生产到日常生活,电力为我们的生活带来了极大的便利。然而,电气火灾爆炸事故也如影随形,成为威胁生命财产安全的重大隐患。
回顾那些令人痛心的事故案例,2008 年 9 月 20 日,深圳龙岗区舞王俱乐部发生火灾,舞台照明线路和施放焰火同时起火,瞬间吞噬了 44 条鲜活的生命,造成 64 人受伤,直接经济损失达七千万 。2005 年 12 月 15 日,吉林省辽源县中心医院特大火灾,配电室电缆短路故障引燃可燃物,致使 37 人死亡,95 人受伤,直接经济损失 822 万元。这些数字背后,是无数家庭的破碎,是难以挽回的损失。
电气火灾爆炸不仅会造成人员伤亡,还会带来巨大的财产损失。2012 年 4 月 9 日清晨,东莞建晖纸厂地下电缆发生爆炸,引燃两个仓库的印刷用纸,3 万吨纸品被烧毁,损失高达一个亿左右,虽无人员伤亡,但一名工人失踪 。这样的事故不仅让企业遭受重创,也对当地经济发展产生了负面影响。
据相关统计数据显示,电气火灾在火灾事故中占有相当大的比例,农村电气火灾排在事故原因第 2 位,城市则排在首。特别是在夏季,由于气温升高,人们使用空调等电器的频率增加,电气火灾的发生率更是显著上升。这些数据无疑为我们敲响了警钟,电气防火防爆工作刻不容缓。
为了有效预防电气火灾爆炸事故,深入了解危险物质的分类至关重要。爆炸性危险物质可分为三类,每一类都有其特性和潜在风险。
I 类危险物质为矿井甲烷(CH4) ,主要存在于煤矿等矿井环境中。甲烷是一种无色、无味、易燃的气体,当它在矿井中积聚到一定浓度时,遇到火源就可能引发爆炸。煤矿井下的特殊环境使得甲烷的管控成为煤矿安全生产的关键环节,一旦发生甲烷爆炸,往往会造成严重的人员伤亡和财产损失。
Ⅱ 类危险物质是爆炸性气体、蒸汽,常见于工厂等环境。这类物质包括氢气、一氧化碳、环氧乙烷等可燃气体,以及丙酮、汽油等易燃液体的蒸气或细小液滴。当这些气体或蒸气与空气混合,浓度达到爆炸程度时,就形成了危险性的爆炸性混合物。以氢气为例,它具有很高的燃烧速度和爆炸威力,一旦泄漏并与空气混合,很容易引发爆炸事故。
Ⅲ 类危险物质为爆炸性粉尘、纤维或飞絮,如铝粉、淀粉等粉尘,以及棉花纤维等。这些物质在特定条件下,如悬浮在空气中达到一定浓度,遇到火源也会发生爆炸。在一些面粉加工厂、纺织厂等场所,由于存在大量的粉尘和纤维,一旦发生火灾,很容易引发爆炸,造成严重后果。
Ⅱ 类爆炸性气体还可按最大试验安全间隙(MESG)和最小引燃电流比(MICR)进一步分为 ⅡA、ⅡB、ⅡC 类。ⅡA 类的代表气体是丙烷,其安全间隙相对较大,危险性相对较小;ⅡB 类的代表气体是乙烯;ⅡC 类的代表气体是氢气,它的安全间隙最小,最小点燃电流比也最小,意味着它最容易被点燃,传爆能力强,危险性最大。Ⅲ 类爆炸性物质则进一步细分为 ⅢA 可燃性飞絮 ,如丝麻纤维、棉花等;ⅢB 非导电粉尘,如木质、树脂、橡胶、谷物、砂糖等粉尘;ⅢC 导电飞尘,如铝、镁、锌、钛、石墨等粉尘。导电粉尘由于其导电性,在爆炸时可能会产生更严重的后果。
除了分类,危险物质还会按引燃温度(自燃点)进行分组。Ⅱ 类、Ⅲ 类危险物质按引燃温度分为 6 组,分别为 T1、T2、T3、T4、T5、T6 。其中,T1 组的引燃温度最高,大于 450℃,这意味着该组物质相对较难被引燃;而 T6 组的引燃温度低,在 85℃至 100℃之间,最容易被引燃。不同组别的危险物质在防火防爆措施上也有所不同,对于引燃温度较低的物质,需要更加严格地控制温度,避免其达到引燃温度。 例如,在化工生产中,对于 T6 组的物质,会采取更高效的散热措施,确保设备表面温度始终低于其引燃温度,以防止火灾爆炸事故的发生。
危险分区:爆炸性气体环境的危险分区是基于爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间来划分的,这对于准确评估和控制风险至关重要。
0 区:0 区是最为危险的区域,指正常运行时连续或长时间或频繁出现爆炸性气体、蒸汽或薄雾的区域 。在一些油罐内部液面上部空间,由于油品的挥发,会持续存在高浓度的可燃气体,这里就属于 0 区。在化工生产中,一些储存易燃易爆液体的密封容器内部,若存在气体泄漏且无法及时排出,也可能形成 0 区环境。在这样的区域,任何微小的火源都可能引发严重的爆炸事故,因此对电气设备和作业的要求极为严格,必须采用特殊的防爆措施,确保安全。
1 区:1 区的危险程度稍次,指正常运行时可能出现爆炸性气体、蒸汽或薄雾的区域 。油罐顶上的呼吸阀附近,在油罐的日常运行中,随着油罐内油品的进出和温度变化,呼吸阀会间歇性地排出可燃气体,使其周围环境存在出现爆炸性气体混合物的可能性,所以这里属于 1 区。在一些化工装置的泵、压缩机等设备的密封处,由于密封件的磨损或老化,可能会出现可燃气体的泄漏,导致周围环境形成 1 区。在 1 区,电气设备需要具备较高的防爆性能,以防止因电气故障引发爆炸。
2 区:2 区的危险性相对较低,指正常时不出现,即使出现也是短时间偶然出现爆炸性气体、蒸汽或薄雾的区域 。油罐 3m 外的区域,在正常情况下,该区域不会出现爆炸性气体,但在油罐发生泄漏等异常情况时,可能会短时间内出现可燃气体扩散到该区域,所以被划分为 2 区。在一些通风良好的车间,虽然存在少量可燃气体的泄漏源,但由于通风条件良好,可燃气体能够迅速被稀释和排出,只有在通风系统故障等特殊情况下,才可能出现爆炸性气体混合物,这样的区域也可划分为 2 区。在 2 区,电气设备的防爆要求相对 1 区和 0 区有所降低,但仍需满足一定的防爆标准。
释放源等级:释放源的等级是根据可燃物质的释放频繁程度和持续时间长短来划分的,不同等级的释放源与危险分区密切相关。
连续级释放源:连续级释放源应为连续释放或预计长期释放的释放源 。没有用惰性气体覆盖的固定顶盖贮罐中的可燃液体的表面,由于液体的持续挥发,会不断向周围空间释放可燃气体,属于连续级释放源。油、水分离器等直接与空间接触的可燃液体的表面,以及经常或长期向空间释放可燃气体或可燃液体的蒸气的排气孔和其他孔口,也都属于连续级释放源。连续级释放源所在的区域通常可划为 0 区,因为其持续释放可燃物质,使得该区域长期处于高风险状态。
一级释放源:一级释放源应为在正常运行时,预计可能周期性或偶尔释放的释放源 。在正常运行时,会释放可燃物质的泵、压缩机和阀门等的密封处,由于设备的正常运行会导致密封处的磨损或压力变化,可能会周期性或偶尔出现可燃物质的泄漏,属于一级释放源。贮有可燃液体的容器上的排水口处,在正常运行中,当水排掉时,该处可能会向空间释放可燃物质;正常运行时,会向空间释放可燃物质的取样点;正常运行时,会向空间释放可燃物质的泄压阀、排气口和其他孔口,也都属于一级释放源。一级释放源所在的区域可划为 1 区,因为其在正常运行时存在可燃物质释放的可能性,增加了该区域的危险性。
二级释放源:二级释放源应为在正常运行时,预计不可能释放,当出现释放时,仅是偶尔和短期释放的释放源 。正常运行时,不能出现释放可燃物质的泵、压缩机和阀门的密封处,在正常情况下,这些密封处能够有效阻止可燃物质的泄漏,但在设备故障或异常操作时,可能会偶尔出现短期的泄漏,属于二级释放源。正常运行时,不能释放可燃物质的法兰、连接件和管道接头;正常运行时,不能向空间释放可燃物质的安全阀、排气孔和其他孔口处;正常运行时,不能向空间释放可燃物质的取样点,也都属于二级释放源。二级释放源所在的区域可划为 2 区,因为其在正常运行时不太可能出现可燃物质释放,只有在特殊情况下才会有短暂的释放,危险性相对较低。
多级释放源:多级释放源是指由上述两种或两种以上级别释放源组成的释放源 。在一些复杂的化工生产装置中,可能同时存在连续级释放源和一级释放源,或者一级释放源和二级释放源,这种情况下就形成了多级释放源。多级释放源所在区域的危险等级需要综合考虑各个释放源的特性和影响范围来确定,通常会根据最危险的释放源来划分危险区域,或者对不同区域进行分别划分和标识。
通风类型划分:通风在控制炸性气体环境的危险程度方面起着关键作用,不同的通风类型和效果会对危险区域产生重要影响。
通风方式:通风方式主要有自然通风和人工通风两种 。自然通风是由于风、温度梯度作用造成的空气流动的通风类型 。在露天场所,自然通风通常足以确保消散场所中出现的任何爆炸性环境。敞开式建筑物,考虑到涉及的气体、蒸气的相对密度,在建筑物的壁上、屋顶开口处,其尺寸和位置保证建筑物内部通风效果等效于露天场所;非敞开建筑物,建有长期性的开口,使其具有自然通风的条件(一般低于敞开式建筑物的通风效果),这些都属于自然通风的例子。人工通风则是通过人工的方法,使空气流动,例如使用通风机或排气装置 。虽然人工通风主要用于户内或封闭空间,但它也可用于露天场所,补偿由于障碍物对自然通风的限制或阻碍。场所中的人工通风可以是整体通风,也可以是局部通风,对于这两种通风,可达到不同程度的空气流动和置换。
通风效果:通风效果分为良好、一般和差三个等级 。对户外场所,一般情况下,评定通风宜假设最小风速为 0.5m /s,并且实际上是连续存在,此时通风有效性为良好。在很多场所风速经常会超过 2 m /s,但是在特殊情况下,可能低于 0.5 m /s(例如,在接近地面的位置)。良好的通风条件可以使爆炸性气体迅速扩散和稀释,降低其在空气中的浓度,从而减少爆炸的风险。当通风效果良好时,危险区域的等级可以适当降低。通风效果一般时,对爆炸性气体的扩散和稀释能力相对较弱,危险区域的等级可能保持不变。而通风效果差时,爆炸性气体容易积聚,增加了爆炸的危险,此时可能需要提高危险区域的等级。
通风等级:通风等级也会影响危险区域的划分 。当通风良好时,可降低爆炸危险区域等级;当通风不良时,应提高爆炸危险区域等级。局部机械通风在降低爆炸性气体混合物浓度方面比自然通风和一般机械通风更为有效时,可采用局部机械通风降低爆炸危险区域等级。在障碍物、凹坑和死角处,由于通风不畅,容易积聚爆炸性气体,应局部提高爆炸危险区域等级。利用堤或墙等障碍物,限制比空气重的爆炸性气体混合物的扩散,可缩小爆炸危险区域的范围。通风等级的评估需要综合考虑通风方式、通风量、通风均匀性等因素,以确保通风系统能够有效地降低危险区域的风险。
爆炸性粉尘环境的危险区域划分是基于可燃性粉尘云出现的频率和持续时间,这对于预防粉尘爆炸事故至关重要。
20 区:20 区是最为危险的区域,指正常工作时连续出现或经常出现可燃性粉尘云的区域 。在粉尘容器内部场所,由于粉尘的持续产生和积聚,会连续出现可燃性粉尘云,属于 20 区。贮料槽、筒仓等,旋风集尘器和过滤器,除皮带和链式运输机的某些部分外的粉尘传送系统等,搅拌器、粉碎机、干燥机、装料设备等,这些设备在运行过程中会不断产生粉尘,导致周围环境经常出现可燃性粉尘云,也都属于 20 区。在 20 区,粉尘爆炸的风险很高,必须采取严格的防爆措施,如使用专门设计的防爆电气设备,确保设备的密封性,防止粉尘泄漏和积聚。
21 区:21 区的危险程度稍次,指正常工作时可能出现可燃性粉尘云的区域 。当粉尘容器内部出现爆炸性粉尘 / 空气混合物时,为了操作而频繁移动或打开最邻近进出门的粉尘容器外部场所,由于操作过程中可能会扬起粉尘,导致该区域可能出现可燃性粉尘云,属于 21 区。当未采取防止爆炸性粉尘 / 空气混合物形成的措施时,在接近装料和卸料点、送料皮带、取样点、卡车卸载站、皮带卸载点等的粉尘容器外部场所,由于粉尘的装卸和输送过程中容易产生粉尘飞扬,也可能出现可燃性粉尘云,属于 21 区。如果粉尘堆积且由于工艺操作,粉尘层可能被扰动而形成爆炸性粉尘 / 空气混合物时,粉尘容器外部场所;可能出现爆炸性粉尘云(但是既不持续,也不长时间,又不经常)的粉尘容器内部场所,例如自清扫时间间隔较长的简仓内部(如果仅偶尔装料和/或出料)和过滤器的积淀侧,这些区域也都属于 21 区。在 21 区,虽然粉尘爆炸的风险相对 20 区较低,但仍需采取有效的防爆措施,如加强通风,定期清理粉尘,使用防爆电气设备等。
22 区:22 区的危险性相对较低,指正常工作时短时间偶尔出现可燃性粉尘云的区域 。来自集尘袋式过滤器通风孔的排气口,如果一旦出现故障,可能逸出爆炸性粉尘 / 空气混合物,在很少时间打开的设备附近场所,或根据经验由于高于环境压力粉尘喷出而易形成泄露的设备附近场所,气动设备,挠性连接可能会损坏等的附近场所,这些区域在正常情况下不太可能出现可燃性粉尘云,但在设备故障或异常操作时,可能会短时间偶尔出现,属于 22 区。装有很多粉状产品的存储袋,在操作期间,存储袋可能出现故障,引起粉尘扩散,也可能导致该区域短时间偶尔出现可燃性粉尘云,属于 22 区。当采取措施防止爆炸性粉尘 / 空气混合物形成时,一般划分为 21 区的场所可以降为 22 区场所,这类措施包括排气通风等。在 22 区,虽然粉尘爆炸的风险较低,但仍不能忽视,需要定期检查设备,确保通风系统正常运行,防止粉尘积聚。
粉尘环境危险区域划分的依据主要是粉尘释放源的特性和通风条件 。粉尘释放源应按爆炸性粉尘释放频繁程度和持续时间长短分为连续级释放源、一级释放源、二级释放源。连续级释放源应为粉尘云持续存在或预计长期或短期经常出现的部位;一级释放源应为在正常运行时预计可能周期性的或偶尔释放的释放源;二级释放源应为在正常运行时,预计不可能释放,如果释放也仅是不经常地并且是短期地释放。爆炸危险区域的划分应按爆炸性粉尘的量、爆炸极限和通风条件确定。通风良好可以降低粉尘云的浓度,减少爆炸的风险,因此在粉尘环境中,良好的通风系统是不可少的。
火灾危险环境的划分是基于可燃物质的类型和数量,以及可能引发火灾的风险程度,这对于制定有效的防火措施至关重要。
21 区:21 区指具有闪点高于环境温度的可燃液体,在数量和配置上能引起火灾危险的环境 。在一些工厂的油库中,储存着大量的润滑油、变压器油等可燃液体,这些液体的闪点高于环境温度,但由于储存量较大,且周围存在可能的火源,如电气设备、明火等,一旦发生泄漏或遇到火源,就可能引发火灾,所以油库所在区域属于 21 区。在加油站的储油罐区,储存着汽油、柴油等可燃液体,虽然这些液体的闪点较低,但由于采取了严格的防火防爆措施,其周围环境可划分为 21 区。在 21 区,应严格控制火源,加强对可燃液体的储存和管理,设置相应的消防设施,如灭火器、消防栓等。
22 区:22 区指具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或纤维,虽不可能形成爆炸混合物,但在数量和配置上能引起火灾危险的环境 。在纺织厂的车间中,存在大量的棉花纤维、羊毛纤维等可燃纤维,这些纤维在空气中悬浮或堆积,虽然不会形成爆炸混合物,但遇到火源时容易燃烧,引发火灾,所以纺织厂车间属于 22 区。在面粉加工厂的仓库中,储存着大量的面粉,面粉属于可燃粉尘,在搬运和储存过程中,可能会产生粉尘飞扬,虽然粉尘浓度一般不会达到爆炸极限,但仍存在火灾危险,所以仓库所在区域属于 22 区。在 22 区,应加强通风,及时清理可燃粉尘和纤维,防止其积聚,同时要严格控制火源,避免火灾的发生。
23 区:23 区指具有固体可燃物质,在数量和配置上能引起火灾危险的环境 。在木材加工厂的原料堆放区,储存着大量的木材,木材属于固体可燃物质,由于堆放量较大,且周围可能存在火源,如吸烟、电气设备故障等,一旦发生火灾,容易蔓延,所以原料堆放区属于 23 区。在家具厂的成品仓库中,存放着大量的木制家具,这些家具也是固体可燃物质,存在火灾危险,所以仓库所在区域属于 23 区。在 23 区,应合理规划固体可燃物质的存放布局,保持通道畅通,设置有效的消防设施,定期进行防火检查,确保消防安全。
在火灾危险环境中,防火措施至关重要 。应严格控制火源,禁止在危险区域内吸烟、动火作业等。要加强对可燃物质的管理,确保其储存和使用符合安全要求。设置相应的消防设施,如灭火器、消防栓、火灾报警器等,并定期进行维护和检查,确保其性能良好。还应制定完善的应急预案,定期进行演练,提高应对火灾事故的能力。
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在预防电气火灾爆炸事故的过程中,防爆电气设备起着至关重要的作用,它们如同忠诚的卫士,守护着我们的生产生活环境。防爆电气设备的设计和使用,是基于对危险物质和危险环境的深入了解,旨在从源头上降低电气设备引发火灾爆炸的风险。
防爆电气设备的分类与爆炸性危险物质分类紧密对应,这一对应关系确保了在不同危险环境中能够选择合适的防爆电气设备。
与爆炸性危险物质分类的对应:对应于爆炸性危险物质的分类,防爆电气设备分为 I 类、ⅡA 类、ⅡB 类、ⅡC 类、ⅢA 类、ⅢB 类、ⅢC 类 。I 类防爆电气设备主要用于煤矿甲烷环境,由于煤矿井下环境复杂,甲烷浓度较高,对电气设备的防爆性能要求极为严格,I 类设备能够有效防止在这种高风险环境下因电气设备引发的瓦斯爆炸事故。Ⅱ 类设备适用于爆炸性气体、蒸汽环境,根据气体的特性进一步细分,以满足不同危险程度的需求。例如,ⅡC 类设备适用于最危险的气体环境,如氢气环境,其防爆性能要求最高,能够有效应对氢气这种极易爆炸的气体。Ⅲ 类设备则用于爆炸性粉尘、纤维或飞絮环境,不同的细分类型针对不同特性的粉尘和纤维,如 ⅢA 类用于可燃性飞絮环境,ⅢB 类用于非导电粉尘环境,ⅢC 类用于导电飞尘环境 。
设备保护等级的划分:设备的保护等级对应上述分类,分别为 Ma、Mb;Ga、Gb、Gc;Da、Db、Dc 。以煤矿瓦斯气体环境为例,EPL Ma 等级的设备安装在煤矿甲烷爆炸性环境中,具有 “很高" 的保护级别,该等级具有足够的安全性,使设备在正常运行、出现预期故障或罕见故障,甚至在气体突然出现设备仍带电的情况下均不可能成为点燃源,典型的通讯电路和气体探测器常制成符合 Ma 的要求 。EPL Mb 等级的设备安装在煤矿甲烷爆炸性环境中,具有 “高" 的保护级别,该等级具有足够的安全性,使设备在正常运行中或在气体突然出现和设备断电之间的时间内出现预期故障条件下不可能成为点燃源,典型的 I 类设备如 Ex d 型电动机和开关通常制成符合 Mb 的要求 。在气体环境中,EPL Ga 等级的设备具有 “很高" 的保护级别,在正常运行、出现预期故障或罕见故障时不是点燃源;EPL Gb 等级的设备具有 “高" 的保护级别,在正常运行或预期故障条件下不是点燃源,多数标准的保护概念提出设备在这一保护级别;EPL Gc 等级的设备具有 “一般" 的保护级别,在正常运行中不是点燃源,也可采取一些附加保护措施,保证在点燃源预期经常出现的情况下(例如,灯具的故障)不会形成有效点燃,Ex n 型设备是该保护级别的典型代表 。在粉尘环境中,EPL Da 等级的设备具有 “很高" 的保护级别,在正常运行或预期故障或罕见故障条件下不是点燃源;EPL Db 等级的设备具有 “高" 的保护级别,在正常运行或出现预期故障条件下不是点燃源;EPL Dc 等级的设备具有 “一般" 的保护级别,在正常运行过程中不是点燃源,也可采取一些附加保护措施,保证在点燃源预期经常出现的情况下(例如,灯具的故障)不会形成有效点燃 。设备保护等级的划分,为用户在选择防爆电气设备时提供了明确的依据,用户可以根据实际使用环境的危险程度和设备的预期故障情况,选择合适保护等级的设备,从而确保设备的防爆安全性能。
用于爆炸性气体环境的防爆电气设备具有多种结构形式,每种结构形式都有其防爆原理和适用场景。
隔爆型(d):隔爆型电气设备是将能点燃爆炸性混合物的部件封闭在一个外壳内,该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力并阻止和周围的爆炸性混合物传爆 。在一些化工厂的反应釜附近,可能存在易燃易爆气体,使用隔爆型电气设备,如隔爆型电机,即使电机内部发生爆炸,其外壳也能承受爆炸压力,防止爆炸传播到周围环境,从而避免引发更大规模的爆炸事故。
增安型(e):增安型电气设备在正常运行条件下,不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度,并在结构上采取措施,提高其安全程度,以避免在正常和规定过载条件下出现点燃现象 。在一些通风良好的车间,使用增安型电气设备,如增安型照明灯具,通过优化灯具的结构和散热设计,确保在正常运行和一定过载情况下,灯具不会产生足以点燃周围爆炸性气体的火花或高温。
本质安全型(i):本质安全型电气设备在正常运行或在标准试验条件下所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物 。在一些石油开采现场,使用本质安全型电气设备,如本质安全型传感器,其电路设计能够限制能量的释放,即使在故障情况下,产生的电火花或热效应也不足以点燃周围的可燃气体,从而保证了现场的安全。
浇封型(m):浇封型电气设备是将可能产生点燃爆炸性混合物的部件浇封在浇封剂中,使它不能点燃周围的爆炸性混合物 。在一些含有爆炸性粉尘的场所,如面粉加工厂,使用浇封型电气设备,将电气部件浇封在特殊的浇封剂中,防止粉尘进入电气部件,避免因电气部件产生的火花或高温引发粉尘爆炸。
无火花型(nA):无火花型电气设备在正常运行条件下不产生电弧或火花,也不产生能够点燃周围爆炸性混合物的高温表面或灼热点,且一般不会发生有点燃作用的故障 。在一些相对危险程度较低的场所,如一些储存可燃液体的仓库,使用无火花型电气设备,如无火花型风机,其在正常运行时不会产生可能引发火灾爆炸的火源,降低了事故风险。
火花保护(nC):火花保护型电气设备通过特殊的设计,防止产生可能点燃爆炸性混合物的火花 。在一些存在可燃气体泄漏风险的场所,使用火花保护型电气设备,能够有效抑制电气设备在运行过程中产生的火花,确保安全。
限制呼吸型(nR):限制呼吸型电气设备通过限制空气进入设备内部,减少爆炸性混合物的形成 。在一些对防爆要求较高的场所,如一些化工实验室,使用限制呼吸型电气设备,能够有效阻止外部可燃气体进入设备内部,降低爆炸风险。
限能型(nL):限能型电气设备通过限制能量的输出,防止产生足以点燃爆炸性混合物的能量 。在一些对能量控制要求较高的场所,如一些电子设备生产车间,使用限能型电气设备,能够确保设备在运行过程中不会产生过高的能量,避免引发火灾爆炸事故。
油浸型(o):油浸型电气设备是将可能产生火花、电弧或危险温度的带电部件浸在绝缘油里,使之不能点燃油面以上或外壳周围的爆炸性混合物 。在一些高压电气设备中,如变压器,使用油浸型结构,将带电部件浸在绝缘油中,不仅能够起到绝缘作用,还能有效防止因电气故障产生的火花点燃周围的爆炸性气体。
正压型(p):正压型电气设备是向外壳内通入正压的清洁空气、惰性气体或连续通入清洁空气以阻止爆炸性混合物进入外壳内 。在一些对防爆要求很高的场所,如一些易燃易爆物品的储存仓库,使用正压型电气设备,通过向设备内部通入正压的清洁空气或惰性气体,保持设备内部压力高于外部,防止外部可燃气体进入设备内部,从而确保设备的安全运行。
充砂型(q):充砂型电气设备是在外壳内充填砂粒或其他规定的固体颗粒材料,使之在规定的使用条件下,壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或砂粒表面的过热温度,均不能点燃周围的爆炸性混合物 。在一些特殊的防爆场合,如一些含有易燃易爆粉尘的场所,使用充砂型电气设备,将电气部件充填在砂粒或其他固体颗粒材料中,有效防止因电气部件产生的火花或高温引发粉尘爆炸。
这些不同结构形式的防爆电气设备,为我们在各种危险环境中选择合适的电气设备提供了丰富的选择,用户可以根据具体的使用环境、危险物质的特性以及设备的使用要求,选择适合的防爆电气设备,以确保生产生活的安全。
防爆电气设备的标志是设备的重要标识,它包含了丰富的信息,对于正确识别和使用设备至关重要。
标志的内容:防爆电气设备的标志应设置在设备外部主体部分的明显地方,且应设置在设备安装之后能看到的位置 。标志应包含制造商的名称或注册商标,这有助于用户识别设备的生产厂家,了解设备的来源和质量保证;制造商规定的型号标识,方便用户准确选择符合需求的设备型号;产品编号或批号,可用于设备的追溯和质量跟踪;颁发防爆合格证的检验机构名称或代码,表明设备经过了专业机构的检测和认证;防爆合格证号,是设备符合防爆标准的重要凭证;Ex 标志,代表该设备具有防爆功能,是防爆电气设备的基本标识;防爆结构型式符号,如 “d" 代表隔爆型,“e" 代表增安型等,明确了设备的防爆类型;类别符号,表明设备适用于哪一类危险物质环境,如 I 类、Ⅱ 类、Ⅲ 类等;表示温度组别的符号(对于 Ⅱ 类电气设备)或最高表面温度及单位℃,前面加符号 T(对于 Ⅲ 类电气设备),提醒用户注意设备在运行过程中的温度限制,避免因设备过热引发火灾爆炸事故;设备的保护等级(EPL),如 Ma、Mb、Ga、Gb 等,让用户了解设备的防爆安全性能水平;防护等级(仅对于 Ⅲ 类,例如 IP54),表示设备对固体物体和水的侵入的防护能力 。
标志的意义:防爆电气设备的标志就像是设备的 “身份",它向用户传达了设备的各种关键信息。通过标志,用户可以快速了解设备的防爆类型、适用环境、温度限制、保护等级等重要参数,从而正确选择和使用设备 。在一个存在爆炸性气体的工厂车间,用户在选择电气设备时,通过查看设备标志上的防爆结构型式符号和类别符号,就能确定该设备是否适用于该车间的危险环境;查看温度组别符号,能确保设备在运行时不会因温度过高而引发爆炸;了解设备的保护等级,能判断设备的防爆安全性能是否满足要求。标志还起到了警示作用,提醒用户在使用设备时要遵循相关的安全操作规程,注意设备的使用条件和限制,以保障工作环境的安全性 。如果标志缺失或不清晰,用户可能会误选、误用设备,从而增加发生火灾爆炸事故的风险 。因此,正确识别和理解防爆电气设备的标志,对于预防电气火灾爆炸事故具有重要意义。
防爆电气线路作为电气系统的重要组成部分,如同人体的血管,负责传输电能,确保电气设备的正常运行。然而,在危险环境中,它也面临着严峻的挑战,一旦出现问题,就可能引发火灾爆炸事故。因此,选择合适的导线和接线盒,严格遵循相关标准,是保障电气线路安全的关键。
在爆炸性气体环境的 1 区和 2 区,绝缘导线导体载流量有着严格的要求,它必须满足一定的数值,以确保电气线路的安全运行。根据相关标准,1 区、2 区绝缘导线导体载流量不应小于熔断器熔体额定电流和过电流脱扣器整定电流的 1.25 倍 。这一要求并非凭空而来,而是基于大量的实践经验和科学研究得出的。在实际运行中,电气线路会承载一定的电流,当电流过大时,导线会发热,温度升高。如果温度过高,就可能引燃周围的爆炸性气体,从而引发爆炸事故。而熔断器和过电流脱扣器的作用是在电流超过一定值时,及时切断电路,保护电气设备和线路。要求绝缘导线导体载流量不小于它们的 1.25 倍,就是为了确保在正常运行和可能出现的过载情况下,导线都能够安全地承载电流,不会因过热而引发危险。
以一个工厂的电气系统为例,假设某条电气线路上安装的熔断器熔体额定电流为 100A,过电流脱扣器整定电流也为 100A,那么根据规定,该线路所使用的绝缘导线导体载流量就不应小于 125A 。如果选用的导线载流量小于这个数值,当线路中的电流接近或超过 100A 时,导线就可能因过载而发热,长时间运行下去,就会增加火灾爆炸的风险。在实际工程中,为了确保安全,还需要考虑导线的材质、敷设方式、环境温度等因素对载流量的影响 。不同材质的导线,其导电性能和散热性能不同,载流量也会有所差异。例如,铜导线的导电性能优于铝导线,在相同条件下,铜导线的载流量相对较大。敷设方式也会影响导线的散热,穿管敷设的导线散热条件相对较差,载流量会有所降低。环境温度升高时,导线的电阻会增大,载流量也会减小。因此,在选择导线时,需要综合考虑这些因素,严格按照标准要求确定导线的规格,以保证电气线路的安全可靠运行。
接线盒在电气线路中起着连接和保护导线的重要作用,它就像是电气线路的 “节点",确保电流的顺畅传输。在爆炸性气体环境中,1 区和 2 区应采用不同类型的接线盒,以满足不同的防爆要求。
1 区由于其危险程度较高,应采用隔爆型接线盒 。隔爆型接线盒的外壳具有足够的强度,能够承受内部可能发生的爆炸压力,并且能够阻止爆炸火焰向外部传播 。当接线盒内部出现电气故障产生火花或电弧,引燃周围的爆炸性气体时,隔爆型接线盒的外壳可以将爆炸限制在内部,避免爆炸扩散到周围环境,从而有效防止火灾爆炸事故的发生。在一些石油化工企业的生产车间,存在大量的易燃易爆气体,属于 1 区环境,这里就必须使用隔爆型接线盒。它能够为电气线路提供可靠的保护,即使在恶劣的危险环境下,也能确保电气连接的安全性。
2 区的危险程度相对较低,可采用增安型接线盒 。增安型接线盒是在正常运行条件下,不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度,并在结构上采取措施,提高其安全程度,以避免在正常和规定过载条件下出现点燃现象 。它通过优化设计,减少了电气部件产生火花和过热的可能性,同时加强了对接线部位的防护,防止外部的爆炸性气体进入接线盒内部。在一些通风良好、爆炸性气体出现概率较低的场所,如某些通风良好的仓库,属于 2 区环境,使用增安型接线盒既能满足防爆要求,又能降低成本。
不同类型的接线盒在结构和性能上存在差异,适用场景也各不相同 。除了隔爆型和增安型接线盒外,还有其他类型的接线盒,如本质安全型接线盒、浇封型接线盒等 。本质安全型接线盒主要用于本质安全型电气系统,它通过限制电路中的能量,确保在正常和故障情况下都不会产生足以点燃爆炸性混合物的火花或热效应 。浇封型接线盒则是将电气部件浇封在浇封剂中,使它不能点燃周围的爆炸性混合物 。在选择接线盒时,需要根据具体的危险环境、电气设备的类型和要求,综合考虑各种因素,选择最合适的接线盒类型,以确保电气线路的安全连接和可靠运行。
电气防火防爆技术是保障生产生活安全的重要防线,它涵盖了对危险物质和危险环境的精准识别,以及防爆电气设备和线路的合理选用与维护。通过对危险物质的分类、分组,我们能够深入了解其特性和潜在风险,从而为制定针对性的防火防爆措施提供依据。危险环境的划分则帮助我们准确识别风险区域,采取相应的防护措施,降低事故发生的可能性。防爆电气设备作为防火防爆的关键设备,其分类、结构形式和标志都有着严格的规定,确保在不同危险环境中能够安全可靠地运行。防爆电气线路的载流量要求和接线盒选型,也为电气系统的安全传输提供了保障。
然而,电气防火防爆技术并非一成不变,随着科技的不断进步和工业的快速发展,新的电气设备和技术不断涌现,对电气防火防爆技术也提出了更高的要求。未来,我们需要持续关注电气防火防爆技术的发展动态,不断学习和应用新技术、新方法。在设备研发方面,将更加注重智能化、高效化和绿色环保。例如,利用物联网技术实现对防爆电气设备的远程监控和智能诊断,及时发现设备故障和安全隐患;研发新型的防爆材料和节能型电气设备,提高设备的防爆性能和能源利用效率,减少对环境的影响。在检测技术方面,将不断探索更加精准、快速的检测方法,如利用先进的传感器技术和数据分析算法,实现对危险物质和电气设备的实时监测和预警,提前发现潜在的安全风险。
作为从业者,我们要时刻保持警惕,将电气防火防爆技术的要点牢记于心,并严格落实到实际工作中。不断加强对新技术的学习和应用,提高自身的专业素养和安全意识,为预防电气火灾爆炸事故贡献自己的力量。只有这样,我们才能在享受电气带来的便利的同时,有效防范电气火灾爆炸事故的发生,确保生命财产安全,为社会的和谐发展保驾护航。
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