離心機(jī)在防爆場(chǎng)所使用安全分析研究
技術(shù)支持
固液分離機(jī)械設(shè)備中的離心機(jī)，在工業(yè)生產(chǎn)的許多領(lǐng)域如化工、制藥、農(nóng)藥、生化等行業(yè)中應(yīng)用極廣，其仍然是目前化工中間體、醫(yī)藥原料藥等生產(chǎn)工藝中固液分離的主要設(shè)備。由于這些行業(yè)離心機(jī)應(yīng)用的場(chǎng)合、工藝、介質(zhì)等的物理和化學(xué)性質(zhì)的不同，對(duì)離心機(jī)的使用也有不同的防爆要求。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境與操作情況，以下對(duì)離心機(jī)在防爆場(chǎng)所中的使用安全進(jìn)行分析研究。
1 爆炸機(jī)理分析
廣義地說(shuō)，爆炸是物質(zhì)在瞬間以機(jī)械功的形式釋放出大量氣體和能量的現(xiàn)象。爆炸發(fā)生時(shí)主要特征是壓力的急驟升高。
爆炸按物質(zhì)是否改性分物理性爆炸和化學(xué)性爆炸?；瘜W(xué)性爆炸根據(jù)瞬時(shí)燃燒速度的不同可分為輕爆、爆炸、核爆炸。
爆炸還可以按物質(zhì)是否改性分物理性爆炸和化學(xué)性爆炸?；瘜W(xué)性爆炸根據(jù)瞬時(shí)燃燒速度的不同可分為輕爆、爆炸、核爆炸。
爆炸還可以按爆炸反應(yīng)的相分為：氣相爆炸、液相爆炸和固相爆炸3種。
可燃?xì)怏w爆炸分為兩種類型。一類是分解性氣體爆炸，這類氣體即使在沒(méi)有氧氣（隔絕空氣）的情況下，遇到點(diǎn)火源也會(huì)發(fā)生爆炸，爆炸所需的能量是由此類氣體本身分解時(shí)放出的分解熱提供的。另一類是爆炸性混合氣體爆炸，可燃?xì)怏w、可燃液體蒸氣與空氣混合形成的混合物，遇火源可能發(fā)生的爆炸就屬此類，這類爆炸需要具備一定的條件，它們的危險(xiǎn)性比前類較低。但這類爆炸造成的事故很多，遍及工業(yè)、交通、生活各個(gè)領(lǐng)域，造成的損失與危害很大，因此特別應(yīng)該引起人們的重視。
在工業(yè)生產(chǎn)的許多領(lǐng)域如化工、制藥、農(nóng)藥、生化等行業(yè)中應(yīng)用極廣的離心機(jī)，其爆炸一般就屬于爆炸性混合氣體爆炸。其爆炸范圍是指可燃?xì)怏w與空氣的混合氣中可燃?xì)怏w的爆炸下限與爆炸上限之間的濃度范圍。常見(jiàn)可燃?xì)怏w在空氣中爆炸上下限（體積分?jǐn)?shù)）一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，可查相關(guān)書(shū)籍。
2 離心機(jī)設(shè)備防爆要求與措施
危險(xiǎn)場(chǎng)所必須按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備》劃定危險(xiǎn)場(chǎng)所區(qū)域等級(jí)圖，并按危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)和爆炸性混合物的級(jí)別、組別配置相應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的防爆等級(jí)的電氣設(shè)備。防爆電氣設(shè)備的配置應(yīng)符合整體防爆要求，不可任意降低防爆等級(jí)。
2.1 離心機(jī)本體設(shè)備的防爆要求
根據(jù)爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備危險(xiǎn)場(chǎng)所分類、爆炸性氣體分級(jí)分組和電氣設(shè)備表面溫度分組要求，以及我們多年對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試使用離心機(jī)的防爆要求的了解，在適合使用離心機(jī)情況下，離心機(jī)防爆等級(jí)一般選擇Exd II BT4即可滿足要求，也就是離心機(jī)所配置的電氣產(chǎn)品防爆等級(jí)必須全部不低于Exd II BT4，尤其是全自動(dòng)離心機(jī)。除了常規(guī)的電機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)防爆操作箱（主要包含防爆按鈕與指示燈等）外，配置的儀器儀表和傳感器比較多，例如防爆電磁閥、料位傳感器、振動(dòng)傳感器、壓力變送器、測(cè)氧儀等均應(yīng)滿足該要求。離心機(jī)一般要求較高的強(qiáng)電接地（或接零），現(xiàn)場(chǎng)防爆操作箱等電氣設(shè)備接地連接線一般不小于4mm2；還要有單獨(dú)的靜電接地系統(tǒng)，一般用不小于M10的螺栓、有防松措施以螺母壓緊進(jìn)行接地線的連接；同時(shí)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的絕緣導(dǎo)線須穿水管或煤氣管敷設(shè)，且鋼管連接處應(yīng)當(dāng)密封。
除了電氣要求外，傳動(dòng)皮帶要用防靜電皮帶，相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件不得有相撞或摩擦現(xiàn)象以免產(chǎn)生靜電與火花。對(duì)于制動(dòng)裝置，現(xiàn)已不采用機(jī)械摩擦式制動(dòng)裝置、改用非接觸式電磁能耗制動(dòng)形式。
2.2 離心機(jī)外圍配套設(shè)備的防爆要求
（1）進(jìn)料與出液應(yīng)安裝自動(dòng)閥，一旦有氣體爆炸，迅速停機(jī)，同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)料閥與出液閥；以免爆炸危險(xiǎn)波及料罐、儲(chǔ)液罐等其他設(shè)備。同時(shí)出液管路可設(shè)液封，可以在離心機(jī)與儲(chǔ)液罐之間起到一定隔離作用。
（2）出料斗與干燥機(jī)之間也應(yīng)安裝自動(dòng)閥，一方面隔絕干燥機(jī)的熱源，防止離心機(jī)運(yùn)行時(shí)工作溫度超高；另一方面隔絕爆炸氣體，有氣體爆炸迅速自動(dòng)關(guān)閉。
（3）對(duì)壓力管線要有防止高低壓竄氣、竄液措施。
2.3 離心機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的防爆措施
即使離心機(jī)的機(jī)械與電氣零部件均嚴(yán)格按防爆等級(jí)要求進(jìn)行制造與配置，操作維護(hù)人員也嚴(yán)格按防爆要求與操作規(guī)程進(jìn)行操作與維護(hù)，但離心機(jī)是高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)設(shè)備、且由于加料機(jī)構(gòu)或?yàn)V布問(wèn)題等使轉(zhuǎn)鼓內(nèi)布料不均而產(chǎn)生一定的振動(dòng)，所以長(zhǎng)期使用后，可能有零部件松動(dòng)移位現(xiàn)象，如設(shè)備未能及時(shí)維護(hù)檢修，這就有可能相互間產(chǎn)生摩擦碰撞而產(chǎn)生火花。另一方面，有些物料由于流動(dòng)、加料等產(chǎn)生靜電，如果靜電的聚集速度高于釋放速度，就有可能產(chǎn)生電火花。
由于離心機(jī)運(yùn)行時(shí)有火花存在的可能，其運(yùn)行過(guò)程中的防爆措施往往顯得更為重要。具體措施有三：
（1）配置抽空管路。比較簡(jiǎn)單的辦法是從離心機(jī)上蓋接抽空管與抽空閥，離心機(jī)加料或加有機(jī)溶劑洗滌時(shí)，根據(jù)溶劑揮發(fā)程度可以及時(shí)開(kāi)啟抽空閥，有效降低易燃易爆氣體濃度。但該措施問(wèn)題有二：一，難于確保易燃易爆氣體濃度不在爆炸極限范圍內(nèi)；二，在抽空過(guò)程中，易將空氣抽入離心機(jī)系統(tǒng)，難于確保氧含量不在爆炸極限范圍。因此，離心機(jī)配置抽空管路，仍有爆炸危險(xiǎn)。
（2）配置爆破膜式泄爆裝置。一旦有爆炸危險(xiǎn)，爆破膜或片先爆，然后將爆炸物通過(guò)排泄管排放至安全的地方。這樣排泄管徑一般較大，不利于離心機(jī)安裝使用；同時(shí)離心機(jī)運(yùn)行狀態(tài)差異較大，爆破膜或片有效面積難于精確計(jì)算與確定；并且配置爆破膜片，也屬于被動(dòng)防爆措施。因此，離心機(jī)配置爆破膜片，仍有爆炸危險(xiǎn)。
（3）對(duì)于爆炸危險(xiǎn)極高或爆炸造成停機(jī)停工損失較大的，建議選配離心機(jī)自動(dòng)充氮保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含自動(dòng)充氮排氣閥與在線測(cè)氧儀等，在離心機(jī)使用前或加料、加有機(jī)溶劑洗滌時(shí)均可靈活檢測(cè)氧含量并根據(jù)需要進(jìn)行充氮保護(hù)。有條件的或大批量使用離心機(jī)的，應(yīng)配備可燃?xì)怏w濃度分析檢測(cè)儀。這樣，離心機(jī)運(yùn)行時(shí)，操作人員對(duì)其系統(tǒng)內(nèi)的氧含量和可燃?xì)怏w濃度可以清楚掌握，徹底避免爆炸危險(xiǎn)。
3 安裝、操作、維護(hù)和檢修的防爆要求
（1）離心機(jī)所處位置應(yīng)遠(yuǎn)離各種引爆源和生活、辦公區(qū)，并盡可能采用半露天布置，布置在室內(nèi)應(yīng)有足夠的通風(fēng)量、足夠的泄壓面積和必要的安全通道。
（2）爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的設(shè)備應(yīng)保持完好，并應(yīng)定期進(jìn)行校驗(yàn)、維護(hù)保養(yǎng)和檢修，其完好率和泄漏率都必須達(dá)到規(guī)定要求。
（3）防爆電氣設(shè)備的施工、安裝、維護(hù)和檢修也必須符合規(guī)程要求。防爆電氣的安裝、維修工人必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)、考核合格，持證上崗。檢驗(yàn)和檢修防爆電氣產(chǎn)品的單位必須經(jīng)過(guò)資格認(rèn)可。電纜線路通過(guò)不同的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的交界處、爆炸危險(xiǎn)區(qū)域與非爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的分界處，均應(yīng)采取相應(yīng)的隔離措施；電纜管線或保護(hù)鋼管與墻壁、樓板或地坪間的縫隙、敷設(shè)電纜時(shí)預(yù)留的孔洞，均應(yīng)進(jìn)行密封；并且電纜線芯的連接應(yīng)采用壓接、熔焊或釬焊，中間過(guò)渡接頭設(shè)置在非防爆區(qū)，如在防爆區(qū)內(nèi)則必須在隔爆接線盒內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)電體的連接。新敷電纜在安裝工作結(jié)束后，應(yīng)按照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，每條電纜經(jīng)絕緣檢測(cè)，耐壓試驗(yàn)合格后方準(zhǔn)投入運(yùn)行。
（4）爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的管理人員和操作工人，必須經(jīng)培訓(xùn)考核合格后才能上崗。危險(xiǎn)性較大的操作崗位，企業(yè)應(yīng)規(guī)定操作人員的文化程度和技術(shù)等級(jí)。
（5）企業(yè)必須有安全操作規(guī)程，操作工人應(yīng)按操作規(guī)程操作。
4 生產(chǎn)工藝的防爆要求
（1）應(yīng)是成熟的生產(chǎn)工藝、應(yīng)有完善的生產(chǎn)工藝控制手段，設(shè)置具有可靠的溫度、壓力、流量、液面與氧含量等工藝參數(shù)的控制儀表，確保含有離心機(jī)的生產(chǎn)裝置或系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和有序地生產(chǎn)運(yùn)行。
（2）有靜電積聚危險(xiǎn)的生產(chǎn)裝置應(yīng)采用控制流速、導(dǎo)除靜電接地、靜電消除器、添加防靜電等有效的消除靜電措施。
5 結(jié)論
對(duì)爆炸風(fēng)險(xiǎn)管理來(lái)說(shuō)，目標(biāo)就是將爆炸導(dǎo)致不可接受的結(jié)果降低到可接受的水平，達(dá)到這樣目標(biāo)的手段應(yīng)當(dāng)至少滿足下列要求之一：降低爆炸發(fā)生的可能性；減輕爆炸后果并減少爆炸載荷增加的可能性；技術(shù)上控制爆炸，將爆炸載荷降低到可接受的程度。
所以就設(shè)備而言，必須所有機(jī)械與電氣零部件均嚴(yán)格達(dá)到防爆要求。就操作維護(hù)人員而言，必須嚴(yán)格按防爆要求與操作規(guī)程進(jìn)行操作與維護(hù)，且能及時(shí)發(fā)現(xiàn)爆炸隱患與險(xiǎn)情，確保離心機(jī)等設(shè)備安全、穩(wěn)定和有序地生產(chǎn)運(yùn)行。
熱門產(chǎn)品
