Характеристика требований, которые предъявляются к электрооборудованию пожароопасных помещений

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Характеристика требований, которые предъявляются к электрооборудованию пожароопасных помещений

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 Коммерсант 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.

Цель работы: Определить, на какие классы делятся взрыво- и пожароопасные зоны, и какие требования предъявляются к электрооборудованию, в зависимости от класса этих зон.

1. Классификация взрывоопасных и пожароопасных зон производственных помещений по ПУЭ

1.1 Классификация взрывоопасных зон

электроустановка пожароопасный изоляция

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) предусматривают классификацию производственных помещений и наружных установок по взрывоопасным и пожароопасным зонам.

При этом класс взрывоопасных и пожароопасных зон определяют технологи совместно с электриками проектной или эксплуатирующей организации, исходя из характеристики взрывоопасности и пожароопасности окружающей среды.

К взрывоопасной зоне относится помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси. ПУЭ устанавливает: если объем взрывоопасной смеси составляет более 5 % свободного объема помещения, то все помещение относится к соответствующему классу взрывоопасности.

Если объем взрывоопасной смеси равен или менее 5 % свободного объема помещения, то взрывоопасной считается зона в помещении в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от технологического аппарата, у которого возможно выделение горючих газов или паров ЛВЖ. Помещения за пределами взрывоопасной зоны считают невзрывоопасными, если нет других факторов, создающих в нем взрывоопасность.

Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), по содержанию горючих газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей предусмотрено три класса взрывоопасных зон помещений (В-I, В-Iа, В-Iб); для наружных установок - один класс (В-Iг) - с выделением из него более опасной группы устройств с открытым сливом и наливом легковоспламеняющихся жидкостей; по содержанию взрывоопасных пылей - два класса (В-II и В-IIа). Наиболее опасными являются зоны классов В-I и В-II.

Зоны класса В-I - зоны, расположенные в помещении, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и обладающие такими свойствами, что могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы, например при загрузке или разгрузке технологических аппаратов, хранение или переливание ЛВЖ, находящихся в открытых сосудах и т.п.

Зоны класса В-Iа - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих паров или газов или паров ЛВЖ с воздухом или другими окислителями не образуются, а возможны лишь в результате аварий или неисправностей.

Зоны класса В-Iб - те же зоны, что и в классе В-Iа, но отличающиеся одной из следующих особенностей:

1) горючие газы обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (15 % и более) и резким запахом при предельно допустимых концентрациях по ГОСТ 12.1.005 (например, машинные залы аммиачных компрессорных и холодильных абсорбционных установок);

2) помещения производств, связанных с обращением газообразного водорода, в которых по условиям технологического процесса исключается образование взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5 % свободного объема помещения. Это положение не распространяется на электромашинные помещения с турбогенераторами с водородным охлаждением при условии обеспечения электромашинного помещения вытяжной вентиляцией с естественным побуждением; эти электромашинные помещения имеют нормальную среду.

К классу В-Iб относятся также зоны лабораторных и других помещений, в которых горючие газы и ЛВЖ имеются в небольших количествах, недостаточных для создания взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5 % свободного объема помещения и в которых работа с горючими газами и ЛВЖ проводится без применения открытого пламени. Эти зоны не относятся к взрывоопасным, если работа с горючими газами и ЛВЖ проводится в вытяжных шкафах, или под вытяжными зонтами.

Зоны класса В-Iг - пространства у наружных установок:

- технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ (за исключением наружных аммиачных компрессорных установок);

- наземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими га-зами (газгольдеры);

- эстакад для слива и налива ЛВЖ;

- открытых нефтеловушек, прудов-отстойников с плавающей нефтяной пленкой и т.д.

К зонам класса В-Iг относятся также: пространства у проемов за наружными ограждающими конструкциями помещений со взрывоопасными зонами классов В-I, В-Iа и В-II (исключение составляют проемы окон с заполнением стеклоблоками); пространства у наружных ограждающих конструкций, если на них расположены устройства для выброса воздуха из систем вытяжной вентиляции по-мещений со взрывоопасными зонами любого класса или если они находятся в пределах наружной взрывоопасной зоны; пространства у предохранительных и дыхательных клапанов емкостей и техноло-гических аппаратов с горючими газами и ЛВЖ.

Зоны класса В-II. Зоны расположенные в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы (например, при загрузке и разгрузке технологических аппаратов).

Зоны класса В-IIа. Зоны, расположенные в помещениях, в которых опасные состояния, свойственные зонам класса В-II не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

1.2 Классификация пожароопасных зон

Пожароопасная зона - пространство в помещении или за его пределами, в котором постоянно или периодически находятся (сохраняются, используются или выделяются во время технологического процесса) горючие вещества как при нормальном технологическом процессе, так и при его нарушении в таком количестве, что требуются специальные меры в конструкции электрооборудования при его монтаже и эксплуатации.

Класс пожароопасных зон согласно классификации и их границы определяются технологами совместно с электриками проектной или эксплуатирующей организации. Класс пожароопасных зон характерных производств должен отображаться в нормах технологического проектирования или в отраслевых перечнях производств по пожаровзрывоопасности.

1. Пожароопасная зона класса П-І - пространство в помещении, в котором находится горючая жидкость, имеющая температуру воспламенения более +61°С.

2. Пожароопасная зона класса П-ІІ - пространство в помещении, в котором могут накапливаться и выделяться горючая пыль или волокна.

3. Пожароопасная зона класса П-ІІа - пространство в помещении, в котором находятся твердые горючие вещества и материалы.

4. Пожароопасная зона класса П-ІІІ - пространство вне помещения, в котором находится горючая жидкость с температурой воспламенения более +61 (знак цельсия) С или твердые горючие вещества. Зоны в помещениях или за их пределами до 5 м по горизонтали и вертикали от аппарата, в котором находятся горючие вещества, но технологический процесс ведется с применением открытого огня, раскаленных частей или технологические аппараты имеют поверхности, нагретые до температуры самовоспламенения горючих паров, пыли или волокон, не относятся в части их электрооборудования к пожароопасным зонам.

Класс среды за границами указанной 5-метровой зоны следует определять в зависимости от технологических процессов, применяемых в этой среде.

Зоны в помещениях и за их пределами, в которых твердые и газообразные горючие вещества сжигаются как топливо или утилизируются путем сжигания, не относятся в части их электрооборудования к пожароопасным зонам.

2. Электрооборудование для взрыво- и пожароопасных зон

2.1 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):

1. Общего назначения;

2. Специальное (тропического исполнения, холодостойкое, влагостойкое, химически стойкое);

3. Открытое (не защищенное от прикосновения к движущимся и токоведущим частям);

4. Защищенное (от случайного прикосновения к его движущимся и токоведущим частям от случайного попадания внутрь посторонних предметов и пыли);

5. Водозащищенное;

6. Брызгозащищенное;

7. Каплезащищенное;

8. Пылезащищенное;

9. 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);

10. Герметичное (защищенное, выполненное так, что исключена возможность сообщения между его внутренним пространством и окружающей средой);

11. Взрывозащищенное (электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры с целью устранения или затруднения возможности воспламенения окружающей взрывоопасной среды).

2.2 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.

2.3 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.

К группе I относятся рудничное взрывозащищенное электрооборудование.

Электрооборудование группы II, имеющее взрывонепроницаемую оболочку, подразделяется на подгруппы II А, II В и II С, соответственно устанавливаются температурные классы Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6 - в зависимости от значения предельной температуры.

Маркировка взрывозащиты электрооборудований группы II содержит следующие условные знаки:

1. знак уровня взрывозащиты - цифра 2 для электрооборудования повышенной надежности, цифра 1 для взрывобезопасного оборудования, цифра 0 для особо взрывобезопасного электрооборудования;

2. знак Ех, указывающий, что электрооборудование соответствует стандартам на виды взрывозащиты;

3. знак вида взрывозащиты:

d - взрывонепроницаемая оболочка;

i - искробезопасная электрическая цепь;

е - защита вида «е»;

о - масляное заполнение оболочки;

р - заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением;

g - кварцевое заполнение оболочки;

s - специальный вид взрывозащиты.

4) знак группы или подгруппы электрооборудования (IIА, II В, II С).

Маркировка должна выполняться в виде цельного, не разделенного в прямоугольнике знака.

2.4 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 зонах классов В - I и В - II, должны иметь блокировку, допускающую открывание их только при снятом напряжении.

7. 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.

8. Согласно ПУЭ электрические машины, стационарно установленные с частями, как искрящими по условиям работы, так и неискрящими, должны иметь соответствующие уровни взрывозащиты оболочек электрических машин и иметь следующее исполнение:

8.1. В зонах классов В-I и В-II - взрывонепроницаемое (d) или продуваемое под избыточным давлением (p);

8.2. В зоне класса В-Iа - любое взрывозащищенное для соответствующих категорий и групп взрывоопасных смесей. Искрящие части машин в исполнении повышенной надежности против взрыва (знак 2), например контактные кольца асинхронных двигателей , должны быть заключены в колпак одного из следующих исполнений: взрывонепроницаемого, продуваемого под избыточным давлением или специального.

8.3. В зонах класса В-Iб - невзрывозащищенное или в исполнении защищенном или брызгозащищенном. Искрящие части электрических машин должны быть заключены в колпаки закрытого исполнения. Электродвигатели вентиляторов аварийной вентиляции должны быть в любом взрывозащищенном исполнении.

8.4. В наружных взрывоопасных зонах класса В-Iг:

- любое взрывозащищенное исполнение для соответствующей категории и группы взрывоопасных смесей - для установок в пределах взрывоопасной зоны;

- закрытое или закрытое обдуваемое с частями, не искрящими по условиям работы (например, асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором). Нормально искрящие по условиям работы части электрических машин должны быть заключены в пыленепроницаемый колпак.

8.5. В зонах класса В-IIа - закрытое обдуваемое или продуваемое исполнение. Искрящие части машин (например, контактные кольца) должны быть заключены в колпаки одного из следующих исполнений: взрывонепроницаемого, продуваемого под избыточным давлением, специального или пыленепроницаемого.

9. Монтаж электрических сетей следует выполнять во взрывоопасных помещениях в соответствии с «Инструкцией по монтажу электрооборудования силовых и осветительных сетей взрывоопасных зон.

Заключение

Таким образом, для обеспечения пожаро- и взрывобезопасности электрооборудования во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок взрывоопасных производств необходимо применять преимущественно взрывозащищенное оборудование.

«Правила устройства электроустановок» (ПУЭ) предусматривают классификацию производственных помещений и наружных установок по взрывоопасным и пожароопасным зонам. При рассмотрении вопросов пожарной опасности электроустановок исходят из наличия двух составляющих пожара: источника зажигания и горючего вещества. Наличие двух составляющих пожара позволяет с уверенностью сказать, что любое электроизделие является потенциально пожароопасным. Поэтому основной задачей пожарной профилактики электроустановок является их изоляция от сгораемых материалов с помощью конструктивных (технических) средств.

Образование электростатических зарядов может вызывать пожарную опасность вследствие возникновения искровых разрядов на поверхности наэлектризованного материала. Заземление -- наиболее простой и часто применяемый способ защиты от статического электричества. При невозможности использования простых средств защиты от статического электричества рекомендуется нейтрализовать заряды ионизацией воздуха в местах их возникновения или накопления. Также проводят отвод зарядов путем уменьшения удельного объемного и поверхностного электрического сопротивления.

Список литературы

1. Пожарная безопасность: Научно-технический журнал. - М.: ООО «Информост», 2001-2002

2. Федеральный закон от 21 июля 1997 г. № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»

3. Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004

4. Пособие по безопасной работе при эксплуатации электроустановок. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006.

5. Электронная библиотека Грамотей. Сергей Викторович Петров. Обеспечение безопасности образовательного учреждения. [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www.gramotey.com/?open_file=1269010407#TOC_id958779

Размещено на Allbest.ru