选择适用于爆炸性环境的设备

 
许多工业型工艺流程的性质意味着爆炸性气体、蒸汽或粉尘环境的存在。 无论这些情况是工艺的副产品还是其过程中固有的危险,都须采取必要的预防措施来防范火灾或爆炸的发生。

 

爆炸三角图 1 显示了可引发火灾或爆炸的三个因素:

 

  • 燃料源
  • 点火源或热源
  • 氧气或其他氧化剂
爆炸三角图

燃料源

工业过程的燃料源通常可分为两类:

 

  • “气体”包括蒸汽和雾气。典型的“气体”燃料源可包括在化学和石化工艺流程中常见的氨、甲烷、氢、丙烷、乙烷和丁烷。
  • “粉尘”包括纤维和飞尘。典型的“粉尘”燃料源常为金属加工、食品和饮料生产、制药、造纸和木制品制造过程中产生的粉尘层和尘云。

 

点火源

潜在的点火源非常广泛,包括切割与焊接设备产生的火花、灼热表面、摩擦、撞击火花、静电放电、闪电等其他众多来源。

 

氧气

不仅应考虑空气中的氧气,还应考虑氯等氧化剂。

 

 

防爆

可通过有效抑制三角图中某一条边上的要素出现来规避火灾或爆炸。


防爆概念如下:切断氧气、移除燃料或潜在点火源,或是限制其存在。


可通过仔细考虑工艺环境、工艺设计和采用适用于所选保护方法的设备来实现上述措施。

 

 

 

ATEX 指令是什么?

ATEX 源于法语词“ATmosphères EXplosives(爆炸性环境)”。

 

目前存在两种欧盟 ATEX 指令:针对用于潜在爆炸性环境的设备的制造商的“设备指令” (ATEX 114) 2014/34/EU,和针对存在爆炸隐患环境中作业人员的健康和安全的“工作场所指令”(ATEX 137) 1999/92/EC

 

IEC 60079 系列标准(亦以 EU 2014/34/EU (ATEX) 指令为基础)提供了关于以下方面的详细指南:

 

  • 工厂内危险区的评估和分类。
  • 相关设备防爆方法的选择和实施。

 

 

本质安全ATEX障碍

 

 

 

什么是 ATEX 区域(zone)分类?

ATEX 1999/92/EC 工作场所指令规定了存在爆炸隐患的环境中的作业人员的健康和安全的最低保障要求。


根据该指令,要求全面评估和记录所有潜在爆炸风险,包括:

 

  • 易燃/易爆材料特性。
  • 潜在释放(持续、主要和次要)的来源和等级。
  • 通风和扩散。

 

而后上述信息将被用于根据存在爆炸性环境的可能性和频率确定工厂不同区域的特点。

 

ATEX / IEC 爆炸性环境的分类

 

 

 

 

ATEX zones 与 Class/Div

尽管 zone 系统基于 IEC 标准并在国际上得到了广泛应用,然而还有一些规定需以用户所在国家的相关法规为准。例如北美在建设和电气系统运营方面的相关条例即恰当体现了这一点。

 

美国《国家电气规范》 (NEC) 和《加拿大电气规范》 (CEC) 对危险区的定义有所不同,借助 Class 和 Division 的形式对其进行区分。

 

北美地区爆炸性环境的分类

 

但是应当注意,随着 NEC/CEC 法规的演变,zone 模式正在被日益接受。

 

 

 

什么是 ATEX 设备组和类别?

ATEX 设备指令 2014/34/EU 适用于用于地表/地上、地下和固定近海设施处的电气和/或机械设备。


该指令具体包括:

 

  • 预期用于潜在爆炸性环境,以及能够通过其自身的潜在点火源造成爆炸的所有设备。
  • 预期用于潜在爆炸性环境的保护系统。
  • 相关组件,其定义为对设备和保护系统的安全运行至关重要,但不具自主功能的所有部件。

 

制造商负责确保对所有相关产品执行关于特定产品类型的合规评估。

 

 

设备组

该指令范围内的设备和产品分为以下两组:

 

Group I – 采矿工业
适用于矿井中的地下设备和暴露于沼气和/或易燃粉尘排放风险之中的所有相关地表机械。

 

Group II – 非采矿工业
适用于在可能发生由气体、蒸汽、薄雾或空气/粉尘混合物引起的爆炸性环境的过程工业中使用的设备。

 

设备类别

根据所提供的防护等级,可将每个设备组进一步分为不同类别。

 

Group I 类别:

M1:

该类别的设备预期用于采矿,在处于爆炸性环境时需保持正常运行。

 

M2:

该类别的设备预期用于采矿,但在处于爆炸性环境时需断电。

 

Group II 类别:

设备类别 1

该类别的设备预期用于 Zone 0 区(气体)或 Zone 20 区(粉尘),须具备高水平的内在保护级别。即使在发生预期和罕见故障时,该设备也必须提供保护。在发生两个独立故障时,应保证安全性。

设备类别 2

该类别的设备预期用于 Zone 1 (气体)或 Zone 21 区(粉尘),须具备高水平的内在保护级别。即使在发生预期内的故障时,该设备也必须提供保护。在发生预期内故障的情况下,安全性须得到保证。

ATEX category 2 equipment

设备类别 3
该类别的设备预期用于 Zone 2 (气体)或 Zone 22 区(粉尘)。设备必须在常规操作期间提供必要的保护。

 

 

 

ATEX 保护方法

根据危险的性质和相关的特定工艺,可使用各种公认有效的防爆方法。


请参阅 IEC 60079 系列标准和规范的相关章节,其中对各类保护方法均提出了完整的要求。


下表概述了针对气体和粉尘的常见保护方法;显示了其适用的区域、保护方法和相关的 IEC 60079 参考。

 

保护类型 - 气体

ATEX 保护类型 - 气体

 

 

保护类型 - 粉尘

ATEX 保护类型 - 粉尘

 

 

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