Интеллектуальные датчики для пожаровзрывоопасных зон
Введение
Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) предприятий горнодобывающей, химической, нефтехимической, газовой и другой промышленности, применяющих в технологических процессах или производящих взрывоопасные и токсичные вещества, работают на объектах, где определенные участки производства характеризуются либо постоянным наличием взрывоопасной и пожароопасной среды, либо существует потенциальная опасность появления такой среды в случае аварий или отклонений от нормального течения технологического процесса. Вот почему выбор высоконадежных и экономичных технических оборудований, обеспечивающих защиту предприятия от возможных возгораний и взрывов, является одной из первоочередных задач.
Последствия таких техногенных катастроф могут привести как к человеческим жертвам, так и к необратимому ущербу для окружающей среды. Ничто не говорит о важности этих проблем более красноречиво, чем следующая выдержка из газеты КоммерсантЪ-Daily от 24 апреля 1998 г.: «Причиной взрыва на донецкой шахте имени Скочинского, где 4 апреля 1998 года погибли 63 человека, было замыкание в коробке электродвигателя угольного конвейера. Сначала от искр воспламенился метан, а затем взорвалась угольная пыль.» Необходимо учитывать, что датчики, электротехническое и электронное оборудование, а также линии связи между ними, кроме всего прочего, находятся в неблагоприятных условиях промышленного предприятия. Из-за существенной протяженности линий связи (обычно она составляет несколько сотен метров) вероятность их повреждения в результате отказа или аварии того или иного технологического агрегата достаточно высока. Поэтому при проектировании необходимо принимать меры, направленные на обеспечение защиты элементов системы от возможных аварийных ситуаций.
Требования к электрооборудованию пожароопасных помещений (зон)
Электрооборудование должно обеспечивать достаточную безопасность в отношении пожара или взрыва вследствие какой-либо неисправности.
Классификация видов исполнения электрооборудования (электротехнические устройства):
Общего назначения; Специальное (тропического исполнения, холодостойкое, влагостойкое, химически стойкое); Открытое (не защищенное от прикосновения к движущимся и токоведущим частям); Защищенное (от случайного прикосновения к его движущимся и токоведущим частям от случайного попадания внутрь посторонних предметов и пыли); Водозащищенное; Брызгозащищенное; Каплезащищенное; Пылезащищенное; Закрытое (защищенное электрооборудование, выполненное так, что возможность сообщения между его внутренним пространством и окружающей средой может иметь место только из-за неплотности соединений между частями электрооборудования или через отдельные небольшие отверстия); Герметичное (защищенное, выполненное так, что исключена возможность сообщения между его внутренним пространством и окружающей средой); Взрывозащищенное (электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры с целью устранения или затруднения возможности воспламенения окружающей взрывоопасной среды).
Электрооборудование пожароопасных помещений (зон).
Согласно ПУЭ в пожароопасных помещениях классов П-I и П-II применяют машины закрытого исполнения. В помещениях класса П-IIа допускается установка электрических машин защищенного исполнения, а в наружных установках (класс П-III) – закрытого исполнения. Аппаратура управления электродвигателями для всех классов пожароопасных помещений рекомендуется в пылезащищенном исполнении.
Крановые электродвигатели в пожароопасных помещениях должны быть закрытого исполнения, а аппаратура управления – защищенного. В этих помещениях не допускаются открытые троллейные провода со скользящим токосъемником (из-за искрения), а требуется применение шлангового провода (кабеля).
Светильники в помещениях класса П-I должны быть закрытого или пылезащищенного исполнения; в помещениях класса П-II и П-IIа допускаются защищенные светильники открытого исполнения. Для наружных установок класса П-III используют светильники закрытого или влагозащищенного исполнения.
В пожароопасных помещениях всех классов следует применять только защищенные электропроводки. Допускается открытая прокладка изолированных проводов на изоляторах, но при условии их удаления от мест скопления горючих материалов и невозможности механического повреждения (например, на недоступной высоте). В пожароопасных помещениях допускается применение алюминиевых проводов только при условии надежного их соединения сваркой, пайкой или опрессовкой. Соединительные и ответвительные коробки должны быть пылезащищенного исполнения.
Сооружение распределительных устройств напряжением выше 1000В в пожароопасных помещениях не рекомендуется, но при необходимости допускается при условии применения щитов и шкафов в закрытом исполнении.
Проектирование и монтаж электрооборудования напряжением до 1000В пожароопасных установок следует вести в соответствии с инструкциями, согласованными с Государственным комитетом по надзору за охраной труда в промышленности и горном хозяйстве.
Виды взрывозащищенного электрооборудования.
Согласно ГОСТ 18311-80 взрывозащищенным является электрооборудование (электротехническое устройство), в котором предусмотрены конструктивные меры с целью устранения или затруднения возможности воспламенения окружающей взрывоопасной среды.
Согласно ГОСТ взрывозащищенное электрооборудование для внутренней и наружной электроустановок может иметь следующие виды взрывозащиты:
- взрывонепроницаемая оболочка;
- заполнение и продувка оболочки под избыточным давлением;
- защита вида «е» (в электрооборудовании или его части, не имеющем нормально искрящих частей, принят ряд мер дополнительно к используемому в электрооборудовании общего назначения, затрудняющих появление опасных нагревов, электрических искр);
- масляное заполнение оболочки;
- кварцевое заполнение оболочки;
- специальный вид взрывозащиты.
Требования к электрооборудованию взрывоопасных установок (зон)
1) Для взрывоопасных зон имеет особое значение выполнение требований ПУЭ и ГОСТов при выборе электрооборудования.
2) К монтажу и эксплуатации во взрывоопасных установках допускается электрооборудование, которое изготовлено в соответствии с требованиями «Правил изготовления взрывозащищенного и рудничного электрооборудования» (ПИВРЭ).
3) Вновь смонтированная или реконструированная электроустановка должна быть принята в эксплуатацию специальной комиссией, состав которой утверждается главным инженером.
4) Электрооборудование, особенно с частями, искрящими при нормальной работе, рекомендуется выносить за пределы взрывоопасных помещений.
5) Особое внимание следует уделять надежности неподвижных контактных соединений в электрических цепях; их следует выполнять сваркой, пайкой или свинчиванием (в последнем случае необходимо применять меры против самоотвинчивания болтовых соединений).
6) Взрывозащищенные электрические аппараты в помещении других классов, а также взрывозащищенные электроприборы во взрывоопасных помещениях и в наружных установках всех классов должны открываться при помощи торцовых ключей.
