满足风机更高的防爆要求

作者:Charles Halstead 文章来源:哈利法克斯风机集团 发布时间:2013-05-16

随着2003年7月1日 ATEX指令颁布,在危险区域使用的机械设备将和电气设备一样需要通过ATEX认证。因风机广泛应用于工业领域,并常被视为主要的“点火源”,CEN TC 305委员会授权了一项特定的工作在具有潜在爆炸性环境的风机设计标准,本文将介绍此项标准,此规范同样适用于其他制造行业。

目前电气设备被现行的危险区域认证(Exn, Exd, Eexde等)所覆盖,但是并没有此类的标准适用于非电气机械,包括风机。某些制造商可能提供防火花特性诸如使用从黄铜摩擦条到更复杂的安全级别,保护程度有很大不同。通常在更为苛刻的应用情况下,通过制造商和供应链中的最终用户和其他人之间的不间断协商,最终的规范会达成一致。然而,制造商将需要提供额外的信息去证明该设备曾被用于危险区域。

Zone和Category

Zones 0,1和2是指气体和蒸汽,20,21和22是粉尘。Categories 1,2和3是介绍安全水平指标。

Categories是zone的一个集合——爆炸性混合物存的环境。表1说明了categories和zone之间的关系。

与现行的电气设备一样,制造商必须了解爆炸物成分的性质。其中包括爆炸气体的类别、自燃温度和粉尘类型。为了使设备制造商进行全面的风险评估,所有正常的和可能发生的运行情况都必须考虑在内。

应用于溶剂萃取系统的离心风机,在特定工作点因风机的温度上升而发生相应的变化是可以接受的。例如一些提炼物支架被关闭,风机会随着温度的升高而变化。所以风机标准同时涵盖了一些偏离正常运行点,偏离设计工作点的改变可能导致风机内部温度升高。


满足ATEX标准的风机将运往欧洲

随着高频控制器使用的增加,带来一个潜在的危险是运行过程中电机温度的升高。它是一种常见误解,所有风机都遵循变量平方转矩特性且具有不同的速度。而对于一个稳定的系统而言这是正确的,例如抽风机,相较于其他粉尘会有所不同。应用在焚烧炉上的引风机可用于不同的流量和温度,能够为燃烧室提供恒定负压。通常,电机可能需要运行50%的转速,能够在超过总负载转矩25%情况下运行正常。因此制造商需要保证电机能够在设计转速范围内提供所需要的扭矩。如果电机使用超过规定的负载范围,用户需要告知电机供应商。

在界定重大危害和潜在危害时间时,需要进行风险评估。在工业风机标准中包括了风险评估。风险评估包括对预防点火源发生火灾的特定设备的评估,供应商考虑所有重要风险。

有时,稍微改变一些工业设备的设计方式,在工业风机还没有进行应用的情况下,为了证明和遵守category所需的ATEX标准,之前获得的认证将不再适用。一些更大的变化包括:

气密性风机外壳;

叶轮超速能力试验;

旋转和非旋转部件的选材;

轴承设计;

驱动装置;

叶轮附件。

设计的最终执行者是制造商,一个特定标准可以作为设计风机的依据。更专业的机器能使制造商在相关的欧洲标准下进行制造从而体现设计特点。

增加测试也是新法规的要求之一。新法规明确规定制造商有责任执行了这些测试。

在没有明确的标准情况下,风机制造商有义务执行风机相关的测试,说明风机火点是为了防止出现常见和概率小的故障。Typically Category 1类风机,需要第三方认证,认证是由相关的认证机构执行。根据保护程度的不同会有具体的要求。

制造商需要给出完整清晰的信息标签,包括CE标记、机器编码、类别数据、使用条件和安全标准等信息。另外Category 1和2类风机的类别信息还应标注在铭牌上。

制造商必须考虑到设备离开制造和测试活动场所可能会导致的额外风险。运输、安装、处理、操作或安装不正确都可能造成损坏,因此制造商必须提供完整的安装说明,运输和存储说明和安装、调试、操作和维护手册。

如果需要增加安全类别,设备的成本将急剧增加。一台Cat 1 ATEX风机的成本比标准风机成本高7倍。目前,哈利法克斯是可生产Cat 1风机的欧洲生产商之一,这种类型的风机在总风机应用领域所占的市场小于0.5%。Zone 0和Zone 20定义为具有永久存在爆炸性混合物区,可能将多台的除尘风机或排风机安装到Category 1。这样,风机和其他设备的要求必定提高。

以应用在烘干机中的风机为例,空气中含有易燃气体或灰尘,在这方面,过去的风机只简单的对风机做了防火花设计。但是现在应用ATEX指令,规定在含爆炸性混合物场合使用CATEGORY 1风机。

然而从制造商的角度出发,在没有明确的法规规定的情况下,且没有足够的能力在室内测试证明所属风机工况类别,倾向于财务“安全总比后悔好”的态度。

最后,为了满足新的ATEX指令制造商将需要以zone分类来为用户提供充分的指导,设备category的操作条件和任何其他细节都可能会影响设备的运行,以防止其成为一个可能的点火来源。设备将被要求进行点火源和有效的预防措施风险评估,并实施最佳实践设计和测试。供应商需要为将来检查存档提供必要的设计、安装和调试的详细说明。仅以工业风机为例,新ATEX指令要求制造商为他们的产品承担额外的责任。最终用户需要承担额外的费用、复杂性以及更长的交货时间。

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