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潜在爆炸或易燃场所通常需要电动机,例如化工厂、煤矿或石化厂。事故可能导致损坏、伤害或生命损失。这使得选择不会产生点火源的电机变得至关重要。让我们看一下用于对不同类型的危险场所进行分类的四个关键标准,以及电动机是如何设计和额定以在其中安全运行的。
为危险场所选择电动机
了解危害
在为危险场所选择电机时,第一步是根据您当地适用的标准对场所进行分类。在美国,危险场所分类由国家电气规范 (NEC) 确定,而加拿大电气规范 (CEC) 适用于加拿大。
在实践中,现场分类很复杂,需要对电机环境的各个方面进行彻底的检查和分析。有关详细指导,请咨询您当地的相关安全机构。以下部分将为您提供所使用的四个主要标准的广泛概述。
1.类
危险场所的类别描述了主要危险物质在其中所采取的形式。共有三类,按着火风险从高到低的顺序排列。
I 类场所在大气中含有高度易燃气体和蒸汽,点燃时可能会爆炸。示例包括炼油厂、天然气厂、喷漆设施和加油区。
II 类场所的空气中含有可燃或导电粉尘颗粒。煤粉或面粉等材料以及铝和镁粉等导电颗粒在空气中以足够的浓度散布时会变得高度爆炸。
III 类位置描述了可燃材料以较大颗粒形式存在的环境,例如锉屑和刨花,通常沉积在表面上。例子包括进行木材或纺织品加工的行业。
2.师
危险场所的划分描述了主要危险材料存在的条件,有两个划分。
Division I 位置指定材料在正常操作条件下存在的区域,作为过程本身的一部分或在维护等计划活动期间。
II 区位置是材料仅在异常条件下暴露的位置。该材料通常存在于封闭空间中,例如密封管道或储罐内,只有在发生破裂或泄漏等事故时才有可能与电机接触。
3.组
危险场所所属的组代表着火后主要可燃物质的行为。有 7 个组,标记为 A 到 G。
A、B、C 和 D 组按风险从高到低的顺序描述了易燃或易爆气体、蒸气和液体。例如,乙炔是一种特别易挥发且燃烧强烈的气体,属于 A 组,而 D 组包含危险性较低的乙醇。
E、F 和 G 组包含可燃粉尘,按照风险从高到低的顺序会产生 II 级危险。材料包括 Eto 组玉米中的铝粉、G 组中的糖和小麦粉。
4.自燃温度
获取电机附近有害物质的自燃温度 (AIT) 非常重要。这是材料在没有任何其他点火源的情况下独立点燃的最低温度。正如您将在以下部分中看到的那样,这是确定电机是否适合现场的关键部分。
实际上,AIT值并不容易获得,因为它取决于氧气浓度和环境压力等环境因素。几种不同材料的混合物会使此步骤进一步复杂化,并且可能需要进行保守估计。
选择电机
对站点进行分类后,就该选择合适的电机了。让我们看看为危险场所设计的电动机的类型和额定值。
电机额定值
危险场所电机通常带有适合的等级、分类和组别。很长一段时间,只有 I 类电机进行了评级,因此许多电机没有评级,因为默认情况下它们被评级为 I 类位置。Division I 电机可以在 Division II 位置运行,但与 Division II 额定电机相比可能过度设计且成本过高。
电动机还带有 T 代码额定值,它指定了可能暴露于有害物质的电动机表面的任何部分将达到的最高温度,包括在烧毁、电源过载或锁定转子的情况下。必须将此温度额定值与现场有害物质的 AIT 进行比较,以确定电机表面是否存在着火风险。
电机额定值必须得到安全机构的授权,例如北美的美国保险商实验室 (UL) 或加拿大标准协会 (CSA)。
最高温度(适用于所有条件)
防爆电机
防爆电机是 I 类 I 区的要求,必须能够抑制特定危险材料的内部爆炸,而不会为周围环境产生火源。这是基于这样的假设,即在一段时间内,电机周围大气中的气体和蒸汽可能会进入内部,与可能产生火花或产生过热的内部元件接触,尤其是在故障期间。
防爆电机设计有厚实的硬化外壳以容纳初始爆炸的压力,并且它们必须允许热气体以不会产生火源的受控方式逸出。为此,他们使用了火焰路径,这是又长又窄的走廊,燃烧的气体可以通过这些走廊逸出,同时被冷却到安全温度。火焰路径通常内置于电机的轴或主体中。
第二部汽车
这些通常可以是已获 CSA 批准用于 II 区的常规 TEFC 电机。它们必须包括带有 CSA 等级、类别/部门/组别等级和温度代码的二级铭牌。
防尘燃电机
在 II 类场所,危险物质以空气中的粉尘形式存在,因此需要防尘燃电机。这种类型的电机具有防尘密封件和轴承,可完全防止灰尘进入电机。
正确确定防尘燃电机的 T 代码等级非常重要。它们通常会在电机主体外部积聚一层灰尘,从而抑制冷却并增加表面温度。
在危险场所使用 VFD
变频驱动器 (VFD) 修改交流电源的频率,从而实现交流电动机的速度控制。但是,由于在电机绕组中产生谐波频率,它们通常会在电机内部产生额外的热量。此外,当使用 VFD 以低于电机基本速度的速度运行电机时,它会极大地影响轴装风扇提供冷却的能力。
设计用于与 VFD 一起工作同时减轻这些热效应的防爆逆变器电机可用。重要的是要记住,这些电机必须符合该地区的分区、等级、组和 T 代码额定值,并且额定用于 VFD。
概括
既然您已经熟悉了危险场所分类中使用的关键概念,以及为不同类型的危险设计的电机,您已经迈出了选择适合您需求的正确电机的第一步。