确定危险场所的用途?便于选用防爆设备

2021-11-25 0 441

本期关于确定危险场所的用途可参考《NFPA国家电气规范(NEC)手册》,危险场所分类为在设计中实践独创性提供了机会,也便于我们根据环境来选择防爆电气设备

多年来,I类和1级分类意味着该设计将要求防爆设备,钢制导管和战略性放置的导管密封件。第100条将防爆设备定义为”封闭在能够承受其中可能发生的特定气体或蒸气爆炸并防止外壳周围的特定气体或蒸气被内部气体或蒸气的火花、闪光或爆炸点燃的设备,并且其外部温度下运行,使周围的易燃气氛不会因此而点燃。

可能引起电弧或火花并可能点燃大气层的设备通常应远离危险场所。有时,它无法避免,因此必须为适当的危险位置识别设备。今天,有更多的选择可以避免点火的电弧或火花。

防爆设备的使用时间比大多数其他保护方法都要长。防爆设备通常由导管入口和法兰接头组成。几乎不可能使螺纹接头气密。导管系统和设备外壳由于温度变化而”呼吸”,并且房间内的任何易燃气体或蒸气都会随着时间的推移而进入导管或外壳,从而产生爆炸性混合物。电弧可以产生爆炸。

如果在外壳或导管系统内发生爆炸,则必须充分限制燃烧的混合物或热气体,以防止点燃设备外部可能存在的任何爆炸性混合物。为了防止破裂,这可能会释放燃烧或热气体,外壳必须具有足够的强度来承受内部爆炸产生的压力。在爆炸过程中,气体通过外壳中存在的任何路径或开口逸出。

确定危险场所的用途?便于选用防爆设备
2017年版国家电气规范手册

防爆外壳的设计使得逸出的气体在通过与其宽度成比例的开口排出时将得到充分冷却。这方面的两个例子是旋入式接线盒盖和外壳主体与其盖板之间的紧密公差宽加工法兰。无论是法兰,螺纹,拉贝特还是为此目的设计的任何其他类型,接头的功能都是相同的。目的是冷却逸出的气体。

在爆炸条件下,平坦表面之间的间隙可能会增加,因为爆炸产生的内部压力往往会迫使表面分开。接头间隙的增加量取决于外壳部件的刚度,尺寸,强度,螺栓间距和爆炸压力。当没有内部压力时,测量接头宽度和间隙并不表示爆炸动态条件下的实际间隙。

确定危险场所的用途?便于选用防爆设备
2017年版国家电气规范手册

通常需要进行爆炸测试来证明外壳设计的可接受性。图3说明了正确安装所有提供的螺栓,螺钉,配件和盖子的必要性。发现螺栓丢失或不匹配是很常见的。如果缺少螺栓,则必须使用制造商指定的螺栓进行更换。

在我职业生涯的早期,我审查了一个进入汽油配送设施的组件。工艺设备由几个防爆外壳组成。该地区被列为I级,2级位置。具有管辖权的当局不会接受安装。

当我见到客户时,他递给我几个设备铭牌,上面有制造商的名字和UL列名日志,并表示他希望我把铭牌放在所有的外壳上。我告诉他我不能这样做,他需要联系UL。我能给他们的是安装的现场评估。

在我弄清楚之后,我检查了设备。我立即注意到所有设备法兰都损坏了。许多法兰上有划痕或划痕,这可能会损害法兰冷却逸出气体的能力。防爆设备的法兰需要防止损坏。我还注意到,管道涂料已被应用于导管螺纹。管道涂料可能会限制燃烧气体逸出的能力,这可能导致外壳破裂。显然,这个装置不会通过检查。丢弃设备将代价高昂,并延误项目。

我们集思广益,想出了一个解决方案。我建议,如果设计出吹扫和加压系统,则可以使用大多数现有设备。清除被定义为”在足够的流量和正压下向外壳提供保护气体以将最初存在的任何易燃气体或蒸汽的浓度降低到可接受水平的过程。清洗标准是NFPA 496,电气设备的吹扫和加压外壳。

我了解到该设施有来自安全位置的清洁空气来源,因此我们有一个潜在的解决方案。清洗系统将使用所有现有的外壳,这些外壳不再是防爆的。

每个外壳通常在压力下保持。吹扫用于去除易燃浓度的气体或蒸汽。一旦发生这种情况,外壳或外壳将作为加压外壳保持在正压状态。

加压被定义为在足够压力下为外壳提供保护气体的过程,无论是否连续流动,以防止易燃气体或蒸汽,可燃粉尘或可燃纤维进入。

加压可用于I类和II类位置。它还可以在1区和2区两个班级以及1区和2区位置使用。但是,在区域0位置不允许这样做。

NFPA 496规定了三种类型的加压要求。

  • X型加压允许使用适合受保护外壳内未分类位置的设备,否则设备需要适合1区或1区位置。
  • Y型增压允许使用适用于受保护外壳内2分区或2区位置的设备,否则设备需要适合1分区或1区位置。
  • Z型增压允许使用适用于受保护外壳内未分类位置的设备,否则设备需要适合分区2或区域2位置。

由于X型增压将外壳内的分类从1分区(或区域1)减少到非危险,因此这将允许在外壳中安装具有点火功能的设备。保护气体供应故障要求设备电源不适合该位置自动断电。但是,如果立即断电可能会造成更危险的情况,则设备的电源可以在短时间内保持打开状态。

由于Y型加压将外壳中的分类从1分区(或区域1)减少到分区2,因此允许在外壳中使用2分区位置允许的所有布线方法和设备。这允许许多设备通常是无痕和不火花的。设备还必须保持危险环境的温度限制。

Z型加压将外壳中的分类从2级减少到非危险性。

由于这是I类,2级位置,至少需要Z型加压。

在考虑使用加压时,重要的是要考虑效果。换句话说,不要用一个问题取代另一个问题。如果内部压力过大,具有内部压力的外壳可能会造成危险。必须采取预防措施来保护外壳免受保护气体供应的过压。预防措施可能包括超压释放装置。加压外壳必须保持在高于环境压力至少0.1英寸水的正压下,以防止危险环境进入。

允许使用空气,氮气和其他不易燃气体。然而,空气是最有可能使用的气体,因为它比更奇特的惰性气体更容易获得和使用。对于此安装,使用了压缩空气。在使用压缩空气的情况下,压缩机进气口必须位于非危险位置。NFPA 496指的是”正常仪器质量的空气”。目标是没有污染物(如油)的空气。必须保护供气管路免受机械损坏。

加压可以提供多个单独的外壳。如果任何机柜都可以隔离,则必须发出警报,警告机柜已被隔离。加压也用于保护控制室。在某些情况下,除了控制室之外,单个外壳也可能被加压。在房间分类减少的情况下可能会发生这种情况,但是在需要这种双重加压的情况下,设备可能需要进一步降低危害,并且两个系统必须彼此独立。

吹扫和加压外壳需要保护气体系统、管道保护和监控系统,以确保系统正常运行。但是,如果没有正确评级的设备,或者防爆设备的法兰损坏或可能损坏,则可能是一个实用的解决方案。NEC中有许多公认的保护技术,可以简化安装设计并降低成本。

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