生產(chǎn)技術(shù)輔導(dǎo):機(jī)械電氣防火防爆安全技術(shù)

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【大綱考試內(nèi)容要求】:
    1.熟悉機(jī)械電氣火災(zāi)事故發(fā)生的原因;
    2.掌握防止機(jī)械電氣火災(zāi)事故的措施。
    3.了解與機(jī)械電氣安全相關(guān)的技術(shù)規(guī)程、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。
    【教材內(nèi)容】:
    第四節(jié)機(jī)械電氣防火防爆安全技術(shù)
    火災(zāi)和爆炸往往造成重大的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。機(jī)電裝置,特別是電氣裝置起火成災(zāi)的事例是很多見的。電氣原因造成火災(zāi)事故僅次于一般明火造成的火災(zāi)事故,居第二位。
    一、引燃源
    (一)電氣引燃源
    1.危險(xiǎn)溫度
    電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)發(fā)熱和溫度都限制在一定范圍內(nèi),但在異常情況下可能產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。
    1)過熱產(chǎn)生的危險(xiǎn)溫度
    (1)短路。發(fā)生短路時(shí),電流增大為正常時(shí)的數(shù)倍乃至數(shù)十倍,而產(chǎn)生的熱量又與電流的平方成正比,使得溫度急劇上升,產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。雷電放電電流極大,有類似短路電流但比短路電流更為強(qiáng)烈的熱效應(yīng),也可產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。
    (2)接觸不良。不可拆卸的接點(diǎn)連接不牢、焊接不良或接頭處夾有雜物,可拆卸的接頭連接不緊密或由于振動(dòng)而松動(dòng),可開閉的觸頭沒有足夠的接觸壓力或表面粗糙不平等,均可能增大接觸電阻,產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。特別是不同種類金屬連接處,由于二者的理化性能不同,連接將逐漸惡化,產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。
    (3)嚴(yán)重過載。過載量太大或過載時(shí)間太長,可產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。
    (4)鐵芯過熱。電氣設(shè)備鐵芯短路、線圈電壓過高、通電后不能吸合,可產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。
    (5)散熱失效。電氣設(shè)備散熱油管堵塞、通風(fēng)道堵塞、安裝位置不當(dāng)、環(huán)境溫度過高或距離外界熱源太近,使散熱失效,可產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。
    (6)接地及漏電。接地電流和集中在某一點(diǎn)的漏電電流,可引起局部發(fā)熱,產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。
    (7)機(jī)械故障。電動(dòng)機(jī)、接觸器被卡死,電流增加數(shù)倍,可產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。
    (8)電壓波動(dòng)太大。電壓過高,除使鐵芯發(fā)熱增加外,對于恒電阻負(fù)載,還會(huì)使電流增大,增加發(fā)熱;電壓過低,除使電磁鐵吸合不牢或吸合不上外,對于恒功率負(fù)載,還會(huì)使電流增大,增加發(fā)熱。兩種情況都可產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。
    2)電熱器具和照明燈具的危險(xiǎn)溫度
    電爐、電烘箱、電熨斗、電烙鐵、電褥子等電熱器具和照明器具的工作溫度較高。電爐電阻絲的工作溫度達(dá)800℃,電熨斗和電烙鐵的工作溫度達(dá)500~600℃,100W白熾燈泡表面溫度達(dá)170~220℃,1000W鹵鎢燈表面溫度達(dá)500~800℃等。上述發(fā)熱部件緊貼可燃物或離可燃物太近,即可能會(huì)引燃成災(zāi)。
    白熾燈泡燈絲溫度高達(dá)2000~3000℃,當(dāng)燈泡爆碎時(shí),熾熱的鎢絲落到可燃物上,也會(huì)引起燃燒。
    燈座內(nèi)接觸不良會(huì)造成過熱,日光燈鎮(zhèn)流器散熱不良也會(huì)造成過熱,都可能引燃成災(zāi)。
    2.電火花和電弧
    電火花是電極間的擊穿放電;大量電火花匯集起來即構(gòu)成電弧。電弧溫度高達(dá)8000℃。電火花和電弧不僅能引起可燃物燃燒,還能使金屬熔化、飛濺,構(gòu)成二次引燃源。
    電火花分為工作火花和事故火花。工作火花指電氣設(shè)備正常工作或正常操作過程中產(chǎn)生的電火花。例如,刀開關(guān)、斷路器、接觸器、控制器接通和斷開線路時(shí)會(huì)產(chǎn)生電火花;插銷拔出或插入時(shí)產(chǎn)生的火花;直流電動(dòng)機(jī)的電刷與換向器的滑動(dòng)接觸處、繞線式異步電動(dòng)機(jī)的電刷與滑環(huán)的滑動(dòng)接觸處也會(huì)產(chǎn)生電火花等。
    事故火花是線路或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)的電火花,包括短路、漏電、松動(dòng)、接地、斷線、分離時(shí)形成的電火花及變壓器、多油斷路器等高壓電氣設(shè)備絕緣表面發(fā)生的閃絡(luò)等。事故火花還包括由外部原因產(chǎn)生的雷電火花、靜電火花、電磁感應(yīng)火花等。
    (二)非電氣引燃源
    1.明火
    打火機(jī)、火柴和煙頭,電爐、燃油爐、燃?xì)鉅t,焊接與切割等均能產(chǎn)生明火。
    2高熱物體及高溫表面
    包括高溫蒸氣管道表面,高溫氣體,液體管道及熱交換器的金屬表面,高溫管道的托梁、滑板及軌道,加熱爐、干燥爐爐壁等。
    3.自燃發(fā)熱及化學(xué)反應(yīng)熱
    包括氧化反應(yīng)發(fā)熱(如油浸物自燃發(fā)熱、煤自燃發(fā)熱),氧化反應(yīng)發(fā)熱,發(fā)酵發(fā)熱等。
    4沖擊和摩擦
    包括飛散物的沖擊,掉落物、倒塌物的撞擊,氣錘的沖擊,制動(dòng)器的摩擦等。
    5.絕熱壓縮
    關(guān)閉壓縮機(jī)的排水閥等操作可導(dǎo)致絕熱壓縮。
    6.光線
    紫外線和紅外線有很高的熱效應(yīng)。玻璃瓶、金色缸、櫥窗等的聚焦作用能產(chǎn)生很高的溫度。
    二、危險(xiǎn)物質(zhì)和危險(xiǎn)環(huán)境
    (一)危險(xiǎn)物質(zhì)
    爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)分為以下三類:
    I類;礦井甲烷;
    Ⅱ類:爆炸性氣體、蒸氣、薄霧;
    Ⅲ類:爆炸性粉塵、纖維。
    爆炸性氣體、蒸氣按引燃溫度分為6組(表l—9)。爆炸性粉塵、纖維按引燃溫度分為3組(表1—10)。
    表1一9 氣體、蒸氣、薄霧按引燃溫度分組
    組別 T1 T2 T3 T4 T5 T6
    引燃溫度/℃ >450 450≥T>300 300≥T>200 200≥T>135 135≥T>100 100≥T>85
    表1-10 粉塵、纖維按引燃溫度分組
    組別 T1 T2 T2
    引燃溫度/℃ >270 270≥T>200 200≥T>140
    爆炸性氣體、蒸氣按最小點(diǎn)燃電流比和試驗(yàn)安全間隙分為ⅡA級(jí)、ⅡB級(jí)、ⅡC級(jí)。
    爆炸性粉塵、纖維按其導(dǎo)電性和爆炸性分為ⅢA級(jí)和ⅢB級(jí)。
    (二)危險(xiǎn)環(huán)境
    1.氣體、蒸氣爆炸危險(xiǎn)環(huán)境
    (1)0區(qū)是指正常運(yùn)行時(shí)連續(xù)出現(xiàn)或長時(shí)間出現(xiàn)或短時(shí)間頻繁出現(xiàn)的爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區(qū)域。除了裝有危險(xiǎn)物質(zhì)的封閉空間(如密閉的容器、貯油罐等內(nèi)部氣體空間)外,很少存在0區(qū)。
    (2)1區(qū)是指正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)(預(yù)計(jì)周期性出現(xiàn)或偶然出現(xiàn))的爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區(qū)域。
    (3)2區(qū)是指正常運(yùn)行時(shí)不出現(xiàn),即使出現(xiàn)也只可能是短時(shí)間偶然出現(xiàn)的爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區(qū)域。
    2.粉塵、纖維爆炸危險(xiǎn)環(huán)境
    (1)10區(qū)是指正常運(yùn)行時(shí)連續(xù)或長時(shí)間或短時(shí)間頻繁出現(xiàn)爆炸性粉塵、纖維的區(qū)域。
    (2) 11區(qū)是指正常運(yùn)行時(shí)不出現(xiàn),僅在不正常運(yùn)行時(shí)短時(shí)間偶然出現(xiàn)爆炸性粉塵、纖維的區(qū)域。
    3火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境
    火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境分為21區(qū)、22區(qū)和23區(qū),分別是有閃點(diǎn)高于環(huán)境溫度的可燃液體、懸浮或堆積狀的可燃粉體或纖維和可燃固體存在,且在數(shù)量和配置上能引起的火災(zāi)危險(xiǎn)的環(huán)境。
    【例題】正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)(預(yù)計(jì)周期性出現(xiàn)或偶然出現(xiàn))的爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區(qū)域是()。
    A. 0區(qū)B. 1區(qū)C. 2區(qū)D. 11區(qū)
    【答案】B
    三、防火防爆技術(shù)
    (一)通用防火防爆技術(shù)
    1.限制形成爆炸性混合物
    包括采取密閉作業(yè)、防止泄漏、防止可燃物堆積等措施
    2.使用安全裝置
    包括成分控制裝置、溫度控制裝置、阻火器、水封、安全閥、逆止閥、壓力表、緊急停車裝置、監(jiān)測裝置、信號(hào)裝置、報(bào)警裝置等自動(dòng)裝置。
    3.消除點(diǎn)火源
    包括控制各種引燃源的措施。
    4.惰化和稀釋
    包括用N2,CO:等代替空氣,強(qiáng)化通風(fēng)等措施。
    5.耐燃結(jié)構(gòu)和抗爆結(jié)構(gòu)
    包括建筑的耐燃結(jié)構(gòu),容器和設(shè)備的抗爆結(jié)構(gòu)。
    6.隔離和間距
    包括防油堤、防爆墻等設(shè)施及保持防火、防爆間距。
    7.泄壓
    包括容器、廠房的泄壓、泄爆設(shè)計(jì)。
    (二)電氣防爆
    1.防爆電氣設(shè)備
    1)防爆電氣設(shè)備類型
    防爆型電氣設(shè)備有隔爆型(標(biāo)志d)、增安型(標(biāo)志e)、充油型(標(biāo)志o)、充砂型(標(biāo)志q)、本質(zhì)安全型(標(biāo)志i)、正壓型(標(biāo)志p)、無火花型(標(biāo)志n)和特殊型(標(biāo)志s)設(shè)備。例如dⅡBT4是隔爆型、ⅡB級(jí)、T4組的防爆型電氣設(shè)備。
    2)危險(xiǎn)環(huán)境的電氣設(shè)備選型
    應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備安裝環(huán)境的類型和等級(jí)、電氣設(shè)備的種類選用防爆型電氣設(shè)備。所選用的防爆電氣設(shè)備的級(jí)別和組別不應(yīng)低于該環(huán)境內(nèi)爆炸性混合物的級(jí)別和組別
    電氣設(shè)備類別 爆炸危險(xiǎn)環(huán)境級(jí)別
    21區(qū)(H—1級(jí)) 22區(qū)(H—2級(jí)) 23區(qū)(H—3級(jí))
    電機(jī) 固定安裝 IP44 IP54 IP21
    移動(dòng)式和攜帶式 IP54 IP54
    電器和儀表 固定安裝 充油型IP54、IP44 IP65 IP22
    移動(dòng)式和攜帶式 IP44
    照明燈具 固定安裝 保護(hù)型 防塵型 開啟型
    移動(dòng)式和攜帶式 防塵型 保護(hù)型
    配電裝置 防塵型 保護(hù)型
    接線盒
    2.防爆電氣線路
     在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中,電氣線路安裝位置的選擇、敷設(shè)方式的選擇、導(dǎo)體材質(zhì)的選擇、連接方法的選擇等均應(yīng)根據(jù)環(huán)境的危險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行。
     1)位置選擇
     應(yīng)當(dāng)在爆炸危險(xiǎn)性較小或距離釋放源較遠(yuǎn)的位置敷設(shè)電氣線路。
     2)敷設(shè)方式選擇
     爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中電氣線路主要有防爆鋼管配線和電纜配線。
    3)隔離密封
    敷設(shè)電氣線路的溝道以及保護(hù)管、電纜或鋼管在穿過爆炸危險(xiǎn)環(huán)境等級(jí)不同的區(qū)域之間的隔墻或樓板時(shí),應(yīng)采用非燃性材料嚴(yán)密堵塞。
     4)導(dǎo)線材料選擇
     爆炸危險(xiǎn)環(huán)境危險(xiǎn)等級(jí)1區(qū)的范圍內(nèi),配電線路應(yīng)采用銅芯導(dǎo)線或電纜。在有劇烈振動(dòng)處應(yīng)選用多股銅芯軟線或多股銅芯電纜。煤礦井下不得采用鋁芯電力電纜。
     爆炸危險(xiǎn)環(huán)境危險(xiǎn)等級(jí)2區(qū)的范圍內(nèi),電力線路應(yīng)采用截面積4mm2及以上的鋁芯導(dǎo)線或電纜,照明線路可采用截面積2.5 mm2。及以上的鋁芯導(dǎo)線或電纜。
     5)允許載流量
     1區(qū)、2區(qū)絕緣導(dǎo)線截面和電纜截面的選擇,導(dǎo)體允許載流量不應(yīng)小于熔斷器熔體額定電流和斷路器長延時(shí)過電流脫扣器整定電流的1.25倍。引向低壓籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)支線的允許載流量不應(yīng)小于電動(dòng)機(jī)額定電流的1.25倍。
     6)電氣線路的連接
     l區(qū)和2區(qū)的電氣線路的中間接頭必須在與該危險(xiǎn)環(huán)境相適應(yīng)的防爆型的接線盒或接頭盒附近的內(nèi)部。1區(qū)宜采用隔爆型接線盒,2區(qū)可采用增安型接線盒。
    2區(qū)的電氣線路若選用鋁芯電纜或?qū)Ь€時(shí),必須有可靠的用銅鋁過渡接頭。