Взрывозащита электрооборудования во взрывоопасных газовых средах. Ознакомительное пособие

1.5. Электрооборудование как источник воспламенения

Само электрооборудование как единое целое к источникам воспламенения отнести трудно, но в нем могут возникать из вышеперечисленных следующие потенциальные источники воспламенения:

– нагретые поверхности;

– электрические искры;

– статическое электричество;

– электромагнитные волны.

Нагрев поверхностей может происходить по причине перехода электрической (магнитной, электромагнитной) энергии в тепловую.

Электрические искры могут возникать из-за нарушений электрических зазоров за счет появления непредусмотренных при эксплуатации оборудования замыканий.

Статическое электричество может возникать на изоляционных покрытиях токоведущих частей. Изоляционные покрытия проводников могут быть также подвержены электрическому пробою.

Примером электромагнитного потенциального источника воспламенения могут служить генерируемые осветительными устройствами синусоидальные токи третьей гармоники.

1.6. Возникновение взрывоопасной газовой среды

Возникновение взрывоопасной газовой среды может носить природо-технический характер – природо-технический объект возникновения взрывоопасной среды (ПТО), и бесприродо-технический характер – бесприродо-технический объект возникновения взрывоопасной среды (БТО).

Примером ПТО является горючий газ, естественным образом образующийся в шахте. К ПТО относятся взрывоопасные смеси газов, относящиеся к группе I.

Примером БТО являются утечки из технологического (или иного) оборудования горючего газа, пара, тумана или жидкости в атмосферу в объеме, достаточном для образования взрывоопасной газовой среды.

Существуют три основные степени утечки:

а) постоянная утечка – утечка, которая существует постоянно (часто или длительное время);

б) утечка первой степени – утечка, появление которой носит периодический или случайный характер при нормальном режиме работы технологического оборудования;

в) утечка второй степени – утечка, которая отсутствует при нормальном режиме работы технологического оборудования, а если она возникает, то редко и кратковременно.

Важным показателем является интенсивность (скорость) утечки – количество горючего вещества или пара, высвобождающееся в единицу времени из источника утечки (технологического или иного оборудования).

В классификации зон учитываются только относительно ограниченные утечки или количества веществ применительно к нормальным условиям эксплуатации или прогнозируемым отказам.

Следует стремиться к тому, чтобы число и размеры зон классов 0 или 1 были минимальными. Это может быть обеспечено выбором конструкции технологического оборудования и условиями его эксплуатации. Необходимо обеспечить, чтобы агрегаты и установки в основном относились к зоне класса 2 и не были взрывоопасными. Если утечка горючего вещества неизбежна, необходимо использовать такое технологическое оборудование, которое является источником утечек второй степени, а если и это невозможно, т. е. когда неизбежны утечки первой степени или они постоянные (непрерывные), то их число и интенсивность должны быть минимальными. При классификации зон перечисленные принципы имеют главное значение. Для снижения уровня взрывоопасности зоны конструкция, условия эксплуатации и размещение технологического оборудования должны быть такими, чтобы даже при авариях утечка горючего вещества в атмосферу была минимальной.

2. Обеспечение взрывозащиты оборудования

В зависимости от вида потенциального источника воспламенения могут применяться следующие меры технической защиты:

Изоляция взрыва – взрыв должен быть огражден, и должно быть гарантировано, что оболочка (корпус) является достаточно стойкой к воздействию пламени/взрыва, и распространение пламени во взрывоопасную зону не произойдет.

Изоляция источников воспламенения – как указанно выше, для инициации взрыва требуется наличие источника воспламенения. Должны быть приняты меры для изоляции источников воспламенения от взрывоопасной смеси, а также меры для поддержания этого состояния (поддержание давления в случае использования вида защиты продувки или уровня масла, в случае использования вида защиты уровня масла).

Недопущение возникновения источника означает, что приняты меры для недопущения возникновения активного источника воспламенения.

В случае выявления опасностей воспламенения, вызванных ударами молнии, установки должны быть защищены соответствующими средствами молниевой защиты.

В случае выявления опасностей воспламенения, вызванных ионизирующим излучением, излучение должно быть безопасно экранировано оболочкой.

Также должны быть исключены процессы, способные вызывать адиабатическое сжатие или ударные волны, энергия которых может вызвать воспламенение.

Как уже указывалось, взрыв может произойти тогда, когда одновременно присутствуют взрывоопасная (например, газовая) среда и потенциальный источник (источники) воспламенения. Термин «потенциальный источник воспламенения» означает, что существует вероятность, что такой источник может с какой-то вероятностью активизироваться (стать активным источником воспламенения) и воспламенить взрывоопасную среду. Если источник воспламенения из стадии потенциального перешел в активную стадию, то вероятность воспламенения им взрывоопасной среды становится стопроцентной (Р

= 1, где ИВ – источник воспламенения).

Признаем, что взрыв со стопроцентной вероятностью (Р

= 1) произойдет, если взрывоопасная среда присутствует постоянно (зона класса 0: Р

= 1), а источник воспламенения из потенциального стал активным (Р

= 1).

Укажем общее формальное выражение вероятности возникновения взрыва.

Р

= Р

? Р

,

где i – класс зоны (0; 1; 2)

х – знак умножения.

Поэтому, при наличии вероятности опасностей воспламенения (и дальнейшего взрыва) должны быть предприняты технические предупредительные и защитные меры по удалению активных источников воспламенения. Технические предупредительные и защитные меры должны нейтрализовать активные источники воспламенения либо снизить вероятность перехода потенциальных источников воспламенения в активные. Это может быть обеспечено средствами технической (конструкционной) защиты.

В зависимости от вида потенциального источника воспламенения могут применяться следующие меры технической защиты:

Меры, требующие внесение конструкционных дополнений:

Пламя должно быть ограждено, и гарантировано, что оболочка (корпус) является достаточно стойкой к воздействию пламени, и распространение пламени во взрывоопасную зону не произойдет.

В случае выявления опасностей воспламенения, вызванных ударами молнии, установки должны быть защищены соответствующими средствами молниевой защиты.

В случае выявления опасностей воспламенения, вызванных ионизирующим излучением, излучение должно быть безопасно экранировано оболочкой.

Должны быть исключены процессы, способные вызывать адиабатическое сжатие или ударные волны, энергия которых может вызвать воспламенение, например, внесением в конструкцию систему постепенного открывания заслонок и клапанов, установленных между секциями системы с высокими перепадами давления.

Т.е., меры, требующие внесение конструкционных дополнений, заключаются в том, что дополнительно к уже существующей конструкции, например, усиливается оболочка, оснащается средствами молниевой защиты, или в конструкцию добавляется система постепенного открывания заслонок и клапанов, и пр.