Взрывозащищенное оборудование

Классификация взрывоопасных зон

 

Классификация зон — это метод анализа и классификации окружающей среды, в которой может присутствовать взрывоопасная газовая смесь, проводимый с целью выбора электрооборудования и устройства электроустановок, эксплуатация которых в присутствии данной смеси должна быть безопасной. Классификацию проводят с учетом разделения взрывоопасных газовых смесей по категориям и группам.

 

Классификация по НПБ

Категория А. В помещении находятся (обращаются) горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °C в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Либо находятся (обращаются) вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа.

Категория Б. В помещении находятся (обращаются) горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 °C, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.

Классификация по ПУЭ

Зоны класса В-I — зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы, например при загрузке или разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых емкостях, и т. п.

Зоны класса В-Iа — зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

Зоны класса В-Iб — зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей и которые отличаются одной из следующих особенностей:

• Горючие газы в этих зонах обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (15 % и более) и резким запахом при предельно допустимых концентрациях (например, машинные залы аммиачных компрессорных и холодильных абсорбционных установок).

• Помещения производств, связанных с обращением газообразного водорода, в которых по условиям технологического процесса исключается образование взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5 % свободного объема помещения, имеют взрывоопасную зону только в верхней части помещения. Взрывоопасная зона условно принимается от отметки 0,75 общей высоты помещения, считая от уровня пола, но не выше кранового пути, если таковой имеется (например, помещения электролиза воды, зарядные станции тяговых и статерных аккумуляторных батарей).

К классу В-Iб относятся также зоны лабораторных и других помещений, в которых горючие газы и ЛВЖ имеются в небольших количествах, недостаточных для создания взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5 % свободного объема помещения, и в которых работа с горючими газами и ЛВЖ производится без применения открытого пламени. Эти зоны не относятся к взрывоопасным, если работа с горючими газами и ЛВЖ производится в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтами.

Зоны класса В-Iг — пространства у наружных установок: технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ, надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеры), эстакад для слива и налива ЛВЖ, открытых нефтеловушек, прудов-отстойников с плавающей нефтяной пленкой и т. п.

Зоны класса В-II — зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы (например, при загрузке и разгрузке технологических аппаратов).

Зоны класса В-IIа — зоны, расположенные в помещениях, в которых опасные состояния, как в зоне класса В-II, не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

Классификация по ГОСТ

Зона класса 0 Зона, в которой взрывоопасная среда присутствует постоянно или на протяжении длительного периода. Взрывоопасная зона класса 0 может иметь место только в пределах корпусов технологического оборудования.

Зона класса 1 Зона, в которой взрывоопасная среда может создаваться при нормальной работе.

Зона класса 2 Зона, в которой взрывоопасная среда при нормальных условиях эксплуатации отсутствует, а если возникает, то редко и продолжается недолго. В этих случаях возможные аварии катастрофических размеров (разрыв трубопроводов высокого давления или резервуаров значительной вместимости) не должны рассматриваться при проектировании электроустановок.

Зона класса 20 Зона, в которой горючая пыль в виде облака присутствует постоянно или часто при нормальном режиме работы оборудования в количестве, способном произвести концентрацию, достаточную для взрыва горючей или воспламеняемой пыли в смесях с воздухом, и/или где могут формироваться слои пыли произвольной или чрезмерной толщины.

Это может быть оболочка внутри области содержания пыли, где пыль может образовывать взрывчатые смеси часто или на длительный период времени. Это происходит обычно внутри оборудования.

Зона класса 21 Зона, не классифицируемая как зона класса 20, в которой горючая пыль в виде облака может присутствовать при нормальном режиме работы оборудования в количестве, способном произвести концентрацию, достаточную для взрыва горючей пыли в смесях с воздухом.

Эта зона может включать, кроме прочих, области в непосредственной близости от накопления пыли или мест освобождения и области, где присутствуют облака пыли, в которых при нормальном режиме работы может создаться концентрация, достаточная для взрыва горючей пыли в смесях с воздухом.

Зона класса 22 Зона, не классифицируемая как зона класса 21, в которых облака горючей пыли могут возникать редко и сохраняются только на короткий период или в которых накопление слоев горючей пыли может иметь место при ненормальном режиме работы, что может привести к возникновению способных воспламеняться смесей пыли в воздухе. Если, исходя из аномальных условий, устранение накоплений или слоев пыли не может быть гарантировано, тогда зону классифицируют как зону класса 21.

Эта зона может включать, кроме прочих, области вблизи оборудования, содержащего пыль, из которого пыль может улетучиваться через места утечки и образовывать отложения (например, помещения, в которых пыль может улетучиться со станка (фрезы) и затем оседать).

Защита электрооборудования

На практике очень трудно гарантировать эксплуатацию промышленных объектов, связанных с переработкой горючих материалов, таким образом, чтобы в воздухе отсутствовали горючие газы и в электрооборудовании не возникали источники воспламенения. Поэтому при наличии взрывоопасной газовой смеси следует использовать электрооборудование, конструкция которого до минимума снижает вероятность возникновения источника воспламенения. Одновременно необходимо учитывать то обстоятельство, что если вероятность возникновения взрывоопасной газовой смеси мала, то требования по взрывозащите к конструкции электрооборудования могут быть менее жесткими.

В соответствии со стандартом DIN EN 50014…50020 любое электрооборудование должно быть маркировано следующим образом:

• знак уровня взрывозащиты электрооборудования (2, 1, 0);

• знак Ех (Explosibles), указывающий на соответствие электрооборудования стандартам на взрывозащищенное электрооборудование;

• знак вида взрывозащиты (d, i, q, o, s, e, т.д.). Для взрывозащиты вида i обязательно указывается уровень взрывозащиты ia, ib или ic. Для взрывозащиты вида n соответственно ГОСТ Р 51330.14-99;

• знак группы или подгруппы электрооборудования (II, IIА, IIВ, IIС);

• знак температурного класса электрооборудования (Т1 ÷ Т6).

Знак Х используется в качестве дополнения к маркировке взрывозащиты для указания на специальные условия безопасного применения электрооборудования. Знак U используется в качестве дополнения к маркировке взрывозащиты для указания Ex-компонента.

В маркировке по взрывозащите могут иметь место дополнительные знаки и надписи в соответствии со стандартами на электрооборудование с отдельными видами взрывозащиты.

Пример

Ex EEx d IIC T3, где:

• Ex — символ сертификации оборудования тестирующими органами ЕС.
• EEx — символ оборудования, изготовленного в соответствии с директивами ATEX Евросоюза.
• d — тип защиты.
• IIC — группа взрывоопасности.

• T3 — температурный класс.

Маркировка по взрывозащите наносится на электрооборудование в виде цельного, не разделенного на части знака, помещенного в прямоугольник.

Искробезопасная электрическая цепь (i)

Искробезопасная электрическая цепь определяется как цепь, в которой разряды или термические воздействия, возникающие во время нормального режима работы электрооборудования, а также в аварийных режимах, не вызывают воспламенения взрывоопасной смеси. Вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» основывается на поддержании искробезопасного тока (напряжения, мощности или энергии) в электрической цепи. При этом под искробезопасным током (напряжением, мощностью или энергией) имеется в виду наибольший ток (напряжение, мощность или энергия) в электрической цепи, образующий разряды, который не вызывает воспламенения взрывоопасной смеси в предписанных соответствующими стандартами условиях испытаний.

Классификация газов по группам

Первая группа

I - все подземные рудники (метан), угольные шахты

Вторая группа

• IIA - большинство промышленных газов, в том числе метан, пропан, бутан, бензол, ацетон, этан, углекислый газ, моторное топливо, уксусная кислота, метанол, метилхлорид, толуол
• IIB – этилен, этиловый спирт, сероводород, бытовой газ, коксовый газ и другие промышленные газы

• IIC – водород, ацетилен, сероуглерод

Температурная классификация

Температурный класс электрооборудования обозначает максимальную температуру нагрева поверхности корпуса – она ни в коем случае не должна превышать температуру самовоспламенения паров, газов и пыли в воздухе, где находится это электрооборудование.

• T1 – 450°C
• T2 – 300-450°C
• T3 – 200-300°C
• T4 – 135-200°C
• T5 – 100-135°C

• T6 – 85-100°C

Температура самовоспламенения паров и газов

• Метан – 580°C
• Водород – 560°C
• Пропан – 493°C
• Этилен – 425°C
• Ацетилен – 305°C
• Бензин – 290°C

• Сероуглерод - 102°C

Температура самовоспламенения пыли

• Сахар – 460°C
• Дерево – 340°C
• Мука – 340°C
• Зерно – 300°C

• Чай - 300°C

Тип защиты

• d – Взрывонепроницаемая оболочка (Flameproof) 
  Допускается взрыв внутри прочной оболочки, но, благодаря специальным газогасящим отверстиям и щелям строго определённых размеров, взрыв не распространяется наружу, т.е. гасится 
  
  
• e – Повышенная защита (Increased Safety) 
  Электрооборудование, в котором изначально нет нормально искрящихся частей, а конструкция доработана так, чтобы не возникали нагревы, искры и дуги, способные воспламенить взрывоопасные смеси 
  
  
• o – Масляное заполнение (Oil Filled) 
  Электрооборудование погружается в минеральное масло так, чтобы не видно было частей, способных воспламенить горючую атмосферу 
  
  
• q – Кварцевое заполнение (Quartz Filled) 
  Электрооборудование, заполняется кварцевым наполнителем, который в случае воспламенения гасит внешний взрыв 
  
  
• m – Герметизация компаундом (Encapsulated) 
  Электрооборудование заливается специальным компаундом 
  
  
• p – Избыточное давление (Pressurized) 
  Заполнение или продувка оболочки воздухом или инертным газом под избыточным давлением позволяет снизить концентрацию взрывоопасного вещества внутри оболочки ниже критического уровня 
  
  
• i – Искробезопасная электрическая цепь (Intrinsically Safe) 
  В таких цепях поддерживаются искробезопасные уровни тока, напряжения и мощности, при которых разряды настолько слабы, что не могут вызвать воспламенение горючих газов 
  n – Non Incendive 
  Невоспламеняемое и искробезопасное электрооборудование (лопата, например) 
  
  

• s – Специальная взрывозащита (Special Protection) 
  Оборудование, в котором производитель предусмотрел какие-то специальные меры взрывозащиты