На предприятиях химической, нефтеперерабатываюшей и других отраслей промышленности технологический процесс производства связан с образованием различных легковоспламеняющихся жидкостей и горючих газов. Например, при изготовлении искусственного волокна используется горючий газ сероводород, в азотной промышленности — аммиак, в производстве синтетического каучука — ацетилен и т. п.
В нефтеперерабатывающей промышленности исходным продуктом для переработки служит сырая нефть. В результате переработки получается большое количество различных продуктов, в том числе горючие и легковоспламеняющиеся жидкости — бензин, керосин, толуол и др.
При этом технологический процесс переработки нефти сопровождается выделением внутри аппаратов и трубопроводов паров этих жидкостей и попутных горючих газов (этан, пропан, бутан и др.).
При неисправностях или авариях горючие газы и пары легковоспламеняющихся жидкостей могут попадать во внешнюю среду и в смеси с кислородом воздуха или другими окислителями (например, хлором) образовывать взрывоопасные смеси.
Взрывоопасность продуктов характеризуется температурой вспышки и температурой самовоспламенения горючих газов или паров легковоспламеняющихся жидкостей. Смесь горючих газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей с воздухом становится взрывоопасной только при определенной концентрации, причем существуют верхний и нижний пределы взрывоопасной концентрации.
Взрывная концентрация газовых и паровоздушных смесей определяется в объемных процентах, величины которых приводятся в специальных таблицах.
Взрывоопасные смеси с воздухом могут образовать также пыли и волокна некоторых веществ при переходе их во взвешенное состояние (например, угольная пыль, сахарная пудра, мука и др.).
Взрывоопасная концентрация смесей горючих пылей и волокон с воздухом определяется в г/м. Согласно «Правилам устройства электроустановок» горючие пыли и волокна относятся к взрывоопасным, если нижний предел их взрываемости не превышает 65 г/м3.
При разработке конструкции электрического оборудования для взрывоопасных установок учитываются физические свойства взрывоопасных смесей, в среде которых оно предназначено работать.
В зависимости от физических свойств взрывоопасные смеси горючих газов и паров разделяют на категории и группы.
Категория взрывоопасных смесей определяется величиной зазора (щелей) во фланцевых соединениях оболочки оборудования, через которые взрыв их не передается из оболочки в окружающую среду.
В зависимости от передачи взрыва через фланцевые зазоры в оболочке устанавливаются четыре (1, 2, 3 и 4) категории взрывоопасных смесей.
Группа взрывоопасной смеси определяется температурой самовоспламенения, в зависимости от которой взрывоопасные газо- и паровоздушные смеси подразделены на четыре группы (А. Б, Г и Д).
Во избежание возникновения взрыва температура частей электрического оборудования, соприкасающихся с взрывоопасной средой, должна быть во всех случаях значительно ниже температуры самовоспламенения взрывоопасной смеси данной группы.
Помещения и наружные установки, в которых по условиям технологического процесса могут образоваться взрывоопасные смеси с воздухом горючих газов, паров легковоспламеняющихся жидкостей, а также горючих пылей и волокон при переходе их во взвешенное состояние, называются взрывоопасными.
Взрывоопасные установки подразделяются на классы B-I, В-Ia, В-Iб, В-Iг, В-II и В-IIа.
К классу B-I относятся помещения, в которых выделяются горючие газы и пары, а к классу В-II — помещения, в которых выделяются пары и волокна, переходящие во взвешенное состояние и образующие с воздухом или другими окислителями взрывоопасные смеси при нормальных недлительных режимах работы.
Помещения класса B-Ia характеризуются возможностью выделения горючих газов и паров, а помещения класса В-IIа — горючих пылен и волокон, образующих взрывоопасные смеси с воздухом только в результате аварии или неисправностей.
Помещения класса B-Iб — это те же помещения, что и класса В-Ia, но отличающиеся одной из следующих особенностей:
-
горючие газы в этих помещениях обладают высоким нижним пределом взрываемости (15% и более) и резким запахом при предельно допустимой по санитарным нормам концентрации (например, аммиачные компрессорные);
-
наличием горючих газов и легковоспламеняющихся жидкостей в небольших количествах, не создающих общей взрывоопасной концентрации, причем работа с ними производится без открытого пламени (эти установки относятся к невзрывоопасным, если работа с ними производится в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтами).
К классу В-1г относятся наружные установки, содержащие легковоспламеняющиеся газы и пары жидкостей (например, газгольдеры, емкости), вблизи которых возможно появление взрывоопасных смесей в случае аварии или неисправностей.
Для работы во взрывоопасных установках следует применять специальное взрывозащищенное электрическое оборудование (машины, аппараты, светильники), конструкция которого должна обеспечивать безопасность применения в условиях взрывоопасной среды.
Такое оборудование должно отвечать следующим основным требованиям:
-
иметь повышенную механическую, противосыростную, химическую и термическую стойкость изоляции обмоток, что в известной степени предупредит возможность повреждения изоляции обмоток и возникновения искр;
-
нормально искрящие части машин и аппаратов (например, контактные кольца машин, контакты пускателей и др.) должны быть помещены в закрытую взрывонепроницаемую оболочку;
-
подвод тока должен осуществляться в специальных вводных устройствах, приспособленных для ввода кабеля или проводов в стальной трубе;
-
для электрических машин должны применяться подшипники качения шариковые.
Взрывозащищенное электрооборудование может иметь различные исполнения:
-
Взрывонепроницаемое;
-
Повышенной надежности против взрыва;
-
Маслонаполненное;
-
Продуваемое под избыточным давлением;
-
Искробезопасное;
-
Специальное.
Выбор исполнения электрического оборудования производится проектной организацией и зависит от класса взрывоопасной установки, в которой оно будет работать. Вид исполнения, а также категория и группа взрывоопасной смеси, в среде которой может работать данное оборудование, определяется по условным обозначениям, имеющимся на оборудовании.
Более подробные характеристики оборудования даны в «Правилах устройства электроустановок» (глава 7-3, Электроустановки во взрывоопасных зонах) и в «Правилах изготовления взрывозащищениого электрооборудования».
Для монтажа электропроводок во взрывоопасных помещениях могут применяться только водогазопроводные трубы. Применение электросварных (тонкостенных) труб, а также некондиционных водогазопроводных труб не допускается.
Соединение труб между собой, а также с электрическими машинами, аппаратами, светильниками и т. п. производят только на резьбе. Применение сварки для соединения труб и крепления их к конструкциям во избежание прожога не допускается.
Соединение, ответвление и протягивание проводов на длинных участках производят в специальных взрывозащищенных коробках. Тип коробки и марка прокладываемых в трубах проводов определяются проектом.
В целях предупреждения возможности передачи по трубам взрыва, случайно возникшего в машине или аппарате, и ограничения зоны его действия на трубопроводах устанавливают разделительные уплотнения.
Место установки на трубах разделительных уплотнений обычно указывается в проектах. Однако независимо от указаний проекта разделительные уплотнения должны быть установлены в местах ввода стальных труб в электрические машины и аппараты, при переходах трубных проводок из одного взрывоопасного помещения в другое (взрывоопасное или нормальное) или наружу.
При открытой прокладке во взрывоопасных установках стальные трубы электропроводки жестко закрепляют по всей длине, а также в местах ввода в машины, аппараты, светильники и т. п. так, чтобы не было смещения труб вдоль или поперек несущих конструкций.
Отверстия, через которые трубы выходит из взрывоопасных помещений, плотно заделывают несгораемыми материалами (например, глиной или цементным раствором) так, чтобы соединение соседних помещений и проникновение газов через щели и зазоры было исключено.
Смотрите также по этой теме: Вид взрывозащиты искробезопасная электрическая цепь