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防爆灯在石油天然气行业的使用

发布时间: 2019-10-28  点击次数: 193次

一、石油天然气管道工程项目选型及使用防爆灯具出现的几种现象
 

  石油天然气管道工程项目使用的防爆灯具按其功能分为防爆和照明两种形式。由于其具有防爆和照明双重特性,因而在安装和选型时必须按照相应规范执行。
 

  1.在设计选型增安型防爆灯具时要求在灯具内装高压气体放电灯
 

  随着无极灯和LED灯等新光源的出现,部分用户在选型时往往要求内装无极灯和LED等新光源。GB3836.3-2010中5.3.1条明确规定:“光源应是下列光源类型之一:具有符合GB/T1406.1-2008的单插脚无启动器荧光灯(Fa6);具有符合GB18774-2002的G5或G13的管式双插脚荧光灯,插脚有黄铜制造,灯头和灯座符合5.3.3的规定,这样的灯应接成启动和运行无阴极预热的电路;符合GB/T10681-2009和GB14196.1-2008的通用照明钨丝白炽灯。”显然,高压气体放电灯、无极灯和LED均不符合以上要求。随着设计院和用户对防爆标准理解的加深,此类现象目前已经很少出现了。
 

  2.供货商过度宣传其产品的防护等级达到防浸水IPX7,导致部分用户往往要求灯具的防护等级也要达到IPX7
 

  GB4208-2008中的相关条文明确规定,IPX6是户外使用的zui高防护等级,而IPX7/IPX8的使用是于防浸水/防潜水的,除非标识IPX6/IPX7的产品才可使用在户外以及浸水。
 

  3.部分用户要求不严
 

  一些用户对防爆灯具现场的安装没有严格的要求,往往认为只要厂家出厂的灯具产品符合防爆要求即可。殊不知防爆是一个系统工程,不但要严格按照要求安装灯具,还要重视与灯具安装相关的管线、接口等符合防爆要求。一旦某一环节出现问题,则整个防爆系统将会失效,防爆灯具也就不能发挥应有的防爆功能。
 

  4.对限制呼吸型灯具不了解
 

  限制呼吸型灯具是近几年发展起来的新型产品,由于一些用户对防爆原理不了解导致用户不认可这种防爆形式。若用户了解防爆原理和使用要求,限制呼吸型灯具将会有很大的发展空间。
 

  二、防爆灯具的选型
 

  在石油天然气管道工程危险环境用的防爆灯具,主要可分为隔爆型、增安型、本安型和限制呼吸型等,由于本安型涉及较少,故文中主要讨论工厂用固定式灯具。
 

  1.隔爆型灯具
 

  隔爆型灯具主要是依靠产品外壳的强度和结合面的间隙来防止灯具内爆炸所产生的火焰传播至周围危险环境中,进而达到防爆的目的。隔爆型灯具的结构包括纯隔爆结构,以及光源腔是隔爆型、接线箱腔是增安型的复合型防爆结构。因其对内装光源没有限制(低压钠灯除外,因为其不允许使用在危险场所),可用于危险场所1区和2区,所以其使用范围zui广。
 

  由于隔爆型灯具结合面间隙的影响,在设计时必须考虑防护的问题,而防爆灯具大多数是用于户外或高湿的场合,要求其必须具有较高的防护性能。因此在选型时,一定要注明其防护等级要求,并考虑防护的要求。比如,设置较高的止水口,隔爆面处设置密封圈。
 

  2.增安型防爆灯具
 

  增安型防爆灯具是指在内部电气元件增加安全系数的同时,增加外壳的防护能力,以达到防爆的目的。其内装光源有多种限制,从目前标准的规定来看,允许安装在增安腔内的光源有单插脚荧光灯、双插脚荧光灯、白炽灯和自镇汞灯。
 

  GB3836.15中的相关条文规定,只允许在1区使用的增安型灯具为单插脚荧光灯。根据增安型单脚荧光灯的原理,国内防爆厂家将双脚荧光灯灯座短接,再将电子镇流器进行改进,使其在短路、断路、开路等情况下具有保护功能,并且可实现无预热启动,使其成为可以在1区使用的另一种荧光灯。鉴于增安型灯具的防爆原理,即增加电气元件的安全系数,故增安型灯具只允许使用在2区,只有经过特殊处理的单脚和双脚荧光灯才能使用在1区。GB3836.15中相关条文规定,带有裸露带电部件的增安型设备,其防护等级至少要达到IP54。一般来说,增安型防爆灯具的防护等级可达IP65,均应用在户外或高湿的场所。
 

  3.限制呼吸型灯具
 

  限制呼吸型灯具是指具有能限制气体、蒸气和薄雾进人的一种外壳的灯具。也就是说,限制呼吸型灯具是一种具有特殊外壳的灯具产品,这种产品增加了壳体限制气体、蒸气和薄雾进入的能力,所以在短时间内危险物质不会进入灯具,它是于2区危险环境中的防爆灯具。由于限制呼吸型灯的主要危险源就是外壳的限制呼吸能力和产品外表的发热问题,所以,在检验中zui高表面温度的测定是选择灯体的表面,与隔爆型产品相同,这也是它与增安型灯具相比具有的zui大优点,即温度组别的测量与隔爆型相同,使用场所与增安型相同(特殊处理的荧光灯除外)。
 

  综上所述,限制呼吸型灯具是通过壳体良好的密封性限制爆炸性气体、蒸气或薄雾进入灯体内部来达到防爆目的;隔爆型灯具是利用灯具外壳接合面良好的结构和高强度的外壳来达到防爆目的;增安型灯具是通过增加灯具本身的安全性来达到灯具的防爆目的。这3种灯具各自具有不同的特点,3种灯具的使用范围见表1所列。
 

  表1 3种灯具的使用范围
 

  类型隔爆型增安型增安型荧光灯限制呼吸型爆炸危险区域0区1区2区×√√×√×√√×√××所用光源除低压钠灯之外的所有光源白炽灯、自镇汞灯单脚/双脚荧光灯除低压钠灯之外的所有光源
 

  防爆灯具的种类不同,有其各自的特点,根据隔爆型、增安型、限制呼吸型等3种灯具的选型要点、温度组别、内装光源类型等进行汇总、比较(见表2所列)。
 

  表2 3种灯具性能比较
 

  类型可使用的危险区域温度组别所使用光源备注隔爆型1区、2区增安型增安型荧光灯限制呼吸型2区1区、2区2区温度组别较高,低功率或冷光源可达T5/T6温度组别较低,一般不超过T4温度组别较低,一般不超过T4温度组别较高,低功率或冷光源可达T5/T6除低压钠灯之外的所有光源白炽灯、自镇汞灯单脚/双脚荧光灯除低压钠灯之外的所有光源透明件较厚,需要达到一定的强度透明件只要达到相应防护等级要求即可透明件只要达到相应防护等级要求即可透明件要求低于*条和第二条
 

  4.光源的选择
 

  对光源的选择主要是根据不同光源本身的特点,再结合现场的实际情况和照明标准来选择的。目前,石油化工危险场所使用的光源类型主要有以下几种,金卤灯、高压钠灯、荧光灯(含节能灯)、白炽灯、无极灯、LED灯等。而白炽灯属于高能耗光源,市场上目前已渐渐淘汰。每种光源都有其各自的特点和使用限制,几种常用光源的特点和应用场所总结见表3所列。
 

  表3 几种常用光源的特点和应用场所
 

  类型白炽灯荧光灯金卤灯使用场所属于高能耗光源,目前已渐渐淘汰,主要用于需要频繁开关的场所功率有所限制,一般单管zui大功率为36瓦(40瓦),其光线柔和,不刺眼,主要用于户内和办公场所功率较大,可以用于较高的厂房照明;小功率可以用于装置区的护栏式安装高压钠灯主要用于户外照明(如路灯、高杆灯、广场泛光照明等)无极灯特点价格低廉;瞬时启动;显色性100;无电磁干扰、光效低;平均寿命只有1 000小时光效较高;配电子镇流器可瞬时启动;平均寿命可达10 000小时;需要带镇流器;光线柔和光效高;平均寿命可达10 000小时以上;显色性一般;需要带镇流器等电气附件;热启动性能差;不能瞬时启动,启动时间为8~10分钟光效高;平均寿命可达20 000小时以上;显色性较差;需要带镇流器等电气附件;热启动性能差;不能瞬时启动,启动时间为10~15分钟;发黄光,透雾性强光效较高;平均寿命可达60 000小时以上;显色性较好;需要带高频发生器;可以瞬时启动;初期投资成本较高LED灯光效高;平均寿命可达50 000小时以上;显色性好;需要带恒流/恒压源;可以瞬时启动;初期投资成本较高;单面发光,灯具效率较高光线较柔和,平均寿命长;适用于不方便更换的场所以及节能改造;因其功率有所限制(目前防爆LED灯zui大功率为200瓦),一般不适用于高大厂房的照明LED灯无灯座,可适用于震动较大的场所;冷光源,可用于对温度比较敏感的场合;色温可调,可作为路灯和广场泛光照明;因其功率有所限制(目前防爆LED灯zui大功率为200瓦),一般不适用于高大厂房的照明
 

  5.其他
 

  灯具的选型除了防爆形式和光源之外,还有其他的要求。比如,安装方式、安装位置、防护要求、防腐要求、配光要求等。
 

  三、防爆灯具的安装
 

  防爆灯具的安装是否规范,关系到整个防爆系统的安全性,是保障防爆灯具长期安全、可靠、工作不可或缺的环节,应予以充分重视。防爆灯具的安装应严格按照GB3836.15和GB5008的要求进行。
 

  *,现场安装人员必须经过专业培训,并取得防爆电气安装资格证方能安装施工。
 

  第二,安装前,必须详细阅读防爆灯具使用说明书,明确产品所有标识内容的含义。
 

  第三,严格按照产品使用说明书规定的要求准确安装防爆灯具,如有些灯具有的安装位置、灯具安装有角度要求等。
 

  第四,防爆灯具应尽量安装在危险性较小的地方,能安装在非危险区域的不放在危险区域,能安装在2区的不放在1区,能放在1区的不放在0区。
 

  第五,安装时应考虑到腐蚀、高温等因素,尽量远离高温点、腐蚀性较强的区域,实在无法避免时,则应采取适当的防护措施。
 

  第六,安装时应尽量避免雨水直接冲刷隔爆面,降低水压,减少灯具的浸水概率。
 

  第七,根据GB3836.15中10.1规定,安装时,应注意防止隔爆面与固体障碍物(如钢架、墙、安装板、管道或其他电气设备)之间的距离。
 

  第八,打开灯具进行接线或安装光源时,应注意保护隔爆面;隔爆面上不允许有砂砾等,也不允许磕碰,在安装时,要涂覆符合标准的防锈油脂(如204-I型置换型防锈油)。
 

  第九,严格按照灯具铭牌和说明书中的相关信息选择合适的光源类型及功率,严禁擅自更换光源类型或功率。
 

  第十,灯具进线口处应选择合适外径大小的电缆,使其符合接线口处橡皮圈的过线范围要求,达到防爆、防护的目的。
 

  第十一,灯具内部接线端子一般只能接2.5平方毫米及以下线径的电缆,如果选用电缆线径过大,则灯具内部接线端子会压不紧,如果在增安腔内部则可能会产生危险的点燃火花。
 

  第十二,灯具的布线系统应符合相应的防爆标准要求,严禁擅自取消橡皮圈直接过电缆的现象。
 

  第十三,电缆穿过密封圈时,应留有一定的余量,一般应超过密封圈长度8毫米左右。

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