防爆電器小錦囊
縱觀(guān)安全事故的原因,不外乎有如下幾點(diǎn):
造成這些事故的實(shí)質(zhì)是有些企業(yè)在安全生產(chǎn)作業(yè)中有章不循,違章指揮,現場(chǎng)監管不力等諸多因素所造成的。其中不乏也有員工安全生產(chǎn)基礎知識匱乏,歸根結底責任還在于企業(yè)自身。
首先在石化企業(yè)工作的同志必須要牢牢地掌握如下一些最基本的安全知識概念,不熟悉并掌握這些基本概念,就很難保證在石化企業(yè)進(jìn)行安全生產(chǎn)作業(yè)。
物質(zhì)燃燒時(shí)需要同時(shí)具備可燃物、助燃物和著(zhù)火源這三要素。
1)可燃物:指能與空氣中的氧或其他氧化劑起燃燒反應的物質(zhì),如木材、紙張、布料等.可燃物中有一些物品,遇到明火特別容易燃燒,稱(chēng)為易燃物品,石化行業(yè)中常見(jiàn)的有汽油、酒精、液化石油氣等。
2)助燃物:能幫助和支持可燃物質(zhì)燃燒的物質(zhì),即能與可燃物發(fā)生氧化反應的物質(zhì),如空氣中大量存在的氧氣,石化行業(yè)生產(chǎn)的氫氣,甲烷,乙烷,丙烷,丁烷,一氧化氮,一氧化碳,一氧化硫,二氧化硫,以及所有的炔烴,苯以及苯的同系物等。
3)著(zhù)火源:指供給可燃物與助燃物發(fā)生燃燒反應能量的來(lái)源。
除明火直接作用外,電氣火花、雷擊、(機械)摩擦、撞擊產(chǎn)生的火花、靜電以及化學(xué)反應熱等物理、化學(xué)因素都能成為著(zhù)火源。
產(chǎn)生著(zhù)火源失控發(fā)生事故的其他原因主要還是管理不善、違反安全操作規程等人為因素。
4)爆炸:在極短時(shí)間內,釋放出大量能量,產(chǎn)生高溫,并放出大量氣體,在周?chē)橘|(zhì)中造成高壓的化學(xué)反應或狀態(tài)變化,同時(shí)破壞性極強。
而爆炸必須要具備五個(gè)條件:
1)提供能量的可燃性物質(zhì),即爆炸性物質(zhì):能與氧氣(空氣)反應的物質(zhì),包括氣體、液體和固體。氫氣,乙炔,甲烷等;液體:酒精,汽油;固體:粉塵,纖維粉塵等。
2)輔助燃燒的助燃劑(氧化劑)如氧氣、空氣。
3)可燃物質(zhì)與助燃劑的均勻混合。
4)混合物放在相對封閉的空間(包圍體)。
5)有足夠能量的點(diǎn)燃源:包括明火、電氣火花、機械火花、靜電火花、高溫、化學(xué)反應等。
要發(fā)生燃燒,甚至爆炸,燃燒的三要素缺一不可。
因此,在生產(chǎn)中采取必要的措施使燃燒三要素不同時(shí)存在,比如控制可燃物,隔絕空氣中的助燃物,消除、徹底杜絕著(zhù)火源,才可有效防止燃燒(爆炸)的發(fā)生,從而實(shí)現防火救災的目的。
而石化系統由于其行業(yè)的特殊性,生產(chǎn)、儲存、經(jīng)營(yíng)的產(chǎn)品都是可燃易燃易爆物,而助燃物中的氧氣在空氣中無(wú)時(shí)不在,這些物質(zhì)假如遇著(zhù)火源就極易產(chǎn)生火災爆炸事故,造成難以估量的后果,所以石化企業(yè)注定是個(gè)高危行業(yè),必須要嚴格控制著(zhù)火源!
國家根據危險貨物制訂了《危險貨物分類(lèi)和品名編號》(GB6944-2005及GB12268-2005)技術(shù)標準,將危險貨物分九大類(lèi):
1)爆炸品、2)壓縮氣體和液化氣體、3)易燃液體(石化行業(yè)大部分產(chǎn)品)、4)易燃固體、5)自燃物品和遇濕易燃物品、6)氧化劑和有機過(guò)氧化物、7)毒害品和感染性物品、8)放射性物品、腐蝕品、9)雜類(lèi)
而石化行業(yè)中生產(chǎn)、儲存、經(jīng)營(yíng)的大部分產(chǎn)品屬第3類(lèi)易燃液體(詳見(jiàn)《危險化學(xué)品名錄》國家安全生產(chǎn)監督管理局公告2003年第1號及《常用危險化學(xué)品的分類(lèi)及標志(GB13690-92)2015版》)
其中第3類(lèi)易燃液體根據閃點(diǎn)的不同,又可分為三類(lèi):
(1)低閃點(diǎn)液體:指閉杯試驗閃點(diǎn)<-18℃的液體;爆炸下限<10%的氣體;
(2)中閃點(diǎn)液體:指-18℃≤閉杯試驗閃點(diǎn)<23℃的液體;爆炸下限≧10%的氣體;
(3)高閃點(diǎn)液體:指23℃≤閉杯試驗閃點(diǎn)≤61℃的液體。
(各類(lèi)易燃液體名冊詳見(jiàn)GB12268(2015版)《危險化學(xué)品名錄》第三類(lèi)易燃液體)
在大氣條件下,可燃性物質(zhì)與空氣的混合物被點(diǎn)燃爆炸后,燃燒將傳遞到全部未燃混合物的環(huán)境。
1)爆炸危險場(chǎng)所定義及劃分:有人員作業(yè)的爆炸危險區域。
危險區域:爆炸性氣體環(huán)境大量出現或預期可能大量出現,以致要求對電氣設備的結構、安裝和使用采取專(zhuān)門(mén)措施的區域。
我國對爆炸危險場(chǎng)所(氣體/蒸汽)劃分依據是:
GB3836.14-2000 《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第14部分 危險場(chǎng)所分類(lèi)》
GB50058-1992 《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規范》
根據爆炸性氣體混合物出現的頻繁程度和持續時(shí)間,并按下列規定進(jìn)行分區:
(1)0區:連續出現或長(cháng)期出現爆炸性氣體混合物的環(huán)境;
(2)1區:在正常運行時(shí)不可能出現爆炸性氣體混合物的環(huán)境;
(3)2區:在正常運行時(shí)不可能出現爆炸性氣體混合物的環(huán)境,或即使出現也僅是短時(shí)存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境。
注:正常運行是指正常的開(kāi)車(chē)、運轉、停車(chē)、易燃物質(zhì)產(chǎn)品的裝卸,密閉容器蓋的開(kāi)閉,安全閥、排放閥以及所有工廠(chǎng)設備都在其設計參數范圍內工作的狀態(tài)。
附:國際電工委員會(huì )/歐洲電工委員會(huì )劃分的危險區域的等級分類(lèi)
0區(Zone 0):易爆氣體始終或長(cháng)時(shí)間存在;連續地存在危險性大于1000小時(shí)/每年的區域;
1區(Zone 1):易燃氣體在儀表的正當工作過(guò)程中有可能發(fā)生或存在;斷續地存在危險性10~1000小時(shí)/每年的區域;
2區(Zone 2):一般情形下,不存在易燃氣體且即使偶爾發(fā)生,其存在時(shí)間亦很短;事故狀態(tài)下存在的危險性0.1~10小時(shí)/每年的區域。
2)爆炸性氣體環(huán)境危險區域的具體劃分范圍:詳見(jiàn)
《GB50058-1992(2014)爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規范》;
《GB3836-14 2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第14部分危險場(chǎng)所分類(lèi)》
《中華人民共和國爆炸危險場(chǎng)所電氣安全規程(試行)1987年》(可供參考)
3)非爆炸危險區域劃分:
非危險區域:爆炸性氣體環(huán)境中預期不會(huì )大量出現,以致不要求對電氣設備的結構、安裝和使用采取專(zhuān)門(mén)措施的區域。
符合下列條件之一時(shí),可劃為非爆炸危險區域:
(1)沒(méi)有釋放源并不可能有易燃物質(zhì)侵入的區域;
(2)易燃物質(zhì)可能出現的最高濃度不超過(guò)爆炸下限值的10%;
(3)在生產(chǎn)過(guò)程中使用明火的設備附近,或熾熱部件的表面溫度不超過(guò)區域內易燃物質(zhì)引燃溫度的設備附近;
(4)在生產(chǎn)裝置區外,露天或開(kāi)敞設置的輸送易燃物質(zhì)的架空管道地帶,但其閥門(mén)處按具體情況定。
根據事故匯總統計顯示,由于有些事故是沒(méi)有在危險爆炸區域內,正確地使用防爆電器所造成的,因此如何正確而安全地使用防爆電器非常重要!
防爆電氣設備是嚴格按國家標準設計制造的,正常選擇和使用是不會(huì )引起周?chē)ㄐ曰旌衔锉ǖ碾姎庠O備。在煤炭、石油、化工及其他有混合物爆炸可能的行業(yè)中,由于生產(chǎn)環(huán)境及爆炸物質(zhì)不同,所采用的防爆措施也不同。
為了使防爆電氣設備的設計、制造標準化,便于檢驗、使用和維修,國家已經(jīng)相當詳細地制定了完整的防爆電氣設備的國家標準。
一、國家根據爆炸性物質(zhì)分為三類(lèi):(英文為Group)
I類(lèi):礦井甲烷(俗稱(chēng)瓦斯);
II類(lèi):爆炸性氣體混合物(含蒸汽、薄霧);
III類(lèi):爆炸性粉塵和纖維(有導電粉塵和非導電粉塵)。
二、爆炸性氣體環(huán)境下使用的防爆電氣設備:
防爆電氣設備按GB-3836標準要求,防爆電氣設備的防爆標志內容包括:
防爆型式(A)+設備類(lèi)別(B)+(氣體組別)(C)+溫度組別(D)
A、防爆型式:(防爆代碼Ex),以下是常見(jiàn)的防爆電氣型式:
1)隔爆型“d”—Exd
(GB3836.2 2010 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第2部分:隔爆型“d”)
具有隔爆外殼的電氣設備稱(chēng)為隔爆型電氣設備。隔爆外殼既能承受內部混合性氣體被引爆產(chǎn)生的爆炸壓力,又能防止內部爆炸火焰和高溫氣體竄出隔爆間隙點(diǎn)燃外殼周?chē)谋ㄐ曰旌衔?。該型設備的標志為“d”。
2)增安型“e” —Exe
( GB3836.3 2010 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第3部分:增安型“e”)
正常運行下不會(huì )產(chǎn)生電弧、火花或可能點(diǎn)燃爆炸性混合物的高溫點(diǎn)電氣設備,在其結構上采取措施,提高安全程度,一避免在正?;蛞幎ǖ倪^(guò)載條件下出現電弧、火花或可能點(diǎn)燃爆炸性混合物的電氣設備,稱(chēng)為增安型電氣設備。該型設備的標志為“e”。
3)本質(zhì)安全型“i” —Exia Exib
( GB3836.4 2010 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第 4 部分:本質(zhì)安全型“i”)
所謂本質(zhì)安全電路是指:在規定條件下,在正常工作或規定的故障狀態(tài)下,產(chǎn)生電火花和熱效應均不能點(diǎn)燃爆炸性混合物的電路。該型設備的標志為“i”(分ia,ib兩類(lèi))。
本安型設備和關(guān)聯(lián)設備的本質(zhì)安全部分還分為ia和ib兩個(gè)級別:
¨ ia:正常工作 + 一個(gè)故障 + 任意組合的兩個(gè)故障均不能引起點(diǎn)燃的電氣設備。
¨ ib:正常工作 + 一個(gè)故障條件下不能引起點(diǎn)燃的本質(zhì)安全型電氣設備。
由此可見(jiàn)ia等級高于ib等級。
關(guān)聯(lián)設備:裝有本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路,且結構是非本質(zhì)安全電路不能對本質(zhì)安全電路產(chǎn)生不利影響的電器設備。
能有效地保護危險場(chǎng)所的現場(chǎng)設備,在正常工作條件下能使系統完好地工作,而在故障條件下能限制到達危險場(chǎng)所的電壓、電流。
關(guān)聯(lián)設備主要是指安全柵,它又分為齊納式安全柵和隔離式安全柵。
5)正壓型“p” —Exp
(GB3836.5 2004 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第5部分:正壓型“p”)
所謂正壓外殼是指向外殼內注入保護性氣體,保持內部保護性氣體的壓力高于周?chē)ㄐ原h(huán)境的壓力,以阻止外部爆炸性混合物進(jìn)入殼內的外殼。該型設備的標志為“P”。
6)充油型“o” —Exo
(GB3836.6 2004 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第6部分:充油型“o”)
將全部部件或可能產(chǎn)生電火花或過(guò)熱的部分部件浸在油內,使其不能點(diǎn)燃油面以上或殼外的爆炸性混合物,此類(lèi)電氣設備稱(chēng)為供電性電氣設備。例如,充油的高壓隔爆配電裝置的油斷路器。該型設備的標志為“O”。
7)充砂型“q” —Exq
(GB3836.7 2004 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第7部分:充砂型“q”)
外殼內部充填沙粒材料,使其在規定條件下外殼內產(chǎn)生的電弧、傳播的火焰、殼壁或砂粒材料表面的過(guò)熱溫度均不能點(diǎn)燃其周?chē)谋ㄐ曰旌衔?,此?lèi)電氣設備稱(chēng)為充砂型電氣設備。該型設備的標志為“q”。
8)澆封型“m” —Exm
(GB3836.9 2006 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第9部分:澆封型“m”)
將導電部件澆封在澆封劑中,與危險氣體隔離的電氣設備,稱(chēng)為澆封型電氣設備。其標志為“m”。
9)無(wú)火花型“n” —Exn
(GB3836.8爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 無(wú)火花型“n”)
在正常運行條件下不會(huì )點(diǎn)燃周?chē)ㄐ曰旌衔?,且一般不?huì )發(fā)生有電燃作用故障,此類(lèi)電氣設備稱(chēng)為無(wú)火花型電氣設備。該型電氣設備的標志為“n”。
10)氣密型“h” —Exh
(GB3836.8-2003爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備 氣密型“h”)
氣密型:采用完全密封的金屬外殼,與危險氣體隔離的電氣設備,稱(chēng)為氣密性電氣設備。器標志為“h”。
11)特殊型“s” —Exs
(GB 3836.1—2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備通用要求》的第1章范圍中,給出了防爆型式特殊型“s”的標志要求)
即凡在結構上不屬于上屬所列的各基本防爆類(lèi)型,或上述基本防爆型的組合,而采取其他特殊措施,經(jīng)充分試驗證明確實(shí)具有防止引燃爆炸性氣體混合物的能力,此類(lèi)電氣設備稱(chēng)為特殊型電氣設備。
氣體爆炸危險場(chǎng)所用電氣設備防爆類(lèi)型選型表
縱觀(guān)在歷次的重大事故中統計中,由于違規用電(未按照爆炸危險場(chǎng)所應該正確使用的防爆電氣所造成的事故概率較大,甚至出現將不防爆的工具(或防爆等級不符)帶入爆炸危險場(chǎng)所使用的低級錯誤做法,故而造成不必要的,不可估量的重大損失。
B、設備類(lèi)別:
爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備類(lèi)別又分為兩類(lèi):
Ⅰ類(lèi):煤礦井下用防爆電氣設備。
Ⅱ類(lèi):除煤礦外的其他爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備。(本文所討論內容,一般指工廠(chǎng)用防爆電氣設備,石化系統常用)
Ⅱ類(lèi)電氣設備根據爆炸性氣體的特性進(jìn)一步分類(lèi)。分為A、B、C三級,爆炸性氣體環(huán)境總計四個(gè)危險等級。
而II類(lèi)中的隔爆型“d”和本質(zhì)安全型“i”電氣設備又分為IIA、IIB、和IIC類(lèi)。
(所以根據可能引爆的最小火花能量,我國和國際電工委員會(huì )(IEC)標準將爆炸性氣體分為如上(礦井下、礦井外兩大類(lèi))四個(gè)危險等級,這也是歐洲及世界上大部分國家和地區所采用的。
即:礦井下:I
礦井外:IIA、IIB、IIC)
C、氣體組別:
防爆電氣分組分類(lèi)的依據是:
爆炸性氣體混合物的傳爆能力,標志著(zhù)其爆炸危險程度的高低,爆炸性混合物的傳爆能力越大,其危險性越高。爆炸性混合物的傳爆能力可用最大試驗安全間隙表示。同時(shí),爆炸性氣體、液體蒸氣、薄霧被點(diǎn)燃的難易程度也標志著(zhù)其爆炸危險程度的高低,它用最小點(diǎn)燃電流比表示。II類(lèi)隔爆型電氣設備或本質(zhì)安全型電氣設備,按其適用于爆炸性氣體混合物的上述所說(shuō)最大試驗安全間隙或最小點(diǎn)燃電流比,又進(jìn)一步分為IIA、IIB和IIC共三類(lèi)。
一、首先根據可能產(chǎn)生爆炸性氣體混合物的場(chǎng)所對應選擇危險區域:
爆炸危險區域(及0區、1區、2區)選擇適用的防護型式防爆電器,如
本安型、隔爆型等
表供參考:○適用; △慎用 ×不適用
二、選擇爆炸性氣體混合物出現在現場(chǎng)的理化特性找出相應的分級與溫度組別:
1、可按《GB-3836.1-2000爆炸性氣體環(huán)境用電設備第1部分:通用要求》;
2、根據其防塵防濕氣之環(huán)境特性進(jìn)行選擇所適用的防爆電器防護類(lèi)型
(GB 4208-2008外殼防護等級)
舉例說(shuō)明如下表中的汽油(供選閱):
1、(該表已省略了汽油的一些理化特性,直接給出給出了汽油的氣體組別為IIA,溫度組別為T(mén)3)
其他爆炸性氣體可根據《GB-3836.1-2000爆炸性氣體環(huán)境用電設備第1部分:通用要求》表B分級方法;
(也可參閱《GB-12158-2006 防止靜電事故通用導則》中相關(guān)表)選擇。
2、根據(爆炸危險場(chǎng)所定義及劃分)汽油的使用地點(diǎn)為1區;
3、根據上表(氣體爆炸危險場(chǎng)所用電氣設備防爆類(lèi)型選型表)可選擇隔爆型防爆電器,即設備類(lèi)型可選擇隔爆型防爆電器(d),
氣體組別:該表直接標稱(chēng)汽油為IIA,(由于國內防爆電氣溫度組別產(chǎn)品品種不是很細,所以常規選IIB);
溫度組別:汽油最高燃點(diǎn)為427℃,最高表面引燃溫度t(℃)≤450,為T(mén)1組,(同理由于國內防爆電氣溫度組別產(chǎn)品品種不是很全,所以常規選T3組)。
故適用汽油的防爆電器標志型號選用為:
Ex d IIB T3
Ex | d | IIB | T3 |
防爆標志 | 防爆型式 | 氣體組別 IIB | 溫度等級 T3級 |
隔爆型 | (II即工廠(chǎng)用,B級) 安全間隙 0.5 <MECS≤ 0.9mm | 最高表面溫度 200 |
防爆電氣產(chǎn)品的識別:
1、應在設備外殼明顯處標出,或鑄有防爆標志全稱(chēng),如上:Ex d IIB T3
2、銘牌應標出:
1)防爆標志;
2)防爆合格證號(必要時(shí)驗證證書(shū)的真偽);
3)特定的要求,如環(huán)境要求或安裝使用限制等;
4)出廠(chǎng)日期/編號
讓我們舉個(gè)例子:圖為脈沖型雷達物位計
該照片為脈沖型雷達物位計現場(chǎng)一次儀表:
右圖防爆銘牌顯示防爆等級:Exd[ia]ia IIc T6
銘牌識別:本產(chǎn)品為本安型(ia),則適用于0區;設備類(lèi)別分類(lèi)為IIc級,用于(最大試驗安全間隙<0.5mm,最小點(diǎn)燃電流比為<0.45;);溫度等級為6級(引燃溫度85
電機的額定值都刻印在每臺電機的銘牌上,通常包含下列幾種:
電機型號:為了習慣不一樣用處和不一樣作業(yè)環(huán)境的需求,防爆電機制成不一樣的系列,每種系列用各種型號表明。例如上圖片,
Y →三相異步防爆電機,其中三相異步防爆電機的產(chǎn)品名稱(chēng)代號還有:YR為繞線(xiàn)式異步防爆電機;YB為防爆型異步防爆電機;YQ為高起動(dòng)轉距異步防爆電機;YT為防爆型同步電機。
B→防爆型電機;
X→高效節能電機
3→第三次設計
355→電機機座中心高(mm);
M →機座長(cháng)度代號;
1→電機鐵心長(cháng)度(1號)
4→電機極數(4極,同步轉速為1500轉/分鐘,異步轉速一般為1450轉/分鐘)
W→適用環(huán)境代號(戶(hù)外)
我國當前廣泛應用的低壓隔爆型電機產(chǎn)品的基本系列是YB系列隔爆型三相異步電機,它是Y系列(IP44)三相異步電機的派生產(chǎn)品。防爆性能符合GB3836.1—83《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備通用要求》和GB3836.2—83《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備隔爆型電氣設備“d”》的規定。
防爆電機銘牌上的其他參數代號:
防爆電機的工作制(s類(lèi)):
S1-連續工作;
S2-短時(shí)工作;
S9……(略)
防爆電機的安裝結構型式:(常用的安裝型式)
臥式安裝-IBM3、IBM5、IBM35;
立式安裝軸伸向下-IMV1、IMV15、IMV5;
立式安裝軸伸向上-IMV3、IMV36、IMV6
我國的防爆電氣設備起步較晚。早先我們單位在爆炸危險氣體環(huán)境中使用的是礦用級(KB級)防爆電氣,為黑龍江省佳木斯防爆電機廠(chǎng)(國內較早生產(chǎn)防爆電氣供應商)生產(chǎn),實(shí)屬無(wú)奈之舉,后來(lái)才升級為適合爆炸性氣體環(huán)境的Ⅱ類(lèi)防爆電氣。
在防爆電氣生產(chǎn)、使用等技術(shù)規范制定上,據悉1977年我國編制了第一個(gè)防爆電氣設備制造和檢驗的國家標準GB 1336-77;1983年以歐洲EN防爆標準為基礎對GB1336-77進(jìn)行了修訂,即為GB 3836-83系列;20世紀以來(lái),又根據IEC(國際電工委員會(huì ))標準對GB 3836-83系列部分標準進(jìn)行了修訂,及為后來(lái)的2000和2010版。
依據《中華人民共和國標準化法》規定,由于國家的法律法規、技術(shù)規范、標準、以及一些地方、行業(yè)標準為適應新的形勢,也在不斷地更新,所以這些文件都具有一定的時(shí)限性。故本文中列出的有些規范及標準可能已更新,使用中請以最新文件標準為準。如有不妥之處請予以批評指正,愿為石化企業(yè)的安全工作添一磚加一瓦吧。
最后,友情提醒,目前南方已面臨夏季高溫時(shí)節,根據季節特點(diǎn),多雨、潮濕、雷電暴雨潮汛分至而來(lái)。人身觸電傷亡事故幾率面臨高發(fā)時(shí)段,為防止安全生產(chǎn)事故的發(fā)生,所以企業(yè)必須要落實(shí)各類(lèi)應急預案,加強電氣設備的檢查保養工作,切實(shí)做好防臺、防汛、防雷擊、防觸電傷亡事故的防范工作,確保安全生產(chǎn)。