Silnik elektryczny w wersji przeciwwybuchowej

Zakres zastosowania: Silniki przeciwwybuchowe stosowane są głównie w kopalniach węgla, przemyśle naftowo-gazowym, petrochemicznym i chemicznym. Ponadto jest również szeroko stosowany w przemyśle tekstylnym, hutnictwie, gazownictwie miejskim, transporcie, przetwórstwie zbóż i ropy naftowej, papiernictwie, medycynie i innych sektorach.
Jak określić poziom przeciwwybuchowy silników przeciwwybuchowych?
1. Przeanalizuj substancje wybuchowe w środowisku użytkowania
Rodzaj gazu:
W pierwszej kolejności należy określić rodzaj gazu palnego występującego w miejscu użytkowania silnika. Różne gazy mają różne właściwości wybuchowe. Na przykład wodór jest bardzo łatwopalnym i wybuchowym gazem o szerokim zakresie granic wybuchowości (4,0% - 75,6%). W środowisku, w którym występuje wodór, takim jak stacje napełniania wodorem lub niektóre procesy chemiczne z udziałem wodoru, wymagany jest silnik o wyższym poziomie zabezpieczenia przeciwwybuchowego, zwykle wymagający poziomu zabezpieczenia przeciwwybuchowego Ex dⅡC (typ ognioszczelny, odpowiedni dla klasy ⅡC gazy, w tym wodór itp.).
Granica wybuchowości metanu (głównego składnika gazu ziemnego) jest stosunkowo wąska (5,0% - 15.0%). W środowisku, w którym występuje głównie metan, np. w podziemnych kopalniach węgla, silniki w wykonaniu przeciwwybuchowym Ex dⅠ (typ ognioszczelny, odpowiedni dla gazów kopalnianych klasy Ⅰ) lub Ex eⅠ (typ o podwyższonym bezpieczeństwie, odpowiedni dla gazu kopalnianego klasy Ⅰ) środowisko) są powszechnie stosowane.
Rodzaj pyłu:
W przypadku środowisk z palnym pyłem należy określić charakter pyłu. Na przykład pył metalowy (taki jak proszek aluminiowy) ma wysoką palność i wybuchowość, a jego minimalna energia zapłonu jest niska. W warsztatach przetwarzających proszek aluminiowy, silniki w wykonaniu przeciwwybuchowym mogą wymagać osiągnięcia Ex tD A21 (typ ochrony obudowy, odpowiedni dla środowiska z palnym pyłem) lub wyższego, aby zapobiec wybuchom pyłu.
W przypadku pyłów zbożowych (takich jak mąka pszenna), chociaż jest on również palny, jego charakterystyka wybuchowości różni się od właściwości pyłu metalicznego. Wymagania dotyczące poziomu przeciwwybuchowości można określić na podstawie określonego stężenia pyłu, wielkości cząstek i innych czynników. Ogólnie rzecz biorąc, silniki przeciwwybuchowe Ex tD A22 mogą być stosowane w miejscach takich jak przetwórstwo zboża.
Stężenie gazu lub pyłu:
Dla określenia poziomu zabezpieczenia przeciwwybuchowego istotne jest także stężenie gazów lub pyłów w środowisku pracy. Jeśli palny gaz lub pył ma często stężenie zbliżone do dolnej granicy wybuchowości, wymagania dotyczące poziomu zabezpieczenia przeciwwybuchowego dla silników w wykonaniu przeciwwybuchowym są wyższe. Na przykład w pobliżu reaktora chemicznego monitorowanie stężenia gazów palnych często pokazuje, że mieści się ono w przedziale od 30% do 50% dolnej granicy wybuchowości. W tym momencie wymagany jest silnik o wysokim stopniu ochrony przeciwwybuchowej, a w celu ograniczenia ryzyka może zaistnieć konieczność współpracy z urządzeniami alarmowymi wykrywającymi gaz i urządzeniami wentylacyjnymi.
I odwrotnie, jeśli stężenie gazu lub pyłu jest bardzo niskie, a wentylacja jest dobra, poziom ochrony przeciwwybuchowej można odpowiednio obniżyć, ale nadal musi on spełniać podstawowe wymagania bezpieczeństwa.
Rozważ podział obszarów niebezpiecznych
Standardy klasyfikacji regionów:
Zgodnie z odpowiednimi normami (takimi jak normy Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej IEC i chińskie normy serii GB 3836) obszary niebezpieczne są podzielone na różne kategorie. Na przykład strefa 0 odnosi się do środowiska, w którym wybuchowe mieszaniny gazów pojawiają się stale lub istnieją przez długi czas. W środowisku Strefy 0, np. wewnątrz niektórych zamkniętych rurociągów procesowych w rafinerii, można używać tylko kilku silników o wysokim poziomie bezpieczeństwa, takich jak silniki iskrobezpieczne (Ex ia) w wykonaniu przeciwwybuchowym, ponieważ wybuch ryzyko jest tu niezwykle wysokie.
Strefa 1 odnosi się do środowiska, w którym podczas normalnej pracy mogą pojawić się wybuchowe mieszaniny gazów. W Strefie 1, np. w otwartym warsztacie produkcyjnym zakładu petrochemicznego, można stosować silniki w wykonaniu ognioszczelnym (Ex d) lub o podwyższonym bezpieczeństwie (Ex e) w wykonaniu przeciwwybuchowym i odpowiednim stopniu zabezpieczenia przeciwwybuchowego, np. Ex dⅡB T4 (ognioszczelne , odpowiedni dla gazu klasy ⅡB, grupa temperaturowa T4), należy określić w zależności od konkretnego rodzaju gazu i innych warunków.
Strefa 2 odnosi się do środowiska, w którym podczas normalnej pracy nie wystąpią wybuchowe mieszaniny gazów, a nawet jeśli wystąpią, będą istnieć tylko przez krótki czas. W Strefie 2 wymagania przeciwwybuchowe są stosunkowo niskie i można zastosować niektóre silniki przeciwwybuchowe o nieco niższym poziomie ochrony, takie jak silniki beziskrowe (Ex n) lub silniki przeciwwybuchowe z nadciśnieniem (Exp), ale ich poziom zabezpieczenia przeciwwybuchowego musi w dalszym ciągu spełniać podstawowe wymagania bezpieczeństwa obowiązujące w danym obszarze.
Rozmieszczenie urządzeń i warunki wentylacji w pomieszczeniu:
Na określenie poziomu zabezpieczenia przeciwwybuchowego będzie miało także wpływ rozmieszczenie urządzeń w strefie niebezpiecznej. Jeśli silnik znajduje się na nizinie lub w słabo wentylowanym narożniku, gdzie mogą gromadzić się łatwopalne gazy lub pyły, może zaistnieć konieczność podniesienia poziomu zabezpieczenia przeciwwybuchowego, nawet jeśli ogólny poziom klasyfikacji obszaru jest nieco niższy (np. strefa 2) . Na przykład w narożniku magazynu chemicznego, ponieważ gaz łatwo gromadzi się, może zaistnieć konieczność zastosowania silnika o wyższej odporności przeciwwybuchowej niż inne dobrze wentylowane obszary magazynu.
Dobre warunki wentylacji mogą zmniejszyć stężenie substancji palnych, umożliwiając w ten sposób stosowanie silników o niższych klasach odporności przeciwwybuchowej. Przykładowo w lakierni posiadającej instalację wentylacyjną, instalacja wentylacyjna może skutecznie zmniejszyć stężenie palnej mgły lakierniczej w powietrzu. W dobrze wentylowanym pomieszczeniu można dobrać silnik o niższej klasie ochrony przeciwwybuchowej w zależności od rzeczywistych warunków, ale sam silnik systemu wentylacyjnego zwykle wymaga wyższej klasy ochrony przeciwwybuchowej, aby zapewnić niezawodność wentylacji.
Odniesienie do odpowiednich norm i wymagań certyfikacyjnych
Normy międzynarodowe i krajowe:
Seria norm IEC 60079 Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej (IEC) to powszechnie uznawane na całym świecie normy dotyczące sprzętu elektrycznego w wykonaniu przeciwwybuchowym. Normy te szczegółowo określają różne typy zabezpieczeń przeciwwybuchowych, klasyfikację klas i metody badań silników w wykonaniu przeciwwybuchowym. Na przykład IEC 60079-0 określa ogólne wymagania dotyczące sprzętu elektrycznego w wykonaniu przeciwwybuchowym, a IEC 60079-1 obejmuje głównie wymagania dotyczące ognioszczelnego sprzętu elektrycznego. Odwołując się do tych norm, można dokładnie określić, jakie wymagania powinna spełniać klasa przeciwwybuchowości silników w wykonaniu przeciwwybuchowym.
W Chinach seria norm GB 3836 (np. GB 3836.1 - 2010 „Atmosfery wybuchowe, część 1: Ogólne wymagania dotyczące sprzętu” i GB 3836.2 - 2010 „Atmosfery wybuchowe, część 2: Sprzęt chroniony ognioszczelnie). Załącznik „d”) stanowi ważną podstawę do określenia poziomu zabezpieczenia przeciwwybuchowego silników w wykonaniu przeciwwybuchowym. Normy te są zgodne z normami międzynarodowymi i łączą normy chińskie rzeczywiste środowisko przemysłowe i wymagania bezpieczeństwa w celu określenia poziomu zabezpieczenia przeciwwybuchowego i wymagań eksploatacyjnych, jakie powinny spełniać silniki w wykonaniu przeciwwybuchowym w różnych środowiskach.
Wymagania agencji certyfikującej:
Silniki przeciwwybuchowe zwykle muszą być certyfikowane przez profesjonalne agencje certyfikujące, takie jak Krajowe Centrum Nadzoru i Inspekcji Jakości Wyrobów Elektrycznych przeciwwybuchowych (CQST) w Chinach lub inne uznane na arenie międzynarodowej agencje certyfikujące (takie jak agencje certyfikujące ATEX na rynek UE). . Te agencje certyfikujące ustalą, czy silnik spełnia określone wymagania dotyczące poziomu przeciwwybuchowości w oparciu o projekt produktu, wyniki testów itp. Na przykład, jeśli silniki w wykonaniu przeciwwybuchowym produkowane przez przedsiębiorstwa mają być eksportowane do UE, muszą uzyskać certyfikat ATEX. Podczas procesu certyfikacji będzie ściśle przestrzegana dyrektywa ATEX i odpowiednie skoordynowane normy, aby ocenić, czy poziom zabezpieczenia przeciwwybuchowego silnika spełnia wymagania bezpieczeństwa rynku UE.
Należy wziąć pod uwagę warunki pracy i potencjalne tryby awarii silnika
Warunki pracy:
Warunki pracy silnika, takie jak częstotliwość pracy, zmiany obciążenia i czas pracy, będą miały wpływ na wybór poziomu zabezpieczenia przeciwwybuchowego. Jeśli silnik musi pracować nieprzerwanie przez długi czas, jak na przykład kluczowy silnik pompy transportowej w produkcji chemicznej na dużą skalę, prawdopodobieństwo awarii jest stosunkowo wysokie ze względu na długi czas pracy i może być wymagany wyższy poziom zabezpieczenia przeciwwybuchowego . Na przykład w przypadku silników pracujących długotrwale może być bardziej skłonny wybrać silnik ognioszczelny (Ex d) i silnik o wyższym poziomie przeciwwybuchowym (taki jak Ex dⅡC T4), aby poradzić sobie z możliwymi warunkami awarii.
Ważna jest również częstotliwość uruchamiania i zatrzymywania silnika. Silniki, które często się uruchamiają i zatrzymują, np. w niektórych systemach transportu materiałów o charakterze przerywanym, będą generować więcej łuków i ciepła, zwiększając ryzyko eksplozji. W takim przypadku należy wybrać silnik, który wytrzymuje częstą pracę i ma odpowiedni poziom zabezpieczenia przeciwwybuchowego, np. zwiększone bezpieczeństwo (Ex e) w połączeniu z odpowiednim poziomem zabezpieczenia przeciwwybuchowego, a także należy rozważyć środki pomocnicze, takie jak urządzenie zabezpieczające przed przegrzaniem.
Potencjalne tryby awarii:
Analiza możliwych trybów awarii silnika ma kluczowe znaczenie dla określenia poziomu zabezpieczenia przeciwwybuchowego. Na przykład zwarcie w uzwojeniu silnika jest częstą usterką, która może generować łuki i wysokie temperatury. W środowisku z gazami łatwopalnymi usterka ta może spowodować eksplozję. Dlatego w przypadku silników podatnych na zwarcia (takich jak silniki pracujące w wilgotnym środowisku lub często przeciążone) konieczne jest wybranie silnika o wyższym poziomie ochrony przeciwwybuchowej, który może zapobiec powodowaniu zewnętrznych eksplozji przez zwarcia wewnętrzne , takich jak silnik ognioszczelny (Ex d), i rozważ dodanie niektórych urządzeń do wykrywania usterek i zabezpieczeń (takich jak bezpieczniki, przekaźniki termiczne itp.) w celu poprawy bezpieczeństwa.
Awarie łożysk w silniku mogą również powodować niestabilną pracę silnika, wytwarzanie iskier lub przegrzanie. W środowisku zagrożonym wybuchem należy wziąć pod uwagę wpływ uszkodzeń łożysk na działanie przeciwwybuchowe. W niektórych miejscach o wysokich wymaganiach w zakresie ochrony przeciwwybuchowej można wybrać silniki ze specjalnymi środkami ochrony łożysk lub konstrukcje iskrobezpieczne (Ex ia/Ex ib), aby zapobiec eksplozji, która może spowodować awarię łożysk.