離心機在防爆場所使用安全分析研究
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固液分離機械設(shè)備中的離心機，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)離心機應(yīng)用的場合、工藝、介質(zhì)等的物理和化學(xué)性質(zhì)的不同，對離心機的使用也有不同的防爆要求。結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境與操作情況，以下對離心機在防爆場所中的使用安全進行分析研究。
1 爆炸機理分析
廣義地說，爆炸是物質(zhì)在瞬間以機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。化學(xué)性爆炸根據(jù)瞬時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。
可燃氣體爆炸分為兩種類型。一類是分解性氣體爆炸，這類氣體即使在沒有氧氣（隔絕空氣）的情況下，遇到點火源也會發(fā)生爆炸，爆炸所需的能量是由此類氣體本身分解時放出的分解熱提供的。另一類是爆炸性混合氣體爆炸，可燃氣體、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，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氣體與空氣的混合氣中可燃氣體的爆炸下限與爆炸上限之間的濃度范圍。常見可燃氣體在空氣中爆炸上下限（體積分數(shù)）一般由實驗測定，可查相關(guān)書籍。
2 離心機設(shè)備防爆要求與措施
危險場所必須按國家標(biāo)準《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備》劃定危險場所區(qū)域等級圖，并按危險區(qū)域等級和爆炸性混合物的級別、組別配置相應(yīng)符合國家標(biāo)準規(guī)定的防爆等級的電氣設(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。
2.1 離心機本體設(shè)備的防爆要求
根據(jù)爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備危險場所分類、爆炸性氣體分級分組和電氣設(shè)備表面溫度分組要求，以及我們多年對設(shè)計、生產(chǎn)、現(xiàn)場調(diào)試使用離心機的防爆要求的了解，在適合使用離心機情況下，離心機防爆等級一般選擇Exd II BT4即可滿足要求，也就是離心機所配置的電氣產(chǎn)品防爆等級必須全部不低于Exd II BT4，尤其是全自動離心機。除了常規(guī)的電機和現(xiàn)場防爆操作箱（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、振動傳感器、壓力變送器、測氧儀等均應(yīng)滿足該要求。離心機一般要求較高的強電接地（或接零），現(xiàn)場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行接地線的連接；同時爆炸危險場所的絕緣導(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，傳動皮帶要用防靜電皮帶，相對運動部件不得有相撞或摩擦現(xiàn)象以免產(chǎn)生靜電與火花。對于制動裝置，現(xiàn)已不采用機械摩擦式制動裝置、改用非接觸式電磁能耗制動形式。
2.2 離心機外圍配套設(shè)備的防爆要求
（1）進料與出液應(yīng)安裝自動閥，一旦有氣體爆炸，迅速停機，同時自動關(guān)閉進料閥與出液閥；以免爆炸危險波及料罐、儲液罐等其他設(shè)備。同時出液管路可設(shè)液封，可以在離心機與儲液罐之間起到一定隔離作用。
（2）出料斗與干燥機之間也應(yīng)安裝自動閥，一方面隔絕干燥機的熱源，防止離心機運行時工作溫度超高；另一方面隔絕爆炸氣體，有氣體爆炸迅速自動關(guān)閉。
（3）對壓力管線要有防止高低壓竄氣、竄液措施。
2.3 離心機運行過程中的防爆措施
即使離心機的機械與電氣零部件均嚴格按防爆等級要求進行制造與配置，操作維護人員也嚴格按防爆要求與操作規(guī)程進行操作與維護，但離心機是高速旋轉(zhuǎn)的動設(shè)備、且由于加料機構(gòu)或濾布問題等使轉(zhuǎn)鼓內(nèi)布料不均而產(chǎn)生一定的振動，所以長期使用后，可能有零部件松動移位現(xiàn)象，如設(shè)備未能及時維護檢修，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、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。
由于離心機運行時有火花存在的可能，其運行過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。比較簡單的辦法是從離心機上蓋接抽空管與抽空閥，離心機加料或加有機溶劑洗滌時，根據(jù)溶劑揮發(fā)程度可以及時開啟抽空閥，有效降低易燃易爆氣體濃度。但該措施問題有二：一，難于確保易燃易爆氣體濃度不在爆炸極限范圍內(nèi)；二，在抽空過程中，易將空氣抽入離心機系統(tǒng)，難于確保氧含量不在爆炸極限范圍。因此，離心機配置抽空管路，仍有爆炸危險。
（2）配置爆破膜式泄爆裝置。一旦有爆炸危險，爆破膜或片先爆，然后將爆炸物通過排泄管排放至安全的地方。這樣排泄管徑一般較大，不利于離心機安裝使用；同時離心機運行狀態(tài)差異較大，爆破膜或片有效面積難于精確計算與確定；并且配置爆破膜片，也屬于被動防爆措施。因此，離心機配置爆破膜片，仍有爆炸危險。
（3）對于爆炸危險極高或爆炸造成停機停工損失較大的，建議選配離心機自動充氮保護系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含自動充氮排氣閥與在線測氧儀等，在離心機使用前或加料、加有機溶劑洗滌時均可靈活檢測氧含量并根據(jù)需要進行充氮保護。有條件的或大批量使用離心機的，應(yīng)配備可燃氣體濃度分析檢測儀。這樣，離心機運行時，操作人員對其系統(tǒng)內(nèi)的氧含量和可燃氣體濃度可以清楚掌握，徹底避免爆炸危險。
3 安裝、操作、維護和檢修的防爆要求
（1）離心機所處位置應(yīng)遠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）爆炸危險場所的設(shè)備應(yīng)保持完好，并應(yīng)定期進行校驗、維護保養(yǎng)和檢修，其完好率和泄漏率都必須達到規(guī)定要求。
（3）防爆電氣設(shè)備的施工、安裝、維護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)過培訓(xùn)、考核合格，持證上崗。檢驗和檢修防爆電氣產(chǎn)品的單位必須經(jīng)過資格認可。電纜線路通過不同的爆炸危險區(qū)域的交界處、爆炸危險區(qū)域與非爆炸危險區(qū)域的分界處，均應(yīng)采取相應(yīng)的隔離措施；電纜管線或保護鋼管與墻壁、樓板或地坪間的縫隙、敷設(shè)電纜時預(yù)留的孔洞，均應(yīng)進行密封；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)按照試驗標(biāo)準，每條電纜經(jīng)絕緣檢測，耐壓試驗合格后方準投入運行。
（4）爆炸危險場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。
（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，確保含有離心機的生產(chǎn)裝置或系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和有序地生產(chǎn)運行。
（2）有靜電積聚危險的生產(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
對爆炸風(fēng)險管理來說，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，必須所有機械與電氣零部件均嚴格達到防爆要求。就操作維護人員而言，必須嚴格按防爆要求與操作規(guī)程進行操作與維護，且能及時發(fā)現(xiàn)爆炸隱患與險情，確保離心機等設(shè)備安全、穩(wěn)定和有序地生產(chǎn)運行。
