目前磨煤机设计中的防爆要求及分析

发表时间:2020/12/15   来源:《电力设备》2020年第29期   作者:张永亮 何玉龙
[导读] 摘要:在电力、化工、建材、冶金四大行业中,磨煤机电气及仪表的设计对防爆有着不同的要求。
        (北京电力设备总厂有限公司  北京市  102401)
        摘要:在电力、化工、建材、冶金四大行业中,磨煤机电气及仪表的设计对防爆有着不同的要求。尤其近年来,对仪表防爆的要求越来越高、越来也细,在工程设计中必须特别留意,针对不同项目做具体设计。
        关键词:磨煤机;防爆;仪表
        一、磨煤机应用行业防爆要求分析
        我公司生产的磨煤机主要应用在大体分类的四个行业:电力行业(传统各大发电公司+一些大企业的自备电站)、化工行业(煤气化、煤制油等)、建材行业(各类水泥厂)、钢铁冶金行业。
        这四类行业,我厂磨煤机均很早之前就开始合作。最开始设计之初,有防爆要求的只有化工行业,并且要求比较细化,一般有具体的等级要求,比如气体防爆ⅡC区,温度级别要求T4,这样的话模拟量一般要求满足iaⅡCT4,其他类仪表满足dⅡC T4要求等等。其他三类行业一般不会做防爆要求。
        近年来,随着各个行业标准越来越规范,越来越严格,对磨煤机运行环境要求越来越高,导致对磨煤机及其配套设备要求也越来越高。通过这两年的统计分析,传统电力行业仍将磨煤机区域划为非防爆区域,不要求防爆,但不排除过两年后随着行业标准的提高,电力行业也会将防爆作为基本要求,因此电力行业设计需要做技术储备。非传统电力行业(电解行业的自备电等),随着传统电力行业的要求,一般也不要求防爆,但是化工行业的自备电项目目前已经有项目在要求防爆(最近的泉盛化工的动力站就要求防爆)。
        化工行业的防爆要求越来越高,最早的单纯仪表防爆+低压电机防爆(06年的华陆项目,中压电机当时无法做防爆),到现在的整体防爆,个别项目甚至要求气体防爆+粉尘防爆(东华科技的两个项目,阳泉化工跟碳鑫科技)。
        钢铁行业现在基本要求粉尘防爆,但根据各大钢铁设计院签的协议反映,电气件(电机及现场控制柜等)肯定要求防爆,但仪表各个项目要求不同,有的防爆有的不防爆,按照我的理解,钢铁行业应该整体要求电气防爆,后期可持续关注,并与设计院保持沟通。
        建材行业现在看有的项目要求防爆,有的项目没有要求,整体行业没有规范性东西,但大体跟钢铁行业相同,保持项目警惕性。
        二、防爆等级
        首先弄明白一个问题,为什么要防爆?是因为设备处在爆炸性环境中。现在流行的对防爆区域的划分,国际上基本有两种流派,美国和加拿大实施的NEC标准和欧洲电工协会的IEC标准,中国基本与IEC标准相同。爆炸性环境分为气体爆炸性环境和粉尘爆炸性环境。

为了满足在爆炸性环境中的安全运行,设备必须做防爆。防爆有很多种,也就是说有很多种方法可以满足防爆要求,比如隔爆,比如本质安全,比如正压等等。但是现在的各种爆炸性环境的标准,都指的是针对电气设备的,并没有专门仪表防爆的国家标准,仪表可以参考电气标准,但个人认为仪表的防爆标准应低于电气的。
        对于仪表来说,爆炸性区域分我0区、1区、2区(气体,0到2危险越来越小)、20区、21区、22区(粉尘,20到22危险越来越小),危险等级分为Ⅰ、ⅡA、ⅡB、ⅡC(对应气体的设备组别)、ⅢA、ⅢB、ⅢC(对应粉尘的设备组别),温度组别为T1、T2、T3、T4、T5、T6(等级越来越低)。由于ⅢA、ⅢB、ⅢC的设备组别为新版3836国标刚加进来的,原来笼统的称为粉尘防爆,并无组别代号,所以大多数仪表厂家也并无针对ⅢA、ⅢB、ⅢC的选项,但粉尘爆炸性环境下,电气设备(电机)必须要求粉尘防爆。
        另外,气体防爆和粉尘防爆,等级上来说并无高低之分,成本也没有绝对的高低之分,只是根据不同的爆炸环境做的不同的防爆形式而已。理论上讲,气体防爆和粉尘防爆也并不通用,因为气体防爆仪表的防护等级不一定高,但防护等级提高后的气体防爆仪表应该可以用在粉尘防爆环境下。值得注意的是,对于仪表来说,防护等级一般都很高,一般在IP65以上。
        三、防爆设计现状分析及困难
        我公司磨煤机应用的四大行业,除了电力外基本全要求防爆了。肯定的一点是,电气设备首先必须防爆,像电机、端子盒、控制柜(不放现场的可以不防爆)等,因为国家有明确的关于电气设备的防爆标准。但仪表来说,具体项目具体分析,因为仪表不同于电气设备,但可参考电气设备的防爆要求及区域。
        磨煤机项目防爆后,对整体成本会有所增加,集中在电气设备上,也就是电机、控制柜、端子盒等,对于纯粹仪表来说,成本增加有限。但设计难度增加很多。表现在:(1)仪表的选型。仪表有多重防爆形式,最常见有的有本安型、隔爆型、增安型等等。对于各种防爆形式适应于什么防爆区域?这个并没有明确的参考文献。这个在仪表选型时应着重注意。目前对于仪表来说,本安型应该是最高级别的防爆形式,理论上可适应于任何防爆区域。模拟量仪表大多可选择本安型。仪表选型的另一个难点是,很多仪表具备防爆能力,但不一定有防爆证书。原因之一就是国家没有统一的仪表防爆标准,并且防爆认证费用过高。另外现在各个行业对于防爆认知也处在一个混乱的阶段,只知道参考电气设备提出防爆要求,不管仪表是否有认证。另外粉尘防爆现在属于防爆Ⅲ区也是最近几年的提法,大部分厂家根本没有此类防爆认证。(2)防爆后,控制柜及端子盒出线盒均需预留防爆格兰(个别项目要求不锈钢甚至316材质),需要事先明确各种电缆规格。而这些电缆很大一部分是设计院甚至业主自行设计,并且像钢铁、水泥等行业设计水平较落后有随意性,部分项目现场安装才开电缆,造成设计偏差。
        四、结论
        近两年来防爆项目虽然在逐步增多,但防爆本质其实并没有改变,只不过将原来笼统的防爆要求具体化了。在做具体的磨煤机设计时,要根据技术协议的要求,认清何种防爆形式,做针对性的选型,灵活设计。
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