时间:2023-05-30 10:35:33
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇防爆电气,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
[关键词]钻井队;电气防爆;技术
中图分类号:S776.035 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2014)33-0359-01
引言
石油、油田行业是高风险行业,储存大量易燃、易爆的化学原料,而且油田钻井作业是对油气层的勘探开采过程,这个过程中会产生部分易燃易爆气体,稍有不慎就会产生极大的危害性,因此要根据危险环境系数划分相应危险区域,【1】在这个范围内使用的所有的电气设备都必须是在其使用过程中能防止产生的电火花之类的的防爆电气设备,来保证作业人员的生命财产安全。
1.电气防爆技术的基本原理
电气设备引燃可燃性气体混合物有两个方面原因:因为在开采过程中会产生很多易燃易爆的气体,电气设备产生的电火花、电弧,另一个事电气设备表面发热,对于设备正常运行时产生的电弧、火花部件放在隔爆壳外面或采取浇封型、充沙等其他防爆形式来达到目的。而对于增安型电气设备是对正常运行时不会产生电弧、电火花和危险高温的设备,如果在其他结构上再采取一些措施,尽量使设备在运行或认可的过载条件下不会发生电弧、火花或过热的现象就可以进一步提高设备的安全性和可靠性,因此这种设备在正常运行时就没有引燃源,而可用于爆炸危险环境。
2.电气防爆技术在钻井队及钻井作业中的重要及必要性
人力资源是最大的资源,即使在能源极度需求的当今社会,保障作业人员的生命财产安全仍然是第一要务。油田钻井是高投入高产出作业,在作业活动中会利用到大量人力物力来进行作业,然而这种作业危险系数极大,各种易燃易爆气体的产生,钻井井场的不规范作业造成了大量安全事故,因此解决和充分利用好电气防爆技术在我们钻井队及钻井队作业中有极大的必要性。通过设备的改进,作业人员专业素质的提高和相应管理的规范来减少伤亡事故,降低对人身生命财产安全的消耗保证钻井作业的顺利进行。
3.电气防爆技术的发展现状以及所面临的问题
我国石油资源丰富,但是相关行业起步比较晚,早期发展和相关设备和技术也比较落后因此也导致很多事故的发生,随着改革开发的步伐,我们的设备尤其是在电气防爆技术这方面的发展可谓是突飞猛进,取得了很大成功,为经济发展做出了很大贡献。但是,我们的电气防爆技术还面临很多问题亟待解决。通过常年现场时间测验和分析研究发现,在钻井井场运用和实际操作过程中存在一部分违规行为,对整体电气防爆还是存在很大的安全隐患并造成很大的影响。下面介绍一些问题:
3.1 存在防爆电气设备选型不当
钻井井场的设备匹配不能混乱,应该按照相应的型号、用途等级严格要求合理分配,其防爆标志绝对不能低于要求和实际情况中的级别和组别。【2】举例来说:比如旋转电机应为隔爆型、正压型、增安型;变压器、电抗线圈、仪表用的互感器等等为隔爆型、正压型、增安型;这些都要严格执行防止电火花与开采所产生的气体发生爆炸事故。经研究发现有部分钻井井场存在着不合理选型或者防爆电气设备不达标的行为,这不仅是严重不合理的违规操作行为,更是对生命财产安全的漠视和不负责任,为了安全生产必须杜绝和严厉打击这种行为,相关部门、相关企业要加强防范。
3.2 安装不规范
3.2.1 导线和电缆等导线在这种危险爆炸性环境中要避免直连,要分路,、有些钻井场采用直连线头。
3.2.2 金属密封圈损失或者安装不到位以及部分存在中性线敷设不正规,部分还存在防爆电动机的相关匹配线达不到防爆要求。一些钻井井场还存在电缆老化无保护行为,这样造成漏电与开采过程各种易燃易爆性气体的接触造成爆炸伤人事故。
部分设备本身不合格,在使用过程中也很难达到防爆的效果
3.相关措施和解决策略
加强对电气防爆设备的维修,对于达不到标准的设备进行重新检修 ,加强监督力度。对不不用或者暂时不用的设备,要切断相关的所有电源,防止意外事故的发生。对于没有接地线的安装要尽快按要求装设接地线,对于老化的电缆和保护管、衬垫进行更换。【3】非防爆产品不能允许在爆炸环境中使用。日常运行维护检查时,应尽量避免打开防爆电气设备的密封盒、接线盒、等其他装置,必要打开时要切断电源防止漏电与易燃易爆气体接触发生爆炸事故。防爆电气相关的设备必须按照严格的标准,现场实际检修操作时,未停止运行的机器不要随意打开以免产生电火花发生爆炸事故,要按照生产设备上面的使用规定停电后延迟一段时间,放进能量之后再打开盖子。在现场检测的过程中,不准使用非防爆类的仪器设施,所用工具采用无火花式防爆工具。必须更换防爆电气设备元件,防爆等级符合规定范围。最后就是加强对于从业人员作业人员专业素质的教训和培养,在提高劳动者自身素质的同时,也要加强防范意识,很多错误和危险事故都是在作业中因为疏忽引起的,在设备和技术得到提升的同时也要加强对自身工作和意识的防范,确保零事故。
4.结语
随着经济的发展,对于能源的需求日趋增长,石油、油田等行业越来越受到重视,成为关系国家经济命脉而不可或缺的产业。在我们发展的同时,作为高危行业的安全问题也不容忽视,我们我们直面电气防爆技术的发展现状面临问题采取解决措施,提高从业人员安全素质,尽量减少对人身生命财产安全的损害,促进经济又好又快的发展。
参考文献
[1] 赵李剑波,潭安萍;电气防爆技术问题分析[J];钻采工艺;2010年01期新.
关键词:电气设备防爆,防爆检查员,防爆基础工作
一、引言
龙煤矿山建设有限公司,建井工程处,主要为鸡西矿业集团井下开拓巷道,鸡西矿业集团所属煤矿都是高瓦斯矿井,为了防止井下瓦斯事故,井下电气设备防爆工作显得尤为重要,电气设备正常运行或故障状态下可能出现火花,电弧。热表面等,它们都具有一定的能量,可以成为总燃矿井瓦斯和煤尘的总火源。因此,煤矿井下电气设备防爆,对防止瓦斯、煤尘爆炸事故具有重要意义。
如何抓好电气设备防爆,加强现场管理,切实做好井下电气设备防爆工作,是目前煤矿机电工作的重要课题,下面结合建井工程处管理经验,谈谈如何抓好井下电气设备防爆工作。
二、电气设备防爆从源头抓起
煤矿井下条件恶劣,大部分电气设备安设在危险爆炸场所,必须使用符合国家标准的防爆设备,防爆电气设备只有符合防爆性能的各项技术要求是才能起到防爆作用。因此采购设备时必须经国家职能部门检验具有防爆合格证的设备。
三、机电管理部门设立防爆检查组
1、防爆组负责对井下电气防爆工作进行强化管理,杜绝电气失爆现象,保障井下电气设备安全运行,要认真把好设备的“三大关”即入井关、安装关、交接验收关。并定期入井检查电气设备防爆,发现失爆现象责令其基层单位整改。
2、设置防爆检查员,防爆检查员必须由责任心强,技术业务熟悉,坚持原则从事井下电气工作不少于3年并且具有高中以上文化程度,经培训考试合格的人员担任。
3、高瓦斯、煤与瓦斯突出工作面,要专职配一个防爆检查员,其他地点按区域配专职防爆检查员,防爆组必须保持队伍相对稳定,如因工作调动时,必须给机电处长批准。
4、防爆组对井下机电设备检查地点实行地区包干,落实到人,检查后必须如实填写记录。发现问题立即下整改通知单,责令有关单位限期整改,并将整改情况上报防爆组,防爆组将失爆问题在全处通报,并对相关责任人井下罚款。对其它单位也起到了警示教育。
5、防爆组对井下电气设备的检查每周不得少于1次
6、防爆组对井下新安装的设备必须进行验收防爆合格后,方可投入运行。
7、防爆组对入井设备防爆、防爆性能检查和对井下电气设备防爆合格证的签发,确保井下机电设备的防爆性能,对使用没有防爆合格的设备追究相关人员责任。
四、工区机电段配兼职的电气防爆员
1、电气防爆检查员负责对井下防爆电气设备和小型电器的防爆性能进行检查和维修,负责对电气设备和线路检查、管理、维护,发现电气设备失爆现象立即处理,在开关腔体内装有防爆设备检查记录,谁检查谁签字,检查记录上写维修内容和日期。
2、电气防爆员必须培训中心培训取得安全资格证后,方可上岗。
3、防爆电气设备的安装由井下电钳工完成,电气防爆检查员负责验收。设备应尽量设在顶板好、无淋水的地方,设备的安装,连接,铺设必须符合《煤矿安全规程》规定,保证其防爆性能,防爆设备安装后,由处组织有关人员进行检查验收,验收合格后方可投入使用。
五、制定防爆设备管理制度
处机关管理部门要依据防爆性有关规定,组织全处电气防爆检查员,兼职电气防爆检查员,机电管理干部学习,使他们掌握好电气设备的防爆标准,认真落实职责,杜绝失爆发生。
六、井下电气设备防爆检查
1、兼职电气防爆检查员每天对运行中的设备进行巡回检查。
2、电气防爆检查员,按照负责区域对运行中的设备定期循环检查,做到不漏检,每一台设备出现失爆问题,现场及时整改。
3、井下工作面防爆检查包括电钳工,做到每一个工作面、每一台设备都有人负责。
4、电气防爆检查员检查出的失爆问题,均按照“隐患闭环管理”流程处理。现场如发现失爆、甩保护等重大问题,则停电令其立即处理,达不到安全生产标准不许作业,检查员每天填写防爆检查记录。
5、处每月召开一次机电例会,由机电处长主持,召集各工区机电主任、机电段长、机电技术员参加,例会上通报各工区防爆检查问题,对责任人进行经济处罚并通报全处。
七、抓防爆管理重在抓基础工作
各工区机电段在安设机电设备时必须按防爆要求,从一个螺丝、一个弹簧垫、一个胶圈做起,做到安设任何一台设备,防爆率必须达到100%,不留死角,不留隐患。
经常组织员工学习,增加井下安全意识,树立高沼气矿井瓦斯为天的思想,要避免瓦斯事故就必须做好井下电气设备防爆工作。
八、结束语
关键词:矿井;电气设备;防爆电气设备;安全生产
中图分类号:TD684
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2012)15-0136-03
煤矿矿井内的环境条件很差,含有瓦斯、CO等多种易燃易爆气体和大量煤尘。煤矿火灾事故多有发生,其中一个很重要的原因就是电气设备运行管理中出现了问题,如过载、短路、电弧火花、漏电、静电等很多因素都有引起火灾和爆炸的可能,基本上主观因素占绝大多数。所以,严格遵守矿井电气设备操作相关规定,从思想上重视,谨慎行事对做好矿井防火工作至关重要。而随着我国矿井火灾爆炸事故越来越成为一个不可忽视的问题之一,国家近几年也在不断加强对煤矿安全生产的管理工作,尤其对电气设备的质量问题有了更为严格的要求,基本上采用矿用隔爆型和增安型设备,确保矿井用电安全。
预防电气火灾首先必须消除潜在的火灾隐患,电气设备引起火灾的途径不外乎有两个,一个是电火花,另一个是局部热量聚集,导致温度过高,达到可燃气体的燃点。所以就要将着手点就要放在这里,即找到有效的控制手段,充分了解电气设备的特点及使用注意事项,尤其要掌握其过热点、火花放电信号及其环境特征等信息,必须尽一切努力控制过热点及电火花的产生,例如工人及其他工作人员在矿井中使用的通讯工具、测量工具或是控制系统等都要确保使低电压的,可大大减
少风险。
1 防爆电气设备的质量要求
1.1 通用要求
依据“GB3836”防爆标准,防爆电气设备质量通用要求主要包括以下方面:设备运行环境温度必须在-20℃~40℃范围内;设备的外壳必须满足防爆要求;设备的紧固件,如螺栓、螺母、弹簧垫等必须满足防爆要求;设备必须设置开盖断电连锁装置;设备导线穿管材料必须绝缘;设备导线接线盒和接线端子必须满足防爆要求;电缆引入装置的密封装置必须满足防爆要求;设备外壳内外其保护作用的接地端子必须满足要求;任何防爆设备均必须带铭牌标志,总标志为Ex,例如ExdI表示隔爆型电器,ExibI表示隔爆兼本安型电器,并且铭牌上还应有其他详细信息,如防爆型式、类型、绝缘等级、温度、防爆合格证编号、煤安标志及出厂日期等等。以上要求都是硬性要求,检查时必须严格认真,如发现有一项有出入,必须杜绝使用。
1.2 特殊要求
除通用要求外,规范还对防爆电气设备还有针对性地作了一些特殊的要求,主要有三点:一是电气间隙。例如380V的电气间隙为8mm,127V的电气间隙为6mm,6000V的电气间隙为60mm。对此规定主要是为防止井内电气设备出现短路电弧,引起电火花。二是防护等级。防护等级就是电气设备防外物(粉尘)和防水的等级,表示方法为“IP××”表示,头一个“×”表示防外物等级,后一个表示防水等级,如“IP72”就说明设备防外物7级,防水2级,防外物最高7级,防水最高9级。三是设备防爆类别。煤矿井下电气设备都为Ⅰ类,对应含有甲烷混合物的爆炸性环境,工厂的防爆电器为Ⅱ类,对应含有除甲烷外的其他混合物的爆炸性环境。
2 防爆电气设备的质量控制
2.1 防爆电气设备配件选择
采购防爆电气设备配件时,需要认真的对厂家进行筛选,货比三家。供应商应满足的标准为:品种规格全、产品性能可靠、质量优秀、价格体系优惠、完备的售后服务、能广泛满足不同用户要求。在签订合同时,清楚的填写各项条款,包括设备的价格、质量标准、验收标准、出厂标准、设备安装与调试、包装标准、运输方式、售后服务。违约责任等方面事宜。
2.2 防爆电气设备、配件的质量监督
首先,验收时,对装箱单、设备名称、规格型号、技术参数、出厂标准等内容进行逐一核实。不得验收不配套的设备。其次,供货厂家应与设备上的铭牌相符,与合同实际签订的供货商一致,设备外壳应有防爆标志“EX”,防爆合格证、产品质量合格证、安全证书编号等各种证件齐全。最后,放爆电气设备质量检验、验收合格的标准为:包装和外壳完好无缺;专用的仪器仪表、设备经专业技术人员和具有相关资质检验能力的部门检测后合格。如发现各种质量安全问题要认真及时填好验收记录,联系厂商共同复检,将质量问题处理结果上报上级部门和质检部门。
3 矿用防爆电气设备防爆措施
3.1 控制电气设备表面温度
在煤矿矿井内,在无煤粉沉积的情况下,防爆电气设备表面最高温度按规定要控制在450℃以内;而在存在煤粉沉积的情况下,其表面最高温度则必须控制在150℃以内;如果进内存在粉尘、纤维等易燃易爆物质,设备表面最高温度要控制在125℃以内,而观察到粉尘沉积厚度不超过5mm情况下,设备表面最高温度一般以控制在其燃点的2/3以内为准,也有要求需比引燃温度低75℃。
3.2 设备的环境要求
在煤矿矿井内,电气插座安装数量要控制到最小,并尽最大可能控制携带式或移动式设备的数量。防爆电气设备的数量不宜多,事实上也对节省开支有利。若电气设备具有危险性,其安装位置要避开危险环境,若无法避开危险环境,则选择安装的位置的危险系数要最低。
3.3 设备要有防爆性
采煤机、刮板输送机、转载机、顺槽带式输送机、破碎机等煤矿机械防爆性能都要好,安全可靠。避免在电气设备于分合闸时出现电火花引爆井下爆炸性混合物。
3.4 防爆设备类型的选择
防爆设备类型共有10种,主要几种为隔爆型、本安型、增安型以及特殊防爆型。隔爆型可以说是煤矿井内应用最普遍的防爆电气设备,例如各种防爆开关、防爆电动机等都是属于这一类型,防爆原理就是设备装有耐爆、隔爆的坚强外壳,能够很好地将电火花隔开,防止其引出点燃井下爆炸性混合物。增安型设备如矿用变压器、蓄电池机车、矿灯等都属于这一类型,防爆原理就是在设备的结构、制造等方面,采取如增大电气间隙和爬电距离;提高绝缘材料的等级;加强导线的连接等措施以尽最大可能地提高安全程度,满足电气防爆要求。本质安全型设备如井下通讯工具、监控系统及仪器仪表等都属于这一类型,其最最大输出功率规定不能超过25W,防爆原理就是尽量削弱设备电火花能量值,保证即便产生的电火光也不足以点燃爆炸性混合物。特殊防爆型如电机车、矿灯等都属于这一类型,防爆原理就是在增安型的基础上另外采取特殊的防爆措施。
4 防爆电器设备的使用维护
4.1 防爆电器设备下井条件
根据《煤矿安全规程》452条的规定,防爆电气设备入井前应检查其“产品合格证”、“防爆合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能,检查合格并签发合格证后,方准下井。
4.2 电器失爆情况处理
需要成立井下防爆检查组,定期检查井下防爆电气设备,防止电器失爆现象的发生。在检查工作中要注意下面几个问题:隔爆外壳存在裂纹、小洞、严重变形、严重锈蚀、开焊问题;隔爆外壳螺丝存在不全、松动、缺少、滑扣的问题;隔爆接合面间隙超限、划伤以及斑点超限;电缆进线口胶圈不合格、无金属堵板;电气间隙和爬电距离不能达到要求,此距离宁大不可小;两隔爆腔连通,导致压力重叠的情况;开盖闭锁变形、损坏等情况。
4.3 防爆电器设备管理
在煤矿井下电气设备运行过程中,需要派专门人员对其进行管理,必须做到以下几点基本工作:第一,爱惜防爆电气设备,如保护其不受炮崩、水淋、埋压等损坏;第二,定期对设备隔爆外壳进行内外两面涂漆以防其生锈,对于湿度较大的矿井,每3~7d就要对设备隔爆接合面涂一次防锈油,还可采取磷化、镀鉻等措施以防其生锈;第三,对于出现过失爆现象的电气设备,必须杜绝继续使用,应即刻更换。
5 结语
在煤矿安全生产重要性日益日高的今天,防爆电气设备也在其中占据着越来越重要的地位,工作人员除了要在电气设备运行中认真管理外,还要在采购时进行严格的质量把关。在不久的将来,一定会出现更多性能更加优良的新产品、新技术,当然,对其及时了解也是工作人员的责任。
参考文献
[1] 郭卫民,卢杉.采取防爆措施减少煤矿电气事故[J].电气防爆,2009,(1).
[2] 廉芳.矿井电气设备的防爆改造[J].科技情报开发与经济,2004,(10).
防爆电气设备在煤矿、化工、石油等领域的安全生产方面运用广泛且作用极大。防爆电气设备种类较多,主要包括:防爆成套设备、防爆电机、防爆变频器、防爆灯、防爆仪表等。这些设备在日常的运行中,由于受环境、材料的磨损与老化、检查维护不及时等诸多因素的影响,使其防爆性能长期得不到有效保障,轻则导致防爆性能降低,重则使其丧失防爆性,造成重大安全隐患。因此,要定期对防爆电气设备进行细致入微的检查和维护,对其安全性和可使用性进行有效评估,对于维修后不达标的设备应降低防爆等级使用或者停止使用。
1确保防爆电气设备的质量合格
(1)追根溯源,防爆电气设备的出厂质量对其运行的安全性和稳定性起到决定性的作用,因此一定要严把采购关。采购时,一定进行多家比较,比价格的同时更要注重质量的比较,招投标时,设备的供应商应该具备:性能好、质量优、价格合理、售后服务完备、能适应不同环境等相应条件。在签订采购合同时,应对设备的质量标准、验收标准、设备的调试与维护、售后服务、技术指导等方面进行明确说明,避免后顾之忧。(2)防爆电气设备的验收入库时,务必要仔细核实设备名称、技术参数、规格型号、出场标准和装箱单等相关信息,确保设备信息与签订合同条款一致。设备的各种证件要齐全,如:产品质量合格证、煤安证,防爆证,设备的壳体上应有的相关防爆标志。(3)设备的采购流程要有制度保证,要明确责任,责任到人。采购的台账、采购合同、出入库记录、安装调试记录、运行记录、维修记录、每一个环节都要建立起相应的保障制度,从基层管理抓起。认真遵守安全生产各项规定,结合设备运行实际情况,及时联系厂家定期对设备进行维护和升级改造,实现电气设备的本质安全。(4)防爆电气设备的质量一定要贯彻执行国家相关部门制定的标准和要求,强制性“3C”认证,确保设备采购各个环节经得起检验。
2工作环境对防爆电气设备的影响
防爆电气设备在实际运行中,受工作条件和工作环境的影响较大,恶劣的环境会对防爆电气设备的性能造成很大影响,长时间的不利影响会使其防爆性能降低,严重的甚至会造成其防爆性能的丧失。通常情况这些不利因素主要包括:(1)环境潮湿,潮湿会对设备绝缘产生较大影响,发生漏电或者电击穿现象,而且潮湿容易使设备生锈,腐蚀;(2)温度,矿井下较高的温度,会造成设备的绕组以及表面温度过高,不利于设备散热同时也会降低绝缘材料的寿命,影像设备运行和防爆安全;(3)腐蚀,严重的腐蚀对防爆电气设备的危害极大,不仅会使设备的防爆接合面锈蚀、破坏设备壳体的防爆等级,还会使导体,影响设备的绝缘效果。
3加强对防爆电气设备的检查、维护和维修
完备细致的机电设备检修制度能及时发现设备故障和存在的各类安全隐患。因此,要加强日常巡检、维修和检查的力度,及时发现问题解决问题,将事故隐患扼杀在萌芽阶段,为此要建立健全责任追究制度、考核制度,使日常巡检真正发挥作用,杜绝机电设备事故的发生。根据检查的时间,检查可分为:初始检查、定期检查、抽样检查和连续检查,且每一次检查都要细致认真,通常要注意检查以下几个方面:(1)防爆电气设备的外壳是否有破损,裂纹,各个绝缘保护层是否腐蚀,接线盒是否牢固。充油型的防爆电气设备是否有漏油、渗油的情况,油面是否符合要求,增安型的电机,要有合适的保护装置保护绕组,正压型电气设备的的通风系统是否保持通畅。固定的螺栓是否牢固,防松装置是否齐全,密封垫圈是否压紧,这些问题都要逐一检查。(2)注意检查塑料弹性密封件是否有老化情况,设备的金属外壳是否被腐蚀生锈,防爆电气设备的接地和接零是否牢靠、符合要求,等电位连接是否规范,不合格的要及时改正,老化的元件要及时更换。(3)检查设备外壳否清洁,确保无有害物堆积,及时清理非金属表面的灰尘,防止静电,移动式电气设备的使用场所是否符合规定。检查设备外壳的螺钉是否紧固,受力是否均衡,设备的密封隔离装置是否安全规范。(4)检查防爆电气设备的供电是否可靠。电气保护装置要安全可靠,井下和地面变电所每年要准确统计用电负荷、参数变化,核算短路电流,为继电保护的计算提供可靠的数据支持。重要的电器设备属于一级负荷,不能断电,因此要提供两个独立的电源,当线路突然停电时,确保设备不断电,最好采用双回路供电,确保设备供电的连续性。(5)对巡检人员的维修技能培训、知识技能培训要加大力度、形式多样,确保其本领过硬,能解决各种疑难杂症。
4防爆电气设备进行的安全评价应注意的问题
设备使用部门应按照规定对防爆电气设备进行定期检查,并根据检查的结果对设备的安全性进行评估,然后决定对设备进行维护、修理或者报废。在进行安全评价时通常要注意以下问题:(1)评估检查结果和核对相关数据时,应重点查看增安型设备外壳内外元件的检查结果或者隔爆型设备的外壳检查结果等防爆设备的防爆结构方面的数据。(2)防爆电气设备的某些性能通过外观检查和常规检查并不能发现其内在问题,比如,固体绝缘材料和塑料外壳由于腐蚀老化,其强度会随时间逐渐降低,影响设备的安全性。因此,一些特定的元器件即使检查没有发现问题,若达到额定使用年限,也应该及时更换,设备若整体达到使用年限,应及时做报废处理,以免发生不可预知的事故。(3)安全评估时,也要重视防爆电气设备的电气性能。因为在很多情况下,设备的电气性能故障也会对防爆设备的防爆性能和其他相关设备造成严重影响。比如,增安型电机的绕组绝缘电阻降低,会严重影响电机自身的防爆安全性。
作者:刘贝佳 单位:煤炭科学技术研究院有限公司
关键词:石油钻采装备;电气产品;防爆型式;应用;
中图分类号:S972.7+4 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2014)-08-00-01
几年来国家对各行各业的安全更加注重,而进行石油钻探时的工作环境需要经常处于防爆区域,所以钻采时必须使用防爆的电气设备。
一、含爆炸性气体的环境危险区的划分
每一个国家对爆炸区域的划分都有各自的评判标准,我国将爆炸性气体出现的频率以及时间的长短等内容作为评判标准,将环境危险区划分为三个区域,分别是O区、1区以及2区,划分的具体标准如下所示:0区:环境出现爆炸性气体的时间较长或是连续出现的区域(大多数的情况下,0区只存在于密闭的空间环境中,如,贮罐,煤气罐等等);1区:环境中的爆炸性气体可能由正常的工作运转产生的区域;2区:环境中的爆炸性气体不会由正常的工作运行造成或者即使产生了气体也不会长时间的存在。
二、常用防爆电气装置的应用
根据使用电气设备的环境、工艺等方面的不同,应用的防爆装置也不同,大致可以分为以下几种类型:增安型、隔爆型、正压型、本质安全型、充砂型、浇封型等。
(一)防爆电机。目前,石油钻采的力度越来越大,机器的工作时间越来越长,这样,企业对钻采工具的使用周期、维修时间以及次数、安全性能的要求越来越高,而防爆机又是保证以上各方面的关键,所以,石油钻采系统越来越注重防爆机的安全性能。石油钻采系统经过长期的实践证明,无火花型电机、正压型电机以及增安型比较实用且适用,这些电机也逐渐的进入到行业中去。
1、增安型电机。增安型电机一般在正常的工作过程中,不会产生电火花、电弧或者高温等现象,需要对该机器进行电气和热以及机械等方面的的保护措施,避免在正常工作时产生电火花、电弧或者高温等危险的现象。该电机在进行了一定的安全防护措施之后,可以正常的在2区危险区域进行工作。由于增安型电机将传统的下水冷改变为上水冷,加装了防潮加热器以及监控系统,所以,该电机的防爆性能更加完善,并且还能对点击进行监控,性能更加安全,保证了石油钻采任务的安全进行。
2、无火花型电机。无火花型电机在正常工作的过程中不会点燃周围环境中的爆炸性的气体,而且不会将点燃出现故障的电机,遏制了爆炸的进一步发生。该电机除了与增安型电机的一些特殊规定(如,绕组温升、起动电流、试验绝缘介电强度的电压等等)外,其他方面的设计要求相同。无火花型电机符合防爆电器的设计规定,使用额定电压超过660V的电机,加热机以及其他接连件在接线盒内。
3、正压型电机。正压型电机具有一整套完美的通风系统,内部没有任何影响通风正常进行的阻碍、结构死角等;由不能够燃烧的材料制作而成,机械强度能够达到工作需;电机外壳以及主管道的内部能够保证足够大的正压以求与外界环境的大气压相适应;电机备有安全保护措施,例如,流量监测器、时间继电器、报警装置等等,这些保措施既能够保证机器的换气量,还能够完成电机无法正常工作时的报警任务。
(二)防爆箱。防爆箱适用于1区以及2区的爆炸气体危险区。一些防爆箱因为采用了模块化设计的原理,各个回路可以根据工作环境的具体情况进行自由的组合,防爆箱有两种类型,即隔爆型、正压型,本文简述隔爆型。
隔爆型的电气一般在通用性较强的设备中比较常用。隔爆型防爆箱的外壳能够承受箱体内部气体爆炸产生的压力,遏制爆炸性的气体向外界环境泄露,而引起更大的危害。在隔爆型防爆箱的箱体上在安装上一个接线箱,这样的组合仪器叫做/de0,该仪器能够在隔爆的壳体中使用可以产生火花的元件,减小仪器造价,然而有利必有弊,这用仪器由于是不同设备组装在一起形成的,所以仪器的体积较大,内部的小零件较多,如,螺丝钉。螺丝帽等等,在检修时步骤比未改装的更多,较麻烦,而且组合后的仪器散发的热量较多,散热也就成为该设备的一个重点问题。还有另外一种隔爆型防爆箱体叫做/ed0,这种设备的外壳是增安型,内部元件是隔爆型,对这种组合设备进行拆装时较/de0更方便,而且使用增安型的箱体装备设备,能够增加设备的防护等级,但是使用隔爆的电气元件会增加设备的成本,不利于推广使用。
(三)正压型电气设备。正压型设备可以使用在存有点燃源或者是密闭的环境中,将气体介质或者惰性气体导入设备的外壳中,从而形成一个相对稳定的过压,并且这种稳定的过压在实际的工作过程中依旧能够稳定的存在,这样就能够遏制可燃性的气体或者是易燃的粉尘等物质进入设备的外壳中,将可爆炸的环境与引燃源分隔开,防止爆炸的产生。从正压技术的原理上讲,正压技术可以应用于对可燃气体的分析。可燃气体经过管道进入分析仪的正压外壳,如果在设备工作的过程中出现可燃气体泄漏等问题,不会出现爆炸的现象,因为,这些泄漏的气体在正压外壳的内部会形成一个可燃性气体源,包含可燃性气体的管道以及分析仪叫做密闭容器系统,而这个密闭系统是一个无释放的系统。这个系统能够预见到气体的最大释放速度的有限以及无限性,对于气体的无限释放的情况下,这个系统能够利用惰性气体形成的过压阻止氧气进入设备的外壳中,使设备无法形成爆炸所需的环境。
三、总结
石油钻采使用的防爆电气设备要从经济以及通用角度考虑。在电气内部如果会产生电弧或是火花,而且周围环境为1区或是2区的气体环境中,要采用隔爆型的防爆箱,如果电气内部不会产生电弧或是火花,而且所处的也为1区或是2区的气体中,要使用防爆电机。面对着科技的发展日新月异的情况下,各种石油钻采使用的设备也应该不断地完善。
参考文献:
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[3]吕俊霞.电气防火与防爆的方法和技术[J],洁净与空调技术,2010(03)
[4]应一,魏桂梅.正压型防爆电机的相关试验[J],防爆电机,2011(02)
煤矿井下电气设备工作环境恶劣,空间狭小,通常为保证生产安全需安装防爆电气设备。防爆电气设备在长期运行过程中,因环境条件、使用方法及设备自身质量问题等因素的影响,会产生各类机械磨损、材料老化等问题,对其防爆性能产生影响,从而埋下事故隐患,因此,加强煤矿井下防爆电气设备安全管理尤为重要。
【关键词】
煤矿;井下;防爆电器设备;安全管理
引言
由于煤矿井下环境比较恶劣,对煤矿防爆电气设备的管理和维护就成为煤矿设备管理的重点和难点。煤矿井下环境中存在着大量的易燃易爆气体和固体,这对煤矿井下的大多数的电气设备的防爆性能起着决定性作用。下面就如何加强煤矿井下防爆电气设备安全管理,提升煤矿安全生产水平,谈谈自己的若干建议,以供同领域者研究者参考。
一、加强煤矿井下使用防爆电气设备的意义
煤矿井下各类电气设备,对其采取安全技术措施以后,保证其在一定的爆炸危险场所使用,实现安全供用电,那么这种电气设备通称为防爆电气设备。为了防止井下瓦斯煤尘发生爆炸事故,一方面要限制它们在空气中的含量,另一方面,要杜绝一切能够点燃矿井瓦斯煤尘造成爆炸的点火源和危险温度。煤矿井下可能引起瓦斯煤尘爆炸的火源由:电气设备的电火花、违章放炮产生的火焰、机械撞击和摩擦产生的火花、矿灯故障产生的火花、架线电机车或电缆破坏产生的电弧以及煤炭自燃、吸烟、明火等。电气设备正常运行或故障状态下可能出现火花、电弧、热表面和灼热颗粒等,它们都具有一定能量,可以成为点燃矿井瓦斯煤尘的点火源。由此可见,加强煤矿井下防爆电气设备安全管理意义重大。
二、煤矿井下电气设备防爆主要方式
一般电气设备防爆主要方式包括三个方面:其一,选择隔爆外壳,把电气元器件装在不传爆外壳中,将爆炸范围控制在内部,通常井下高低压开关设备、电动机等设备会采用隔爆外壳进行防爆;其二,增安,即针对电气设备采取必要的防护措施,防止发生设备过热、电火花及电弧现象等,比如提高绝缘强度、对最小电气间隙做出规定、限制表面温度升高等,一般情况下,电动机、变压器及照明灯等会选择该措施;其三,本质安全电路,所谓本安电路是指即使电路外露其所产生的火花也不会点燃瓦斯及煤尘,当然这类电路的电压值、电流值均相对较小,所以只能应用于通讯设备、仪表设备及自动控制系统等;其四,超前切断电源,该防爆措施是利用瓦斯、煤尘从接触火源到引发爆炸之间的时间差的特点,使电气设备在正常和故障状态下产生的热源或电火花在没引爆瓦斯、煤尘之前切断电源达到防爆目的。
三、强化煤矿井下防爆电器设备安全管理的若干建议
(一)严把井下电气设备防爆关
第一,严把检修关。隔爆电气设备检修后,要保证台台合格、台台防爆。每台设备上井后,都解体检查,更换易损器件,防爆面经打磨后磷化、涂油,外壳如有变形,则要整形,并在外部涂上防锈漆,内腔涂耐弧漆;测定各防爆面间隙、隔爆面有效长度和各隔爆面参数;更换有裂纹的接线柱;操作、吸合机构要灵活可靠等等。第二,严把验收关。对检修后电气设备的验收,由技术员、防爆检查员共同负责,再次通电试验,测定隔爆技术参数,做好验收记录,新设备或外委大修设备到矿,由机电部组织相关使用单位,共同验收入库,登账建卡。第三,严把入井关。电气设备下井前再次通电试验,必须凭“防爆电气设备验收入井登记表”和“防爆合格标志”签发入井合格证。设备管理人员要定期、不定期的检查设备“入井合格证”。
(二)强化防爆电气设备供电可靠性
一方面,每年要对地面变电所、井下变电所进行用电负荷统计,一旦相关参数发生变化,则要对短路电流进行重新核算,以保证继电保护计算、整定及试验的准确性与可靠性。另一方面,一级负荷要采用双回路供电,即两个独立电源,以保证连续供电,一级负荷主要针对供电突然中断会导致设备严重损毁的、对人员生命产生威胁的、造成重大经济损失的负荷;二级负荷通常设一回路专用供电线路,条件允许也可以设置两回路供电,二级负荷主要指会由于停电而带来较大经济损失的负荷,比如生产系统中的主要设备等;三级负荷通常采用单回路供电线路即可。同时,井下供电系统中坚决杜绝“明接头”的现象,以保证电网对地绝缘良好。
(三)科学设置井下装置机械连锁
这是煤矿井下电器开关主要的连锁手段,对煤矿井下正常运行时产生火花或电弧的电气设备必须设有连锁装置,即电源接通时壳盖不能打开,壳盖打开后电源不能接通。连锁机构靠移动门盖的电气连锁,需注意连锁动作时不能破坏其防爆性能。考虑到煤矿紧急情况可能发生事故的原因,曾经因有拉隔离开关引起电弧烧穿隔爆外壳引爆瓦斯事例,因此,防爆电气产品标准中对隔离开关有分断1倍到6倍额定电流的要求。
(四)建立健全相关监督检查机制
煤矿井下供电,不但要做到设备本身零部件完好无缺,而且要注重对各种安全保护装置的检查和管理,如检漏继电器、低压馈电开关等,要确保其性能良好,始终处于“待命”状态。其一,检漏继电器坚持每天近试一次,半月远试一次。其二,对运行中的馈电开关每月三次全面检查定值,核对保护系数。升井检修时校准过流整定值,并重新标上刻度。其三,煤电钻综保坚持每班做一次接地试验。该装置一次熔丝额定值不超过10A,二次不超过15A,煤电钻配用电缆必须采用截面不低于4mm2、长度不大于一百米的椽套电缆,并在煤电钻一端安装小链和卡兰,避免因外力将橡套拔出造成“羊尾巴”。其四,定期检查和试验风电闭锁装置。
四、结束语
一直以来,电气设备防爆的安全在煤矿安全生产中占据显著地位,其重要性不言而喻。因此,我们煤矿生产企业必须采取有效措施建立健全煤矿井下防爆电器设备安全管理工作,以提升煤矿企业的安全生产水平。
参考文献:
关键词:空调器;防爆设计;GB3836标准
空调器的电器部件,有可能产生异常高温、电火花、机械火花、电弧,甚至静电等危险因素,就是空调器中可能形成点燃危险环境的点燃源,要设计防爆空调,电气防爆就要从这些部件入手,依据GB3836系列标准,对不同的电器进行不同防爆型式的设计。
一、防爆压缩机
空调器制冷工作原理防爆压缩机是空调器的心脏,其外壳是由钢板密封焊接制成的压力容器,内装压缩机驱动电机、压缩机组件、压力保护装置、温度保护装置等部件,导线采用密封方式与外壳融为一体,外部仅留出连接插头,保证外壳密封性,其正常工作压力为0.4~2.0MPa。压缩机工作时,通过吸入和排出接口与外部冷凝器、蒸发器及管路连接,整体形成一个密封的空腔,内部为超出外部环境压力的正压腔体。对应防爆电气产品型式分析可知,nC型防爆电器中包含的气密结构产品,是通过熔焊,如钎焊、 铜焊、熔焊或玻璃与金属的熔接来达到气密性能,以阻止外部气体进入内部,使危险介质接触不到点燃源,从而实现防爆。结合压缩机的结构特性可知,该产品可依据GB3836.8-2003进行nC型设计或依据GB3836.5-2005进行正压型设计。
二、防爆室外机风机
防爆室外机风机主要作用是给冷凝器强制通风,使制冷剂从高温高压的气体变成中温的高压液体,由电动机和扇叶组成,室外机风机用电机通常功率相对大一些,而且其安装空间相对开阔,其设计方向比较多,电动机作为行业中比较常见的电器产品,通常可以依据GB3836.2-2010对该电动机进行隔爆型设计,或者依据GB3836.3-2010进行增安型设计,还可以依据GB3836.8-2003进行nA型设计。无论设计哪一种防爆型式都应注意扇叶作为运动部件是一个危险部件,应依据GB3836.1-2010进行相应的保护或限制。
三、防爆室内风机
防爆室内风机主要作用是给蒸发器强制通风,加速低温低压的液态制冷剂对外热交换,把用户需要的冷风或热风送入工作区域。这个电动机一般结构外形不太大,安装空间也比较受限,建议根据GB3836.9-2006进行浇封型设计或依据GB3836.8-2003进行nA 或nC型设计,当然如果空间允许,最好实现的还是依据GB3836.2-2010进行隔爆型设计。同样这里的设计,也要注意扇叶的保护。
四、室外机控制电路
室外机控制电路主要针对室外机风机起动/保护、压缩机起动/保护等动作进行控制,一般包含电路板、电容等器件,这一部分的电器元件较为零散,包含电容、电阻、电感、半导体甚至继电器、接触器等多种元件,既有可能产生火花,也有可能产生高温,为了简单处理,可根据隔爆型产品的原理,对这一部分进行设计。隔爆型电气设备是指具有隔爆外壳的电气设备,隔爆外壳是指能承受内部的爆炸压力,并能阻止爆炸火焰向周围环境传播的防爆外壳。显然,这一方案就是把上述所有器件用一个符合隔爆要求的壳体容纳起来,实现防爆。
五、防爆换向电磁阀
防爆换向电磁阀是冷暖双功能空调专有器件,根据用户选择的制冷或制热功能,切换制冷剂流向,完成冷暖功能交换,由一个机械阀体和一个全塑封电磁线圈组成。根据电磁阀外壳为全塑封结构特点,结合防爆电器中浇封型或nC型产品分析,nC型在压缩机设计方向中已有解释,这里不做赘述。浇封型产品是将有可能引燃爆炸性混合物的火花和过热表面封入复合物。复合物一般是环氧树脂或其他可塑非金属化合物。显然换向电磁阀可以依据GB3836.8-2003进行nC型设计,当然如果要求保护等级较高,还可以依据GB3836.9-2006对该部件进行浇封型设计。
六、防爆室内/室外温度传感器
一般采用热电阻或热电偶式温度传感器,该器件为无源工作器件,仅作信号反馈,功率极低,属于简单原件范畴,无储能元件,外部通常是全塑封结构。考虑分析本质安全型电气产品、无火花型电器产品、nC气密型电器产品特点,无火花型电器产品即正常工作时不产生电弧、电火花或热表面的设备;nC不再赘述;本安型电器设备是将设备内部和暴露于潜在爆炸性环境的连接导线可能产生的电火花或热效应能量限制在不能产生点燃的水平。比对传感器特点和上述三种防爆型式特性,显然传感器可依据GB3836.8-2003进行nC型设计或nA型设计。当然,为了提高保护等级,也可以对该部件依据GB3836.4-2010进行本质安全性设计,如果依照GB3836.4-2010进行设计,就要考虑这个器件所连接的关联设备,同样须进行相应防爆型式的保护。
七、防爆电伴热带
防爆电伴热带是缠绕在压缩机上的预热器件,防止外部环境温度过低,压缩机无法起动时,对压缩机进行预热,保证空调器正常工作,这一部件通常采用半导体型式的伴热电缆实现,对于该部件,可在市场上采购已经取得防爆合格证的伴热电缆换装即可。
八、防爆辅助加热器
防爆辅助加热器当空调制热功能发挥后,还不能满足环境要求时,空调室内机配装的辅助加热器会发挥辅助加热功能,这个部件一般就是电阻式加热器,加热功率较高,是一个比较危险的部件,不建议在防爆空调中保留该功能,如果必须保留,那一定要对加热器的加热工作过程进行严格控制,以实现加热器温度管控,保证不会因为其异常高温点燃周边危险环境,因此可根据GB3836.3-2010电阻式加热器补充要求,对这一部件进行电器控制保护,控制其加热过程。
九、送风摆叶电机
送风摆叶电机主要是为了保证能够在最大空间及时送到冷/热风,而设置的风向导流摆叶驱动部件,一般功率不大,外形较小,不太容易进行防爆设计,当该电动机功率允许时,可依据GB3836.4-2010进行本质安全型设计。
十、室内机显示/接收/操作面板
这部分部件的主要作用,是为用户提供空调器工作状态显示,操控空调器的不同功能,一般柜机是由贴膜式按键、电路板、液晶显示器组成,挂机则是由遥控接收电路和液晶显示器组成,根据这些电路功率小、无打火器件的特点,可依据GB3836.4-2010进行本质安全型设计(注意关联部件要进行相应防爆型式的保护);当然,也有一些不太要求美观的场所,可以把这一操控部分直接移装入隔爆型壳体,但是对于遥控器控制的空调器,则需要把空调
遥控器改造成线控结构,把遥控器的发射部件一并移装入隔爆箱。
综上所述,本文对空调器各电器部件的设计方向做了一些简单介绍,由于爆炸性危险场所分类、分区不同,空调器设计方向不仅仅局限于此,以上所述各种设计方向,可根据需求,组合选择,不过无论各电器部件怎样设计,都应依照GB3836.15-2000的要求,对各器件间采用适用的电缆进行连接,保证电路连接可靠,等电位连接可靠。
参考文献:
[1] GB 3836.1-2010 爆炸性环境 [S].
[2] GB 3836.15-2000 爆炸性气体环境用电气设备 [S].
一、成立电气设备防爆管理领导小组,并明确领导小组职责。
1、防爆检查领导小组
组 长:矿长
副 组 长:机电矿长 生产矿长 开拓矿长 总工程师
成 员:机运科 生产科 通防科 供应科 矿相关区队。
领导小组下设办公室,由机运科长兼办公室主任。
2、防爆检查领导小组职责
矿 长:本单位防爆管理工作的第一责任人。
机电矿长:负责机电运输专业所管辖区域的防爆管理,是矿井防爆管理具体责任人,对采煤、掘进、巷修、通风、抽采、钻探等区域的防爆管理负监管责任。
生产矿长:负责对采煤、掘进、巷修等作业区域的防爆管理,对以上区域电气失爆管理负主要责任。
开拓矿长:负责对岩巷作业区域的防爆管理,对以上区域电气失爆管理负主要责任。
总工程师:负责对通风、抽采、钻探等作业区域的防爆管理,对以上区域电气失爆管理负主要责任。
机运科:
(1)负责机电运输专业所管辖区域的防爆管理,是矿井防爆管理具体执行者,对采煤、掘进、巷修、通风、抽采、钻探等区域的防爆管理负监管责任。
(2)在防爆检查领导组的直接领导下,按照防爆管理的总体要求,开展防爆电气的管理工作。
(3)负责组织全矿防爆电气管理工作的定期和不定期检查,确保防爆检查做到月度全覆盖。
(4)负责对矿井相关区队电气防爆工作开展情况及电气失爆情况日常监督、考核。
生产科:负责采煤、掘进、巷修等作业区域的日常防爆管理工作,对以上区域电气失爆管理负主要责任。
通防科:负责对通风、抽采、钻探等作业区域的防爆管理,对以上区域电气失爆管理负主要责任。
供应科:新设备配件到矿后,应先通知机运科进行联合验收,合格后方可入库,并下发防爆合格证。
相关区队:
(1)建立健全本队组防爆电气(器)安装、运行、维护、检查、管理、考核等制度,并落实在日常工作中,保证设备(设施)完好运行。
(2)配合各级管理部门对本队防爆电气(器)的检查,及时整改存在问题和隐患。
二、相关要求
1、矿井需进一步完善防爆管理制度,制度齐全完善、内容详实,符合矿井实际,从制度层面上,做到防爆检查、考核、追究等各个环节“有据可依、有章可循”。
2、防爆检查以“区队自检为主,相关科室监督管理”原则,一是各区队需配备有《电气设备防爆专项检查记录本》,要求区队对管辖范围内的所有电气设备进行检查,并认真填写记录;二是科室采取“定期检查、突击检查、专项检查”相结合方式,以做到防爆检查“多角度、全覆盖”,使其真正“不留死角、不留盲区”。
3、机运科负责制定矿井统一的《电气设备防爆专项检查记录本》,专项检查记录本需包含主要内容(设备编号、使用地点、检查人、检查日期等)。机运科每月对各区队防爆检查记录进行收集管理。
4、对井下电气设备防爆性能检查实行“群检和专检”相结合的检查办法,一是当班电工对电气设备在每班生产前进行1次检查;二是设备包机人对自己管辖的设备每天检查1次;三是机运科防爆检查员分工包片,每周检查不少于1次;四是机运科每月组织1次防爆性能专项检查;通过采取多种检查手段,加大检查力度,提升防爆检查水平。
关键词:地埋式污水处理厂 电气自控 防爆设计
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)04-0041-01
地埋式污水处理厂,顾名思义设置在地下的污水处理厂,它突破了传统污水处理厂的用地观念,科学合理的利用了地下的空间,为城市节约了更多的土地资源。地埋式污水处理厂与传统的污水处理厂的区别在于污水处理厂的主建筑设置在地下,绿化既能得到保证,又不需要设置卫生防护距离,占用的土地资源较少,为城市用地节省了开阔的空间。
1 地埋式污水处理厂的特点
由于地埋式污水处理厂设置在地下,这就导致了污水处理厂的运行工作人员不能整天到处理厂的现场去操作电气设备,所以就要求对于地下污水处理厂的各种电气设备需要采用自控式运转。一般对于地埋式建筑的电器设备都是采用PLC来进行远程控制。
在污水处理厂处理废水和污水的过程中,由于大量微生物对污水废水中的有机物的作用,会产生甲烷、硫化氢、氨气和二氧化碳等气体,而其中,甲烷和硫化氢都属于可燃气体,两者在火灾可燃气体中的级别均为甲级。由于地埋式污水处理厂的格栅间、生化池和调节池等一般都是地下封闭式的建筑,如此一来,甲烷和硫化氢等可燃气体就会充斥在建筑物内。按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的要求,地埋式污水处理厂的这些区域要划分为环境危险区域1区,也即这些区域要按照‘爆炸性气体环境’对其电气设备进行自控防爆设计。
2 地埋式污水处理厂防爆区的电气自控防爆设计
2.1 电气设计
地埋式污水处理厂防爆区的电气设计主要包括电气设备的选型、安装、接地、等电位以及电缆敷设等设计。根据‘爆炸性气体环境’的电力设计规定,要将在正常运行的时候会产生火花的电气设备布置在没有爆炸危险性或者是爆炸危险性比较小的地方,所以,厂区配电室和中央控制室这些功能区里的电气设备应该设置在防爆区以外,对于防爆区内的搅拌器、回流泵以及潜污泵等电器控制元件的断路器、热继电器以及接触器等,都应该设置在防爆区外的MCC柜内,而在现场只需要采用隔爆型按钮箱即可。而对于和防爆区内互相配套的格栅电控柜,最好在安装的时候将其设置在和防爆区相邻的膜池综合车间内,避免将电气控制柜安装在爆炸性环境之下。
对于格栅池和调节池这些封闭式建筑物,要对其设置有独立的通风系统以及地下维护检修的通道。根据计算,一般情况下,在通风频率为30次/每小时的时候,这些封闭区间的风压为95Pa,在这种风压下,通风所引起的空气流量可以很好的稀释封闭区间内的可燃性气体,并将其稀释到可燃性气体25%的爆炸下限值以下,可以达到一种比较理想的通风效果。
在地埋式污水处理厂的电力电缆的设计上,对于防爆区,其电缆都要采用铜芯的阻燃电缆,而且要将防爆区和防爆区以外的电缆分层架设。对于防爆区内的动力电缆,其按钮箱信号电缆的截面要在2.5平方米以上,相线和中性线的界面要一致。在敷设电力电缆的时候,一般要将电缆穿过钢管来辐射,对于穿过危险区域的电缆,其中间严禁有街头,如果是因为施工的不可抗性的话,要在接头出安装隔爆型行接线箱或者是接线盒。
由于防爆区中一般甲烷的含量比较大,甲烷是一种比空气轻的可燃气体,因此,根据电力电缆要远离爆炸性气体的原则,一般要将电缆敷设在防爆区的电缆沟里,而不是架设在顶上。而为了防止电缆沟内出现积水的情况,还需要在电缆沟的沟底设置一定坡度的终破,以将沟内积水就近排放出去。在电缆敷设完成之后,要在电缆沟内填充具有良好绝缘效果的石英砂。
对于地埋式污水处理厂,由于其建筑主体都埋在地底下,所以其接地系统利用底板以及池壁的钢筋网来作为接地体。通过侧壁的钢筋来作为自然引下线。底板和池壁的钢筋之间要结实地焊接起来,以形成一个完整的网状接地电气通路,污水处理厂内的电气接地和自控接地可以共用一组接地系统,并且该接地系统的接地电阻要小于1欧姆。对于建筑物内的电气装置接地极的接地干线、PE干线、电气设备非带电的金属外壳、金属制的栏杆、金属工艺管线、电缆金属外皮、以及支架等,对于所有这些金属材料的构件要组总等电位的联结。
2.2 自控设计
地埋式污水处理厂防爆区的自控设计主要包括了现场的仪表选型安装以及蓝线的敷设。仪表的工艺要求,对于污水处理厂的格栅间、生化池以及调节池的配置仪表分为在线检测仪表和现场检测仪表两种,其具体的配置情况如下:(1)现场检测仪表。安装在格栅间,用来检测液位的超声波液位计;安装在格栅间水泵出口,用来检侧压力的压力变送器和压力开关;安装在格栅水泵出口,用来检测流量的流量开关;安装在格栅间水泵出口,用来检测进水量的电磁流量计;安装在生化池,用来检测厌氧池进水温度的温度变送器。(2)在线检查仪表。安装在格栅间,用来检测甲烷、硫化氢和氨气值的气体检测报警仪;以下均是安装在生化池的,分别是用来检测污泥浓度的MLSS计、检测溶解氧含量的DO计、检测氧化还原电位的ORP计、检测PH值的PH计、检测NO3含量的NO3计、检测NH3含量的NH3计。
上面这些仪表都是位于地埋式污水处理厂防爆区的,所以其选型要符合国家防爆规定的相关要求,要采用国家通用的“爆炸性气体环境”专用防爆型产品。
3 结语
地埋式污水处理厂对于城市环境和城市用地等方面都具有良好的环境经济效益,由于这种经济效益,对地埋式污水处理厂的建设已经成为污水处理厂当下的发展趋势,但此同时也要加强对其的电气自控防爆设计,特别是在要加强其防爆区的电气设备的设计,这样才能保证地埋式污水处理厂的安全运行,只有安全生产,才能更好的提高其社会经济效益,否则就会起到反效果,得不偿失。
参考文献
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【关键词】 民爆企业 电气施工 失爆原因 防爆措施
电气施工中存在的爆炸问题是所有爆炸事故中占据比例最大的事故。尤其是针对一些电压较高的电气,在施工的过程中由于变压器或者是一些线路短路情况引起严重的火灾,通常火灾危险系数增大的情况下会引起爆炸事故的发生,这种事故引起的人员伤亡也较多,还会给国家的财产和人们的生民安全带来较大的损失。
1 电气施工出现失爆事故的主要原因
爆炸环境下的电气施工是一项技术性难度大、专业性强、涉及人员多,管理复杂的工作。避免失爆事故的发生,这既是施工项目的技术标准,又是安全施工的基本要求。因此,要最大限度地杜绝失爆事故的发生,就需要正确认识爆炸环境下的电气施工引起失爆事故发生的原因。从实践经验来看,造成失爆事故主要来自于以下几个方面。
1.1 电气处于易爆环境中
不同的生产场所中存在的可燃物质相对较多,其中最容易引起燃烧的生产部门是石油生产、煤炭生产和化工生产等。此外,还有一些火药或者炸药在接触到火源的情况下就会引起爆炸。可燃气体和粉尘纤维等遇到火源也容易引起燃烧,这些气体和粉尘在纺织工业和食品的加工厂最常见。一些物质在生产和储存的过程中容易和其他的物质混合形成易燃的气体,从而引发混合型的爆炸事故发生。
1.2 电气设备本身存在较大的危险性
大多数的电气设备是属于易燃的物质,在运行的过程中导体会有电流通过,从而引起导体发热,一些施工人员在施工的过程中会切断电流,从而使得设备产生短路的现象,外加一些设备的损坏较严重,较多的电气设备存在绝缘老化的现象,经过长时间的使用设备上面存在较多的污垢,受到化学腐蚀等情况的影响设备的绝缘强度进一步降低,电气发生短路,导线的连接点出现接触不良问题或是电气设备的通风不好就会引起火花,火花将施工现场周围的易燃、易爆品引发,就会发生爆炸或是火灾等事故。除此之外,电气设备存在静电也会产生较多的火花,当生产地的可燃物质浓度超过空气中的正常浓度指数时会发生爆炸事故。
1.3 电气设备的安装存在问题
一些电气设备的安装的过程中没有按照工程安装的具体规定进行安装导致出现错误,使得设备的运行的过程中出现较多问题,容易引发火灾或是爆炸事故的发生。例如将一些非防爆型的设备安装在有爆炸危险性的场所就会引发爆炸,将普通使用的照明灯安装在汽油气化室也会发生爆炸事故。
1.4 对电气设备的操作不当
工作人员在施工的过程中违反安全规定导致的爆炸事故屡见不鲜,一些施工人员对电气设备的使用方法不够了解,对电气设备的性能不清楚的情况下很容易导致操作失误引发电气的燃烧。例如,施工人员在带电设备周围使用喷灯,将明火拿到一些具有爆炸危险性的地方都可能引发爆炸。
2 爆炸环境中的电气施工防爆的主要措施
针对前文论述中电气施工易出现失爆事故的原因,结合实践体会,笔者人为,在爆炸环境下,电气施工中防爆问题可从如下几方面采取相应的措施。
2.1 严格按规范进行电气设备的安装施工
当环境中具有较多的爆炸性气体时,应该了解爆炸性气体的混合物名称,对这些物质进行分级和分组,然后再确定电气设备的防爆等级。电气设备的防爆等级应该高于爆炸环境中可燃物体的分级。此外,还应该根据爆炸危险环境确定电气设备的种类和结构,确保在特地环境下电气设备防爆的结构形式合理。一般情况下将电气设备的种类分为旋转电机、报警装置和灯具等,防爆形式主要有隔爆型、本质安全型和正压型等。应该按照具体的环境对防爆结构形式进行使用。例如在燃气锅炉房,可燃气体为沼气,主要成分是甲烷,所以电气设备的防爆等级应该确定为四级。若是锅炉房有增设备用电源时,应该考虑到电气设备的防爆等级满足长期使用的要求,如果不满足要求的情况下可以对防爆设备进行更新。对于燃气锅炉房内部的照明灯具在选型时应该选择防爆型的灯具,避免燃气在泄漏的情况下造成爆炸。
2.2 对施工环境中电气火源进行排查
当一些电气装置在正常运行时都会产生火花,这类装置避免在有爆炸危险性的场地设置,以免引发爆炸事故。此外,在一些具有爆炸危险性的场所不应该携带电气设备进入,必要情况下要使用电气设备时,应该对设备的类型进行合理选择,使其适应场地的具体环境情况。配电网络的额定电压应该高于线路导线的电压,当电压较低的情况下应该采用绝缘线进行施工。为了对绝缘线进行保护,应该将其设置在钢管内部进行保护,不应该铺设在外部使其遭受损坏。一些电力设备在铺设的过程中要使其避免受到机械的损伤,还要做好防潮、防腐、防晒的措施。施工人员应该对电力设备定期进行检修,对其运行管理过程中出现的问题及时发现并解决。当设备发生故障的情况下应该及时切断电源,避免发生短路引发火灾或是爆炸现象。
2.3 排除施工现场的可燃物质
电气施工现场应该时常保持通风,使得室内的空气正常流通,采取适当的方法排除施工现场的可燃可爆气体和粉尘物质,将空气中可燃物的浓度降至最低,避免过高的可燃物引发火灾或是爆炸。必要情况下对施工现场的温度适当的进行调节,为可燃易爆物质的储存提供安全的环境,确保电气装置的正常运行。施工现场采用机械通风时,提供的气体中不应该含有易燃、易爆物质。对可燃、易爆产品进行生产时,应该对这些物质加强管理,密封储存,避免气体发生泄漏引发爆炸。
3 结语
综述,民爆企业工程施工过程中使用到的电气设备应该按照设备具体类型分类储存,对施工中具有爆炸危险性的环境进行排查。对电气设备进行安装时,应该设置电缆通道和管道对线路实施保护,使用密封装置防止可燃气体的泄漏和传播,从而为施工创造安全的环境。电气安装中应该选用专业人员进行监督,避免施工人员操作失误引发更多的施工安全隐患,减少安装环节可能出现的爆炸问题。
参考文献:
关键词:煤矿电气设备;矿用一般设备;矿用防爆设备
中图分类号:TD68 文献标识码:A
1 煤矿电气设备的类型
由于井下环境的特殊性,所用的电气设备类型也与其他行业有所不同,总要求主要有:要有一定防爆能力的外壳;要有一定防水性;要尽量保证是绝缘体且设备越小越好,越轻越好;最后就是要防爆。
1.1 煤矿一般型电气设备
煤矿一般型电气设备的标志是KY,主要特点是虽然有防护功能,但是并没有防爆功能,并且仅仅适用于煤矿井下瓦斯浓度为零的地方,如煤矿场的地面。并且要求符合GB1217的规定。
1.2 煤矿防爆型电气设备
所谓的防爆设备指的是按照所使用的环境中引起爆炸的气体成分来设计的、防止混合物爆炸的电气设备。防爆型电气设备的标志是Ex。主要是应用在有潜在爆炸危险的场所。一般也分为两大类:第一类:煤矿用电气设备。第二类:煤矿以外的行业用电气设备。所有的煤矿防爆电气设备在进行设计、生产、验收等一系列过程中必须严格参照GB3836-2000标准。如果不符合这个标准,就视为不合格产品,严禁用于煤矿行业。
2 煤矿防爆电气设备的类型及所选用的防爆途径
2.1 增安型电气设备
增安型顾名思义就是增加设备的安全性以防爆炸。增安型设备指的是在没有任何故障的情况下运转不会产生可以把爆炸性混合气体引爆的物质。这就非常明确的把在运转时产生电火花的电气设备排除在增安型电气设备之外了。它采取的防爆途径不是安装隔爆外壳,而是用一定物理手段使电气设备的安全性有所增加。不安装隔爆外壳并不意味着其外壳材料可以随意选择,它的保护外壳也必须符合相关的标准才可以。比较常见的物理手段主要有:选择绝缘性比较强且不易随环境的变化而幅度大变化的材料;改变电与气的间隙大小;改变爬电距离;选用耐高温的材料。需要指明的是,增安型电气设备的防护指数比较低。增安型电气设备的英文标号是“e”。
2.2 隔爆型电气设备
隔爆型电气设备顾名思义就是隔离引爆源和易爆物的设备。隔爆型电气设备与增安型电气设备刚好相反,它选用的防爆途径是在电气设备上装上防爆外壳。这种类型的电气设备即便是在非问题状态运转时产生了可以引起爆炸的物质,它的防爆外壳也会把这些物质隔离在外壳里边,与充满爆炸混合物相互隔离,所以也不会引起爆炸,从而达到防止爆炸的目的。但是这也产生了一个问题,如果所选用的隔爆外壳因为本身的损坏或工人操作失误而失去了本身的隔爆性能的话,就会发生常见的失爆现象。因此,对于隔爆电气设备来讲,必须加强平时的维护和修理工作。隔爆型电气设备的英文标号是“d”。
2.3 本质安全型电气设备
本质安全型电路讲的是无论在什么测验条件下,电气设备的任一部件所产生的热效应或者摩擦产生的电火花都不能引爆环境中的爆炸混合物的线路系统,而拥有上述电路系统的电气设备就是本质安全型电气设备。其最大的特点是本身不能产生可以引爆混合气体的物质,而且是通过改善自身的电路系统来实现,并不是像增安型电气设备那样通过一些物理手段来实现。由于本质安全型电气设备的主要防爆原理就是通过设计相关的安全型电路来实现,所以其电路系统的日常维护与检查就显得至关重要 。本质安全型电气设备的英文标号是“i”。
2.4 正压型电气设备
正压型电气设备与前面介绍的两种设备相比,不同的是在防爆外壳内部并不是空气,而是充满了可以产生一定压力的其他气体,这样就使得外壳内的气体压力要大于外部环境的压力,也即外壳内是正压力,这样,外部混合物在压力的作用下就不可能进入到外壳内部,外壳内的部件产生的热量或电火花也就不能与爆炸性混合物相接触,也就实现了防爆的目的。其防爆途径的本质还是隔离了引爆源和爆炸物。其英文标号是“p”。
2.5 充砂型电气设备
该类型的电气设备与正压型电气设备的区别就是防爆外壳内充满的不是气体而是砂砾,这种做法是把产热部件所产生的热量转移到砂砾中,这样就可以避免使外壳温度过高而引爆爆炸混合物。砂砾起到的作用是转移热量。其英文标号是“q”。
2.6 隔爆兼本质安全型电气设备
就是把上述的2.2与2.3的电气设备结合到一起构成的电气设备,这种设备同时拥有两种防爆方式,提高了该设备的防爆性能和安全性。其英文标号是“di”。
除了上面所介绍的六种煤矿防爆电气设备以外,常见的还有Exo Ι、ExnΙ、ExmΙ等。它们的原理就是在上述几种防爆设备的原理基础上进行改良而形成的。尽管这些防爆电气设备的表现形式不同,但是其本质都是要阻止引爆物与被引爆物的相互结合,从而达到防爆的目的。所以,可以在现有的基础上,运用更多的先进技术来开发出更加安全,节能,环保,高效的防爆设备。
3 煤矿电气设备的选用
了解了上述煤矿电气设备的原理以后,还有一个重要的问题就是如何在煤矿的各个场合选用合适的电气设备。因为不同的电气设备的防爆性能以及结构的不同决定了他们使用场所的不同。各电器设备的使用必须严格按照有关执行标准来执行。煤矿一般型电气设备主要在井下瓦斯浓度为零、煤粉颗粒浓度没有爆炸危险的场所或者是在有些非地上工业生产厂有相似的生产环境的部门中使用。而在矿井内,如果瓦斯浓度比较低,那么类似于高、低压电机和电气设备、照明灯具、通信、自动化装置和仪表仪器就可以使用矿用一般型的,而在瓦斯浓度较高的场所,比如主要的通道,工作区,以及通风处,就要使用煤矿防爆型的电气产品。比如照明用的灯就要格外注意,因为瓦斯在浓度达到5%时就有可能被引爆。以上只是一些典型的场所如何选用正确的防爆电气设备。具体规定要参考《煤矿安全规程》的有关原则来做出正确的选择。
结语
煤矿安全始终是一件大事,而煤矿电气设备在煤矿的安全生产中所起的作用并非一两千字所能概况的,在具体的生产实践中只有牢固树立起正确选用煤矿电气设备的观念,才能避免更多意外事故的发生,从而保证人身财产安全。
关键词:钻机司钻房;电气柜;正压防爆系统
作为石油钻机的“心脏”,司钻房是显示与控制系统的核心部件,包含大量电气元件,且由于经常处于易燃易爆的工作环境之中,防爆系统就尤为必要。按照《石油设施电气设备安装一级一类和二类区域划分的推荐做法》要求,必须对司钻房电气柜安装合适的防爆系统,以此维护钻井工程与人员安全。正压力防爆技术能够从根本上实现电气柜防爆,增加电气元件防爆、防潮及防尘性能,提高司钻房的环境适应性,优化司钻房整体性能。
1.系统原理
一般,可燃气体、空气与点火源是发生爆炸不可或缺的三个因素,对司钻房电气柜采取防爆措施时必须避免同时满足三者的工作环境。正压防爆系统就是通过保持空气或不可燃性气体等防爆壳内部保护气体压力高于外部爆炸性环境压力,阻断爆炸物进入壳体接触点火源,由此来实现防爆目的。
按照正压防爆系统工作流程,在电气柜通电之前,必须先向柜内通入净化、干燥的保护气体,并迅速稀释或排出柜内危险气体,使柜内危险气体的浓度降至安全程度;在通电运行之后,必须自动关闭排气口,使柜内保护气体压力值不低于外界气压值;如果保护气体压力值过低,必须能够自动报警,打开排气口,并通入一定量保护气体,维持系统运转的稳定性。可燃气体传感器、防爆控制器、压力表等都是正压防爆系统必备设计。
2.优点分析
与本安型、增安型等其他防爆措施相比,正压防爆系统具有功率低、性能优、通用强等特点,能够同时满足司钻房多个电气柜的需求。司钻房配电盘设计容量一般为60A,基本不受正压防爆系统限制。外壳加工相对容易、耐腐蚀性与难燃性好,按《外壳防护等级的分类》规定,防护等级只要不低于IP40就能耐传导最高表面温度而不影响正压防爆性能,承受不低于200Pa的压力。壳体设计时,可根据本单位具体需求,灵活调整,通用性能优越。
3.结构设计
在选用材料与机械强度上,由于热表面温度本身就是极具危险的点燃源,因此,司钻房电气柜连接管道及正压外壳选材时必须谨慎,需选用一些不会损伤防爆性能的具有不燃性、难燃性、耐腐蚀性及耐高温的材料。对于塑料选材,要预防静电聚集,控制绝缘电阻范围;对于铝合金选择,则要预防机械火花,控制镁含量比重,使其不高于0.5%。电气柜连接管道及正压外壳受力程度要超过正常运行受力值的1.5倍,一般不低于200Pa,能够通过《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》规定的冲击试验。
在系统监控上,防爆控制器居于核心地位,能够对所有设备进行控制,往往采用隔爆形式。虽其内部所属的防爆控制回路、风机供电电路与配电箱供电电路自身并不具有防爆功能,但隔爆箱体足够坚固,能有效控制爆炸范围,不会引起箱外可燃性气体爆炸。控制器上涵括全部防爆设备的开关按钮,能够监测可燃性气体与电气柜内压力值情况,对于异常情况,能够及时发出防爆警报、切断非防爆电源。一般只有压力值出现异常5s以上,控制器才会起作用,提高了防爆系统的稳定性。
在通风设计上,为维持柜内气体正常压力,必须在外壳的适当部位设置一些进、排气口与进、出风管道相连,避免出现气体滞留问题,充分保持气流通畅,满足换气要求。可采用防爆鼓风机、空气压缩机、通风机等将清洁干燥的空气由进风管道通入,将爆炸性气体从出风口排出。通过调节进出口风闸,能够在柜内形成一定正压力,维持柜内正常压力值。
4.安全事项
防爆的目的在于维护安全,设计正压防爆系统必须将安全作为基本原则。钻机司钻房电气柜安装正压防爆装置时,需要着重考虑安全装置性能,确保选用与钻井爆炸危险环境相适宜的防爆安全产品。其一,必须设置流量检测器、压力控制器、可燃气体传感器、时间继电器等安全装置,以顺利进行保护气体换气,并将电气柜内爆炸性气体浓度比例控制在安全线以内。其中,最小换气量要符合国家标准,不得低于正压外壳与连接管道总容量的5倍。其二,正压外壳内的电气设备若无防爆功能则不能接通电源,电气柜内保护气体正压值降至最低规定值时,则必须切断电源及安全保护装置。保护气体供给系统出现故障,压力值异常时,要采用正压上限报警等安全装置。其三,在正压外壳泄露部位、进排气管口安置阻火元件器或其他阻挡层,防止柜内火花、炽热微粒溅出柜外,引起爆炸。根本上,司钻房电气柜防爆系统应结合自身实际情况,严格执行国家行业标准,做好安全装置设计与维修工作。
5.其他问题
首先,要做好防爆安检认证工作。按照国家相关防爆规定与标准,进行专业性、规范性防爆冲击试验,并到防爆电气检验中心进行认证,确保系统质量达标。
其次,司钻房电气柜与外部电气设备之间的连线,可直接导入外壳内部,但要做好连线拔脱的补救准备,避免损坏电气柜外壳的密封性能及正压防爆性能。进行司钻房多个电气柜排气管线连接时,要尽量简短连线长度,避免排气滞留,影响防爆安全。
再者,要限制防爆机柜的最高表面温度,不得使排气口、连接管道、正压外壳表面及易泄露部位的最高温度超过组别允许温度。当以上某个部件表面温度超过组别允许温度,保护气体又中断的时候,工作人员必须启用辅助冷却通风系统、将器件制成气密结构或采用发热元等措施,确保该部件在表面温度降至允许值时,才能与外界爆炸危险性气体接触。
6.结语
正压防爆系统广泛适用于充满爆炸性危险气体的工作环境,在钻井作业中应用前景广阔。特别随着我国石油开采行业的发展,正压防爆系统将进一步得到推广,它在运行中的表现出来的可靠性与安全性将备受瞩目,并在实践中摒弃不足、趋向完善。
参考文献:
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