防爆電器小錦囊
縱觀安全事故的原因,不外乎有如下幾點:
造成這些事故的實質是有些企業(yè)在安全生產作業(yè)中有章不循,違章指揮,現(xiàn)場監(jiān)管不力等諸多因素所造成的。其中不乏也有員工安全生產基礎知識匱乏,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)進行安全生產作業(yè)。
物質燃燒時需要同時具備可燃物、助燃物和著火源這三要素。
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,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,稱為易燃物品,石化行業(yè)中常見的有汽油、酒精、液化石油氣等。
2)助燃物:能幫助和支持可燃物質燃燒的物質,即能與可燃物發(fā)生氧化反應的物質,如空氣中大量存在的氧氣,石化行業(yè)生產的氫氣,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)著火源:指供給可燃物與助燃物發(fā)生燃燒反應能量的來源。
除明火直接作用外,電氣火花、雷擊、(機械)摩擦、撞擊產生的火花、靜電以及化學反應熱等物理、化學因素都能成為著火源。
產生著火源失控發(fā)生事故的其他原因主要還是管理不善、違反安全操作規(guī)程等人為因素。
4)爆炸:在極短時間內,釋放出大量能量,產生高溫,并放出大量氣體,在周圍介質中造成高壓的化學反應或狀態(tài)變化,同時破壞性極強。
而爆炸必須要具備五個條件:
1)提供能量的可燃性物質,即爆炸性物質:能與氧氣(空氣)反應的物質,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)有足夠能量的點燃源:包括明火、電氣火花、機械火花、靜電火花、高溫、化學反應等。
要發(fā)生燃燒,甚至爆炸,燃燒的三要素缺一不可。
因此,在生產中采取必要的措施使燃燒三要素不同時存在,比如控制可燃物,隔絕空氣中的助燃物,消除、徹底杜絕著火源,才可有效防止燃燒(爆炸)的發(fā)生,從而實現(xiàn)防火救災的目的。
而石化系統(tǒng)由于其行業(yè)的特殊性,生產、儲存、經營的產品都是可燃易燃易爆物,而助燃物中的氧氣在空氣中無時不在,這些物質假如遇著火源就極易產生火災爆炸事故,造成難以估量的后果,所以石化企業(yè)注定是個高危行業(yè),必須要嚴格控制著火源!
國家根據(jù)危險貨物制訂了《危險貨物分類和品名編號》(GB6944-2005及GB12268-2005)技術標準,將危險貨物分九大類:
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
而石化行業(yè)中生產、儲存、經營的大部分產品屬第3類易燃液體(詳見《危險化學品名錄》國家安全生產監(jiān)督管理局公告2003年第1號及《常用危險化學品的分類及標志(GB13690-92)2015版》)
其中第3類易燃液體根據(jù)閃點的不同,又可分為三類:
(1)低閃點液體:指閉杯試驗閃點<-18℃的液體;爆炸下限<10%的氣體;
(2)中閃點液體:指-18℃≤閉杯試驗閃點<23℃的液體;爆炸下限≧10%的氣體;
(3)高閃點液體:指23℃≤閉杯試驗閃點≤61℃的液體。
(各類易燃液體名冊詳見GB12268(2015版)《危險化學品名錄》第三類易燃液體)
在大氣條件下,可燃性物質與空氣的混合物被點燃爆炸后,燃燒將傳遞到全部未燃混合物的環(huán)境。
1)爆炸危險場所定義及劃分:有人員作業(yè)的爆炸危險區(qū)域。
危險區(qū)域:爆炸性氣體環(huán)境大量出現(xiàn)或預期可能大量出現(xiàn),以致要求對電氣設備的結構、安裝和使用采取專門措施的區(qū)域。
我國對爆炸危險場所(氣體/蒸汽)劃分依據(jù)是:
GB3836.14-2000 《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第14部分 危險場所分類》
GB50058-1992 《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》
根據(jù)爆炸性氣體混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間,并按下列規(guī)定進行分區(qū):
(1)0區(qū):連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境;
(2)1區(qū):在正常運行時不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境;
(3)2區(qū):在正常運行時不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境,或即使出現(xiàn)也僅是短時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車、運轉、停車、易燃物質產品的裝卸,密閉容器蓋的開閉,安全閥、排放閥以及所有工廠設備都在其設計參數(shù)范圍內工作的狀態(tài)。
附:國際電工委員會/歐洲電工委員會劃分的危險區(qū)域的等級分類
0區(qū)(Zone 0):易爆氣體始終或長時間存在;連續(xù)地存在危險性大于1000小時/每年的區(qū)域;
1區(qū)(Zone 1):易燃氣體在儀表的正當工作過程中有可能發(fā)生或存在;斷續(xù)地存在危險性10~1000小時/每年的區(qū)域;
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,其存在時間亦很短;事故狀態(tài)下存在的危險性0.1~10小時/每年的區(qū)域。
2)爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域的具體劃分范圍:詳見
《GB50058-1992(2014)爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》;
《GB3836-14 2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第14部分危險場所分類》
《中華人民共和國爆炸危險場所電氣安全規(guī)程(試行)1987年》(可供參考)
3)非爆炸危險區(qū)域劃分:
非危險區(qū)域:爆炸性氣體環(huán)境中預期不會大量出現(xiàn),以致不要求對電氣設備的結構、安裝和使用采取專門措施的區(qū)域。
符合下列條件之一時,可劃為非爆炸危險區(qū)域:
(1)沒有釋放源并不可能有易燃物質侵入的區(qū)域;
(2)易燃物質可能出現(xiàn)的最高濃度不超過爆炸下限值的10%;
(3)在生產過程中使用明火的設備附近,或熾熱部件的表面溫度不超過區(qū)域內易燃物質引燃溫度的設備附近;
(4)在生產裝置區(qū)外,露天或開敞設置的輸送易燃物質的架空管道地帶,但其閥門處按具體情況定。
根據(jù)事故匯總統(tǒng)計顯示,由于有些事故是沒有在危險爆炸區(qū)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引起周圍爆炸性混合物爆炸的電氣設備。在煤炭、石油、化工及其他有混合物爆炸可能的行業(yè)中,由于生產環(huán)境及爆炸物質不同,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(jù)爆炸性物質分為三類:(英文為Group)
I類:礦井甲烷(俗稱瓦斯);
II類:爆炸性氣體混合物(含蒸汽、薄霧);
III類: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燃外殼周圍的爆炸性混合物。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”)
正常運行下不會產生電弧、火花或可能點燃爆炸性混合物的高溫點電氣設備,在其結構上采取措施,提高安全程度,一避免在正常或規(guī)定的過載條件下出現(xiàn)電弧、火花或可能點燃爆炸性混合物的電氣設備,稱為增安型電氣設備。該型設備的標志為“e”。
3)本質安全型“i” —Exia Exib
( GB3836.4 2010 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第 4 部分:本質安全型“i”)
所謂本質安全電路是指:在規(guī)定條件下,在正常工作或規(guī)定的故障狀態(tài)下,產生電火花和熱效應均不能點燃爆炸性混合物的電路。該型設備的標志為“i”(分ia,ib兩類)。
本安型設備和關聯(lián)設備的本質安全部分還分為ia和ib兩個級別:
¨ ia:正常工作 + 一個故障 + 任意組合的兩個故障均不能引起點燃的電氣設備。
¨ ib:正常工作 + 一個故障條件下不能引起點燃的本質安全型電氣設備。
由此可見ia等級高于ib等級。
關聯(lián)設備:裝有本質安全電路和非本質安全電路,且結構是非本質安全電路不能對本質安全電路產生不利影響的電器設備。
能有效地保護危險場所的現(xiàn)場設備,在正常工作條件下能使系統(tǒng)完好地工作,而在故障條件下能限制到達危險場所的電壓、電流。
關聯(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圍爆炸性環(huán)境的壓力,以阻止外部爆炸性混合物進入殼內的外殼。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生電火花或過熱的部分部件浸在油內,使其不能點燃油面以上或殼外的爆炸性混合物,此類電氣設備稱為供電性電氣設備。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(guī)定條件下外殼內產生的電弧、傳播的火焰、殼壁或砂粒材料表面的過熱溫度均不能點燃其周圍的爆炸性混合物,此類電氣設備稱為充砂型電氣設備。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,稱為澆封型電氣設備。其標志為“m”。
9)無火花型“n” —Exn
(GB3836.8爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 無火花型“n”)
在正常運行條件下不會點燃周圍爆炸性混合物,且一般不會發(fā)生有電燃作用故障,此類電氣設備稱為無火花型電氣設備。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型,或上述基本防爆型的組合,而采取其他特殊措施,經充分試驗證明確實具有防止引燃爆炸性氣體混合物的能力,此類電氣設備稱為特殊型電氣設備。
氣體爆炸危險場所用電氣設備防爆類型選型表
縱觀在歷次的重大事故中統(tǒng)計中,由于違規(guī)用電(未按照爆炸危險場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(xiàn)將不防爆的工具(或防爆等級不符)帶入爆炸危險場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、設備類別:
爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備類別又分為兩類:
Ⅰ類:煤礦井下用防爆電氣設備。
Ⅱ類: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,一般指工廠用防爆電氣設備,石化系統(tǒng)常用)
Ⅱ類電氣設備根據(jù)爆炸性氣體的特性進一步分類。分為A、B、C三級,爆炸性氣體環(huán)境總計四個危險等級。
而II類中的隔爆型“d”和本質安全型“i”電氣設備又分為IIA、IIB、和IIC類。
(所以根據(jù)可能引爆的最小火花能量,我國和國際電工委員會(IEC)標準將爆炸性氣體分為如上(礦井下、礦井外兩大類)四個危險等級,這也是歐洲及世界上大部分國家和地區(qū)所采用的。
即:礦井下:I
礦井外:IIA、IIB、IIC)
C、氣體組別:
防爆電氣分組分類的依據(jù)是:
爆炸性氣體混合物的傳爆能力,標志著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,爆炸性氣體、液體蒸氣、薄霧被點燃的難易程度也標志著其爆炸危險程度的高低,它用最小點燃電流比表示。II類隔爆型電氣設備或本質安全型電氣設備,按其適用于爆炸性氣體混合物的上述所說最大試驗安全間隙或最小點燃電流比,又進一步分為IIA、IIB和IIC共三類。
一、首先根據(jù)可能產生爆炸性氣體混合物的場所對應選擇危險區(qū)域:
爆炸危險區(qū)域(及0區(qū)、1區(qū)、2區(qū))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(xiàn)在現(xiàn)場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(jù)其防塵防濕氣之環(huán)境特性進行選擇所適用的防爆電器防護類型
(GB 4208-2008外殼防護等級)
舉例說明如下表中的汽油(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T3)
其他爆炸性氣體可根據(jù)《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》中相關表)選擇。
2、根據(jù)(爆炸危險場所定義及劃分)汽油的使用地點為1區(qū);
3、根據(jù)上表(氣體爆炸危險場所用電氣設備防爆類型選型表)可選擇隔爆型防爆電器,即設備類型可選擇隔爆型防爆電器(d),
氣體組別:該表直接標稱汽油為IIA,(由于國內防爆電氣溫度組別產品品種不是很細,所以常規(guī)選IIB);
溫度組別:汽油最高燃點為427℃,最高表面引燃溫度t(℃)≤450,為T1組,(同理由于國內防爆電氣溫度組別產品品種不是很全,所以常規(guī)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即工廠用,B級) 安全間隙 0.5 <MECS≤ 0.9mm | 最高表面溫度 200 |
防爆電氣產品的識別:
1、應在設備外殼明顯處標出,或鑄有防爆標志全稱,如上:Ex d IIB T3
2、銘牌應標出:
1)防爆標志;
2)防爆合格證號(必要時驗證證書的真?zhèn)危?/span>
3)特定的要求,如環(huán)境要求或安裝使用限制等;
4)出廠日期/編號
讓我們舉個例子:圖為脈沖型雷達物位計
該照片為脈沖型雷達物位計現(xiàn)場一次儀表:
右圖防爆銘牌顯示防爆等級:Exd[ia]ia IIc T6
銘牌識別:本產品為本安型(ia),則適用于0區(qū);設備類別分類為IIc級,用于(最大試驗安全間隙<0.5mm,最小點燃電流比為<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品名稱代號還有:YR為繞線式異步防爆電機;YB為防爆型異步防爆電機;YQ為高起動轉距異步防爆電機;YT為防爆型同步電機。
B→防爆型電機;
X→高效節(jié)能電機
3→第三次設計
355→電機機座中心高(mm);
M →機座長度代號;
1→電機鐵心長度(1號)
4→電機極數(shù)(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(戶外)
我國當前廣泛應用的低壓隔爆型電機產品的基本系列是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(guī)定。
防爆電機銘牌上的其他參數(shù)代號:
防爆電機的工作制(s類):
S1-連續(xù)工作;
S2-短時工作;
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(國內較早生產防爆電氣供應商)生產,實屬無奈之舉,后來才升級為適合爆炸性氣體環(huán)境的Ⅱ類防爆電氣。
在防爆電氣生產、使用等技術規(guī)范制定上,據(jù)悉1977年我國編制了第一個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進行了修訂,即為GB 3836-83系列;20世紀以來,又根據(jù)IEC(國際電工委員會)標準對GB 3836-83系列部分標準進行了修訂,及為后來的2000和2010版。
依據(jù)《中華人民共和國標準化法》規(guī)定,由于國家的法律法規(guī)、技術規(guī)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限性。故本文中列出的有些規(guī)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節(jié),根據(jù)季節(jié)特點,多雨、潮濕、雷電暴雨潮汛分至而來。人身觸電傷亡事故幾率面臨高發(fā)時段,為防止安全生產事故的發(fā)生,所以企業(yè)必須要落實各類應急預案,加強電氣設備的檢查保養(yǎng)工作,切實做好防臺、防汛、防雷擊、防觸電傷亡事故的防范工作,確保安全生產。