以防爆电动葫芦解读防爆起重设备及其防爆技术


【摘要】防爆电动葫芦的特点是能保证在规定的易爆炸环境中###地工作。

本文简述防爆电动葫芦的防爆性能,重点论述防爆基本原理及有关防爆技术,供设计、制造和使用防爆手拉葫芦时参考。

关键词:电动葫芦 手拉葫芦 防爆手拉葫芦

在防爆电动葫芦的使用环境中,正常地或不正常地存在着易燃易爆混合物。

所使用的电动葫芦如不采取有效的防爆措施,在工作中产生的电火花或热量有可能引起爆炸灾害。

本文以防煤起重设备中的防爆电动葫芦主,介绍与之相关的防爆电气技术。

一、防爆电动葫芦的防爆技术

1、防爆电动葫芦的防爆技术原理

在一些现代工业企业,往往存在爆炸性混合物,电气设备运转过程中产生的电火花和热量易于引起爆炸。

必须采取有效的措施,使在此类环境中运转的电气设备不成为引燃混合物爆炸的根源。

根据不同的电气设备特点和爆炸性混合物的性质,提出了各种防爆技术措施。

常见的防爆电气设备与防爆类型为:

(1)隔爆型电气设备“d气隔爆型;

(2)增安型电气设备“e气减小能量型;

(3)本质安全型电气设备“i”,减小能量型;

(4)正压型电气设备“P”,不引爆型;

(5)充油型电气设备“o”,不引爆型;

(6)充砂型电气设备“q”,不引爆型;

(7)无火花型电气设备“n”,减小能量型;

(8)特殊型电气设备“s”、其它防爆型。

由于起重设备的工作特点,目前国内外各生产厂多采用隔爆型“d”,有的如联邦德国,在主腔采用隔爆型“d”的同时,接线盒采用增安型“e”,成为“de”型。

这种混合形式目前国内还有争议,尚未采用。

2.隔爆型电气设备“d”

(l)工作原理

具有隔爆外壳的电气设备称为隔爆型电气设备,国际通用代号为“d”。

这种外壳能承受爆炸性气体混合物的爆炸压力,阻止向壳外周围传播。

爆炸的实质是一种激烈燃烧现象,即火焰迅速传播,是热量由燃烧生成物迅速向未燃烧混合物传递。

人们通过对火焰在管道中燃烧过程的实验发现:燃烧时,生成物的热量除传递给未燃烧混合物外,还传递给管壁,一部分热量通过管壁散失,因而靠近管壁的燃烧速度减慢,法向速度几乎为零。

当管径小到一定程度时,火婚的传播速度减为零了。

这是管内火焰熄灭原理,这个管径是临界管径。

后来又通过大量的标准球体试验,研究成功间隙防爆原理,应用在电气设备的防爆结构上,成为现在的隔爆型电气设备“d”。

(2)爆炸性混合物的特性和防爆给构    

①爆炸性混合物是指可燃性气体或液体的蒸汽与空气的混合物,其主要参数有:

(a)爆炸界限

各种不同的爆炸性混合物,在一定的初始温度和压力下,都有各自的爆炸浓度,通常用体积百分比(%)表示。

又分上限浓度和下限浓度,在此之间才具有爆炸危险。

下限浓度是爆炸危险状况的开始条件。

(b)爆炸压力即爆炸性混合物在密闭容器中爆炸后产生的气体生成物的瞬时压力。

其数值可用公式计算,而工程中多用试验方法测得。

爆炸压力是设计隔爆外壳强度的依据,对于不同的外壳形状,有不同的爆炸压力。

在常压常温下,一般不超过10X10五次方Pa。

工厂生产时,多用打水压法进行静庄强度检验。

实践证明,当外壳具有一定间隙时,共爆炸压力会适当降低。

因此,对“d”型外壳的强度和接合面间隙的要求是一种基本防爆技术,间隙具有降压、降温和阻止能量传递的作用。

(C)火焰传播速度和冲击波

火焰传播速度(vH)为火焰峰面的法向速度。

冲击波为爆炸后产生的气体生成物获得一定能量的气浪,以非等速向外壳壁扩张。

冲击波虽然会·受到壁(散热)效应和波干涉的影响,但其速度远远超过火焰传播速度。

因此,爆炸后的冲击波是传播爆炸能量的主要因素之一。

(d)自燃温度自燃温度是指可燃性物质不与火源直接接触亦能自行燃烧的温度。

为简化防爆电气设备的结构,提高其通用性,国际电工委员会(IEC)建议将现己查明的千余种混合物的自燃温度分为六组,即Tl一T6。

②结构主要指隔爆外壳的形状、强度及其隔爆接合面的间隙(w)值和小有效长度(L)值(螺栓通孔边缘###隔爆接合面边缘的小有效长度为Ll)。

根据隔爆外壳的不同功能,要采用不同结构形式的隔爆接合面,来阻止隔爆外壳内部的爆炸向壳外周围的爆炸性气体混合物传播。

常用的有以下几种结构形式:

(a)平面隔爆结构相对表面为平面,接合面长为直线形。

此种平面隔爆接合面是静止隔爆结构的一种,可用于防爆级别中的工、亚A和亚B级电气设备。

如电气控制箱体与箱盖、电动机及电气箱接线盒的盒体与盒盖相配合的静止隔爆接合面等。

(b)圆筒式隔爆结构相对表面为圆筒形,接合面长为直线形。

可用于防爆级别中的I、IIA,IIB及IIC级电气设备。

如电动机前后端盖与转子轴相配合的转动隔爆结构及限位开关操纵杆与孔相配合的有轴向移动的隔爆结构等。

转动且兼有轴向移动的结构是隔爆型电气设备“d”的设计和制造技术的难点。

特别是具有较高转速、工作过程中可能出现冲击载荷或振动的电气设备,更要精心设计、严格制造工艺。

(C)止口式隔爆结构相对表面包括平面和圆接合面。

可用于防爆级别中的工、IIA、IIB及IIC级电气设备。

如电气控制箱体与箱盖、电动机前后端盖与机座相配合的静止隔爆接合面等。

(d)螺纹隔爆结构相对表面为螺纹啮合的隔爆接合面。

可适用于防爆级别中的I、IA、IIB及IIC级电气设备。

采用螺纹隔爆结构时,须有防止自行松脱的措施。

(e)其他形式的防爆结构 根据防爆电气设备的不同用途及其自身结构的特点,还可以采用其他形式的防爆结构。

例如:用于转动防爆接合面上的曲路式和推盖式防爆结构。

虽然其执照工艺难度较大,但是它能满足特定要求,因而很有实际应用价值。

以上笔者所介绍的军属较为传统的、被国内外诸多防爆标准认可的结构。

3.乙炔环境用隔爆型电气设备“d”的技术难点

(1)爆炸界限范围宽、引燃能量低从表2可知,乙炔的爆炸界限值为2.5-85%,是界限宽的。

故乙炔的爆炸或然率高,随时都有发生爆炸的可能性。

文献,〔5〕指出:C2H2的危险爆炸范围为7.5一14.5%,这个浓度是工程中易出现的,也是说危险情况是经常存在的。

C2H2的引燃能量只有0.019mJ,是各种爆炸性混合物中低的,说明C2H2是一种易弓{燃的物质,其危险性很大。

(2)传爆压力大

C2H2的爆炸压力是大的一10*10五次方Pa。

对圆柱形外壳,C2H2的爆炸压力是H2的1.61倍,因而C2H2的传爆能力高。

(3)火焰传播速度及冲击波速度高

C2H2的火焰传播速度vH=154cm/s,冲击波速度为2450m/s,均很高,因而爆炸危险性也较大。

(4)积碳的危险性

据有关试验报告显示,C2H2在隔爆外壳内爆炸后,可能形成0.lmm直径的碳粒,这种现象称为积碳现象。

当隔爆腔中形成积碳以后,腔内再发生爆炸时,会使积碳的碳粒由固态升华为气态,使腔内的压力骤然升高,其危险性更大。

可见,C2H2环境的危险性及破坏能力比H2和一般爆炸性混合物大得多。因此设计、制造C2H2环境中使用的防爆电气设备的困难更大。

可见,C2H2环境的危险性及破坏能力比H2和一般爆炸性混合物大得多。

因此设计、制造C2H2环境中使用的防爆电气设备的困难更大。

用户在使用时更要特别注意,否则其后果是不堪设想的。

防爆手拉葫芦也不例外。