Giới thiệu ngắn gọn về khu vực nguy hiểm
Aug 11, 2023
KHU VỰC NGUY HIỂM, ĐỊNH NGHĨA & BẢO VỆ CHỐNG NỔ
Điều này cung cấp cái nhìn tổng quan toàn diện về thiết kế và sử dụng thiết bị nhằm mục đích sử dụng ở những khu vực có khả năng chứa bầu không khí dễ nổ do khí, hơi và bụi hoặc sợi dễ cháy. Những khu vực này thường được gọi là khu vực nguy hiểm.
"Khu vực nguy hiểm" được đặc trưng là vị trí mà bầu khí quyển chứa hoặc có khả năng chứa các loại khí, bụi hoặc hơi dễ cháy hoặc nổ với số lượng đáng kể.
KHU VỰC NGUY HIỂM
Để bảo vệ hệ thống lắp đặt khỏi các vụ nổ tiềm ẩn, cần sử dụng phương pháp phân tích và phân loại các khu vực có thể nguy hiểm. Mục tiêu chính của quá trình này là đảm bảo lựa chọn phù hợp và lắp đặt thiết bị phù hợp, cuối cùng nhằm mục đích ngăn ngừa cháy nổ và đảm bảo an toàn cho cá nhân.
Mô tả khu vực nổ và khu vực nguy hiểm
Thiết bị điện chống cháy nổ được phân loại và áp dụng cho các khu vực dễ nổ dựa trên cấu trúc của chúng, như trình bày trong bảng dưới đây
|
Tên & Mã |
Định nghĩa và đặc điểm |
Biểu đồ |
Khu vực phù hợp |
|
áp lực- kháng cự chống cháy nổ （d） |
(1) Vỏ được trang bị các bộ phận điện như NFB, MS, v.v., có thể tạo ra tia lửa điện trong quá trình hoạt động bình thường. (2) Nếu khí độc hại thoát ra ngoài và có khả năng gây nổ thì vỏ bọc phải chịu được áp suất nổ và ngăn chặn ngọn lửa rò rỉ từ mối nối, gây cháy nổ khí độc hại bên ngoài. |
 |
KHU 1
KHU 2 |
|
tăng cường an toàn chống cháy nổ （e） |
(1) Vỏ được thiết kế chỉ để kín khí và không có khả năng chịu áp lực. (2) Nội thất chỉ chứa được các linh kiện không tạo ra tia lửa hoặc nhiệt độ quá cao trong quá trình hoạt động bình thường, chẳng hạn như thiết bị đầu cuối Eexe và mô-đun Eexd (chống nổ chịu áp lực) mô-đun chứng minh). Thiết bị điện chống cháy nổ chịu áp lực các bộ phận được sản xuất bằng phương pháp đúc Eex-d là những sản phẩm mới hoàn toàn không có tia lửa điện và nhiệt độ quá cao, khiến chúng phù hợp để sử dụng trong nhiều hộp điều khiển khác nhau. |
|
KHU 1
KHU 2 Nếu có các bộ phận điện có thể tạo ra tia lửa hoặc nhiệt quá mức thì chỉ có thể sử dụng chúng ở KHU 2. |
|
nội bộ áp lực vụ nổ- bằng chứng （p） |
Vỏ bọc là một hộp phân phối điển hình nhưng được làm theo cách kín hoàn toàn. Áp suất bên trong tạo ra áp suất cao hơn một chút so với áp suất khí quyển để ngăn chặn sự xâm nhập của khí độc hại từ bên ngoài. Sự đối lưu của đường ống bơm hơi giúp tản nhiệt bên trong. Nó thường được sử dụng trong các thiết bị lớn hoặc toàn bộ phòng điều khiển |
|
KHU 1
KHU 2 |
|
vốn đã an toàn chống cháy nổ （i） |
(1) Được thiết kế cho các mạch điện tử hoặc điện năng lượng thấp để ngăn ngừa xảy ra vụ nổ khí xung quanh các thiết bị và mạch điện, bất kể hoạt động bình thường hay bất thường. (2) Đầu ra hoặc đầu vào mạch của các bộ phận điện chống cháy nổ bên trong được thiết kế để kiểm soát dưới mức năng lượng có khả năng gây cháy và nổ khí hydro. |
|
KHU 0(ia) KHU 1(ia,ib) KHU 2(ia,ib) |
|
vụ nổ ngâm trong dầu- bằng chứng （o） |
(1) Các bộ phận điện bên trong vỏ là máy biến áp, dầu cách điện có điểm chớp cháy cao được sử dụng để cách ly nhằm đạt được hiệu quả chống cháy nổ. (2) Loại thiết bị này có độ tin cậy kém và hiện nay ít được sử dụng. |
|
KHU 1
KHU 2 |
|
điền chống cháy nổ （q） |
(1) Các mạch điện tử như tụ điện, điện trở và máy biến áp nhỏ được lắp đặt bên trong vỏ và cách ly bằng cách lấp đầy cát mịn để đạt được hiệu quả chống cháy nổ. (2) Loại cấu trúc này không được sử dụng riêng mà được lắp đặt bên trong vỏ EExe để sử dụng. |
|
KHU 1 KHU 2 |
|
mũi tiêm áp lực đúc -kháng cự chống cháy nổ （m） |
(1) Đây là phương pháp chống cháy nổ trong đó các bộ phận có thể tạo ra tia lửa điện hoặc nhiệt độ quá cao được bọc bằng một lớp đúc tổng thể bằng polyester, đảm bảo rằng bề mặt của toàn bộ vỏ bọc đúc sẽ không tạo ra tia lửa điện hoặc tăng nhiệt độ có thể gây cháy khí độc hại . (2) Các thành phần điều khiển của công tắc chung dưới 630A được xử lý bằng cách đúc bằng vật liệu polyester theo yêu cầu về thông số kỹ thuật chống cháy nổ chịu áp lực và được phê duyệt bởi EEx-d. |
|
KHU 1
KHU 2 |
|
đặc biệt chống cháy nổ (s) |
Cấu trúc chống cháy nổ đặc biệt đề cập đến các tổ hợp điện hoặc phương pháp điều khiển đặc biệt, được xử lý theo các cấu trúc nói trên. Chúng phải được thiết kế riêng cho các thiết bị điện cụ thể phù hợp để sử dụng ở những vị trí nguy hiểm cần thiết và được cơ quan chứng nhận chống cháy nổ phê duyệt. |
|
KHU 0
KHU 1 KHU 2 |
Bảng so sánh các công trình điện chống cháy nổ, định nghĩa và các khu vực nguy hiểm áp dụng
Cấu trúc và phân loại chống cháy nổ chịu áp lực
Một sai lầm phổ biến mà nhiều người mắc phải là dùng thuật ngữ “vùng chống cháy nổ chịu áp lực” hay “vùng chống cháy nổ tăng cường an toàn” là không chính xác. Phải sử dụng thuật ngữ chính xác để mô tả việc phân loại khu vực chống cháy nổ theo cơ sở '0 cấp', '1 cấp' hoặc '2 cấp'. Nên sử dụng thuật ngữ “chịu áp lực” và “tăng cường an toàn” để mô tả việc xây dựng các thiết bị điện chống cháy nổ, thay vì đề cập đến các khu vực cụ thể. Điều quan trọng là mọi người phải phân biệt giữa các khái niệm này.
Mỗi công trình chống cháy nổ nói trên đều có những quy định sản xuất cụ thể. Trong trường hợp thiết bị chống cháy nổ chịu áp lực, phải đáp ứng các yêu cầu đặc biệt do có các bộ phận điện có thể tạo ra tia lửa điện hoặc nhiệt quá mức trong quá trình hoạt động bình thường. Thông thường, vỏ của các thiết bị này cần phải có độ dày (độ bền) lớn hơn và phải chịu được áp suất ít nhất 10 Kg/Cm² từ hỗn hợp khí dễ nổ như H2 mà không gặp bất kỳ hư hỏng nào sau nhiều lần thử nghiệm (thường được gọi là thử nghiệm nổ). Ngoài ra, dung sai và độ sâu của mối nối giữa các bộ phận vỏ được quy định chặt chẽ. Thông thường, quy trình thử nghiệm bao gồm việc lấp đầy môi trường bên ngoài của vỏ bằng hỗn hợp khí dễ cháy và nếu ngọn lửa bên trong của vỏ không đốt cháy khí bên ngoài trong mười lần thử liên tiếp thì có thể coi là vượt qua thử nghiệm. Ngoài ra, việc tuân thủ các quy định an toàn cũng có thể được xác nhận bằng cách tuân thủ các tiêu chuẩn thử nghiệm quốc tế. Bảng sau đây cung cấp ví dụ dựa trên tiêu chí JIS (Tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản), với các thay đổi nhỏ so với các giá trị được sử dụng ở Châu Âu và Hoa Kỳ (nói chung là tương tự nhau).
|
Mức độ nổ |
Giải phóng mặt bằng m/m |
khối lượng của hộp |
độ sâu của khoảng trống |
|
1 |
Trên 0.6 |
(A) 2000CM³ |
Lớn hơn hoặc bằng 25m/m |
|
2 |
0.4 ở trên 0.6 bên dưới |
(B) 2000-100CM³ |
Lớn hơn hoặc bằng 15m/m |
|
(C) 100-2CM³ |
Lớn hơn hoặc bằng 10m/m |
||
|
3 |
0.4 bên dưới |
(D) 2CM³Dưới đây |
Lớn hơn hoặc bằng 5m/m |
Biểu diễn mức độ cháy nổ trong hệ thống Châu Âu, Mỹ và Nhật Bản
|
Bảng 5 （Mã hệ thống quốc tế và sự so sánh liên quan đến mức độ cháy nổ ）
|
Theo bảng trên, cần lưu ý rằng cách trình bày là nhất quán giữa Nhật Bản và Châu Âu, trong khi Hoa Kỳ lại đi theo một cách tiếp cận khác. Tuy nhiên, nó đại diện cho hai tình huống khác nhau. Thứ nhất, nếu mức độ nổ được biểu thị bằng kiểu 1, 2, 3 của Nhật Bản hoặc kiểu IIA, IIB, IIC của Châu Âu hoặc kiểu A, B, C, D của Mỹ thì là mức nổ chịu áp- vỏ bằng chứng phải được sản xuất theo dữ liệu trong bảng. Thứ hai, bên cạnh việc thể hiện các điều kiện, nó còn thể hiện tương đối các môi trường khí (lỏng) nguy hiểm áp dụng cho một nhóm cụ thể. Trên thực tế, A, B, C và A, B, C, D của Châu Âu đại diện cho mức độ nhạy cảm của khí độc (chất lỏng) với tia lửa nổ và mức độ yêu cầu của kết cấu chống cháy nổ chịu áp lực. Các loại khí (chất lỏng) nguy hiểm thông thường được phân loại riêng theo Châu Âu và Hoa Kỳ (như trình bày trong Bảng 6). Sự phân loại này dựa trên tính chất nguy hiểm của tia lửa (tức là điểm chớp cháy) và điểm bắt lửa của các loại khí (chất lỏng) nguy hiểm khác nhau, cho biết nhiệt độ mà chúng sẽ bốc cháy ngay cả khi không có tia lửa. Do đó, cần xác định nhiệt độ bốc cháy của khí (chất lỏng) nguy hiểm so với nhiệt độ bề mặt của các thiết bị điện chống cháy nổ (như trong Bảng 7) để đạt được sự bảo vệ an toàn hoàn toàn.
Cấu trúc và phân loại chống cháy nổ chịu áp lực
|
Đánh lửa Nhiệt độ đến /l/theo độ |
EN HOẶC IEC |
JIS |
NEC |
Đánh lửa Nhiệt độ chắc chắn /2/trong độ |
|||
|
Nhóm |
Tốc biến mức độ điểm |
Khí điển hình hoặc hơi |
IGNI- SỰ LỚP HỌC |
Nhóm |
Typicsl Khí hoặc hơi |
||
|
540 515 425 460
630 630 555 365 340
505 370 530 215 240 220 595 455 475 210 285 360
220-300 470 405 455 550 490 535 385 415
140 605
425 535 495 180
440 415 |
II A |
-19 KHÍ GA 11.1
KHÍ GA -11.1
28.9
-4 -21.7
KHÍ GA 11
12
32.7 -42.8
KHÍ GA 11.7 -32.7
32
17.2
-37.8 KHÍ GA |
Aceton Athan Athanol Athylacetat Athylnitrit Amoniac Anilin Ben zol Butan Butanol
Butanon Butylaacetat Dichlorathy Heptan lục giác heizol Mêtan Metanol Metyl axetat bát phân Ngũ Cung pentanol Dầu mỏ-Naphta Xăng dầu(einschl.Fahtbenzin ) Propan Propanol Propylen pyridin Styrol toluol dây buộc Viny Viny lCHLORID Xylole
Acetaldehyd Kohlenmonoxid |
1 |
D |
axeton athan etanol (rượu etylic) etyl axetat amoniac benzen butan 1-butanol 2-butanol metyl etyl xeton n-butyl axetat ethylene dichloride heptan hexan metan (khí tự nhiên) metanol (rượu metyl)
octan pentan 1-pentanol naphta dầu mỏ xăng propan 1-propanol 2-propanol propylen pyridin mũi nhọn toluen vinyl axetat Vinyl clorua Xylene |
465 515 356 427
651
560 405 365/405
516 425 413 280 225
539 385 220 260 300 288 280-456
450 440/399 460 482 490 480 427 472 530 |
|
C |
Acetaldehyd cacbon monoxit
Etylen hydro xyanua xiclopropan ete dietyl |
175 610
490
500 160 |
|||||
|
II B |
KHÍ GA KHÍ GA
KHÍ GA |
Athylen Cyanwasserstoff Xyclopropan Diathylather Tetraflorathylen
Acrylaldehyt (Acroleiin) Athylenoxid Butadien-1,3 |
2 |
||||
|
B |
Acrolein Oxit ethylene Butadien |
220
429 420 |
|||||
|
Đánh lửa Nhiệt độ đến /l/theo độ |
EN HOẶC IEC |
JIS |
NEC |
Đánh lửa Nhiệt độ chắc chắn /2/trong độ |
|||
|
Nhóm |
Tốc biến mức độ điểm |
Khí điển hình hoặc hơi |
IGNI- SỰ LỚP HỌC |
Nhóm |
Typicsl Khí hoặc hơi |
||
|
560
430
560
305
95 |
IIB |
KHÍ GA
-37.2 |
Koksofengas Propy lenoxid |
2 |
B |
khí sản xuất (chứa trên 30% hydro (theo thể tích) Oxit propylen Hydro |
449
400 |
|
II C |
KHÍ GA
KHÍ GA
-30 |
Wasserstoff
Axetylen Athylnitrat
Schwefelkoh -Ống kính |
3a
3 3c
3b |
||||
|
A |
Axetylen |
305 |
|||||
|
Đặc biệt biện pháp bảo vệ |
Cacbon disulfide |
100 |
|||||
|
Nhận xét |
Trong bảng trên, trong tiêu chuẩn nổ JIS cấp 3 của Nhật Bản, do cấp độ cao hơn nên có ít khí (chất lỏng) nguy hiểm được phân loại dưới cấp độ này hơn. Cụ thể, chất khí (lỏng) được ký hiệu là 3a| 3b và 3c trực tiếp biểu thị mức này, trong khi phần còn lại không xác định được biểu diễn dưới dạng 3N. |
||||||
Giải thích so sánh về điểm đánh lửa và ký hiệu trong hệ thống chống cháy nổ của các quốc gia khác nhau
|
Mức độ |
Phạm vi nhiệt độ |
Mã Nhật Bản |
Mã EU |
Mã Mỹ |
|||
|
1 |
450 độ trên |
G1 |
T1 hoặc G1 |
T{0}} độ |
|||
|
2 |
300-450 độ |
G2 |
T2 hoặc G2 |
T2 |
300 độ |
T2C |
230 độ |
|
T2A |
280 độ |
T2D |
215 độ |
||||
|
T2B |
260 độ |
|
|
||||
|
3 |
200-300 độ |
G3 |
T3 hoặc G3 |
T3 |
200 độ |
T3B |
165 độ |
|
T3A |
180 độ |
T3C |
160 độ |
||||
|
4 |
135-200 độ |
G4 |
T4 hoặc G4 |
T4 |
135 độ |
T4A |
120 độ |
|
5 |
100-135 độ |
G5 |
T5 hoặc G5 |
T{0}} độ |
|||
|
6 |
85-100 độ |
G6 |
T6 hoặc G6 |
T{0}} độ |
|||
Có một khái niệm quan trọng liên quan đến các giá trị nhiệt độ trong lớp nhiệt độ mà công chúng thường hiểu sai. Trong Bảng 7, nếu đề cập đến các quy định đối với thiết bị điện chống cháy nổ thì có nghĩa là nhiệt độ bề mặt của vỏ bọc điện không được vượt quá giá trị đó. Nó không ngụ ý khả năng chịu nhiệt độ của các thành phần điện. Thông thường, khi lựa chọn thiết bị điện, nhiệt độ bề mặt sẽ thấp hơn điểm bắt lửa của khí (lỏng) nguy hiểm ở vị trí cụ thể đó, nhằm mục đích nâng cao tính an toàn.
Xem xét thông tin ở trên, có vẻ như sự hiện diện của tia lửa điện hoặc nhiệt độ trên điểm bắt lửa của khí độc hại (chất lỏng) không phải là mối lo ngại duy nhất. Trên thực tế, có ba yếu tố có thể dẫn đến cháy: 1. Sự hiện diện của hơi dễ cháy hoặc dễ bắt lửa. 2. Nguồn gây cháy (chẳng hạn như tia lửa điện hoặc nhiệt độ bề mặt đạt tới điểm bốc cháy của khí nguy hiểm). 3. Có sẵn các tác nhân oxy hóa (như không khí hoặc oxy nguyên chất). Do đó, ngay cả khi có các nguồn gây cháy tiềm ẩn ở những khu vực có vật liệu nguy hiểm, vụ nổ vẫn có thể không xảy ra nếu nồng độ chất nguy hiểm quá cao hoặc nếu không có đủ không khí oxy hóa. Tương tự, nếu nồng độ của chất độc hại quá thấp thì nhìn chung nó không gây ra rủi ro đáng kể. Mỗi vật liệu nguy hiểm có nồng độ khác nhau và nồng độ trong phạm vi quy định được coi là cực kỳ nguy hiểm. Điều này có nghĩa là ba yếu tố cháy chỉ có thể xảy ra trong phạm vi này, giúp hiểu rõ hơn về các đặc điểm nhất định của môi trường chống cháy nổ.
Trong tương lai, việc hiểu rõ cách thể hiện các ký hiệu chống cháy nổ được sử dụng ở Châu Âu, Châu Mỹ và Nhật Bản cũng rất quan trọng để đưa ra lựa chọn sản phẩm phù hợp. (Như Bảng 8).
|
|
Mã hệ thống |
Số đầu tiên Mã xây dựng |
Số thứ hai Mã mức độ nổ |
Số thứ ba Nhiệt độ điểm chớp cháy Mức |
Nhận xét |
|
Châu Âu |
IEC （EEx） |
d ,e ,i ,q ,s |
IIA ,IIB ,IIC |
T1-T6 G1-G6 |
Ví dụ: EExde IIc T6 |
|
Hoa Kỳ |
NEC (NEMA) |
LỚP 1 PHẦN 1 LỚP 1 PHẦN 2 |
A ,B ,C ,D |
T1-T6 |
Ví dụ: LỚP 1 PHẦN 1 NHÓM C@ D |
|
Nhật Bản SK CHN |
NEC (JIS) (CKS) (CNS) |
d ,e ,I ,q ,s |
1 ,2 ,3 3a 3b 3c 3n |
G1-G6 |
Ví dụ d3nG6 d2G4 eG3 |
