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什么是防爆风机:防爆风机安全、应用与维护指南

作者:防爆云平台

防爆型通风机的应用非常广泛,可以用于石油、化工、冶金、制药、电子、航空航天、港口、仓储等行业的爆炸性危险场所,可以保证爆炸性环境的安全。防爆型通风机的种类很多,如防爆轴流风机、防爆离心风机、防爆边墙风机、防爆屋顶风机等等。

防爆通风机的防爆原理是,在其运行或者工作中能够避免可能产生的火花、电弧和危险温度,从而确保其运行时不能点燃周围的爆炸性环境。

防爆通风机的驱动电机采用的是防爆型电机,叶轮和机壳的材质采用的是符合防爆要求的配对材料。防爆通风机的机壳和叶轮的装配,进、出风端的防护,负载对电机温升的影响,保护接地装置等,也应符合防爆标准要求。

什么是防爆风机:防爆风机安全、应用与维护指南

一、防爆风机的一般要求

一.防爆通风机产品性能要求

  1)在额定转速下及规定流量范围内,通风机实测气动性能与规定气动性能的偏差应满足下列规定:

  a)在规定的流量下,机号小于或等于No.10通风机的压力值不超过规定值的-8 %~+ 5%;机号大于No.10通风机的压力值不超过规定值的-5%~+5%。

  b)通风机的效率不得低于其对应点效率的8%。

  2.通风机噪声在最佳效率工况点的比A声级Las值应符合JB/T 8690 的规定。

  3.通风机的轴承温升和支撑振动速度应符合下列规定:

  a)在轴承表面测得的轴承温度不得高于环境温度40 ℃。

  b)刚性支承振动速度有效值不得超过4.6 mm/s,挠性支承振动速度有效值不得超过7.1 mm/s。

  二.结构要求

  1)基本设计要求

  a)在规定的工作条件下,通风机及辅助设备按使用寿命至少为10a( 易损件除外)、第一次大修前的安全运转时间应不少于18 000 h 设计。

  b)通风机刚性轴的临界转速应为最高工作转速的1.3 倍以上。

  c)通风机基本型式、尺寸参数及性能曲线应符合GB/T 3235 的规定。

  d)通风机在结构上,要求转动件和相毗邻的静止件避免碰擦,以防产生火花。其他方面如结构、型式、强度、刚度等应满足:轴流通风机应符合JB/T 10562 的有关规定,离心通风机应符合JB/T 10563的有关规定,其他通风机应符合相关标准的规定。

  2)叶轮

  a)通风机叶轮应经超速试验,叶轮在不小于最高工作转速的110 % 的转速下运转,持续时间不少于2 min ,并符合JB/T 6445 的规定。

  b)叶轮应进行平衡校正,平衡品质等级应符合JB/T 9101 的规定。

  c)叶轮铆接件铆钉用通孔直径按相关的规定, 铆接质量要求应符合JB/T 10214 的规定。

  三.主要零件材料

  a)通风机叶轮用铝合金材料时,进气室、机壳必需采用碳钢材料。

  b)通风机叶轮用钢制材料时,离心通风机进气室口圈及铆钉材料必须采用黄铜或铝;轴流通风机钢制机壳内对应叶轮部位必须采用黄铜或铝环及相应铆钉。

  c)使用其他材料时,应选用转动件与静止件碰擦不产生火花的材料, 技术要求应符合JB/T 10562和JB/T 10563 的规定。

  四.制造

  a)铸件要求

  铸铁件质量应符合JB/T 6887 的规定。

  铸钢件质量应符合JB/T 6888 的规定。

  铝合金铸件质量应符合GB/T 9438 的规定。

  b)铆焊件要求

  焊接质量应符合JB / T 10213 的规定。

  铆焊件制造应符合JB/T 10214 的规定。

  其他焊接要求应符合JB/T 10562 和JB/T 10563 的规定。

  五.装配要求

  a)离心通风机进气室口圈与叶轮进口的径向间隙沿圆周应均匀,机号小于或等于№.10的通风机径向单侧间隙为2.5 mm~4 mm,机号大于No.10的通风机径向单侧间隙为(0.15%~0.4%)D叶轮直径,但最小径向单侧间隙不得小于2.5mm,轴向重叠长度为(0.8%~1.2 % ) D叶轮直径。

  b)轴流通风机机壳与叶轮的径向间隙应均匀,机号小于或等于No.10 的通风机径向单侧间隙为2.5mm~4mm, 机号大于No.10的通风机径向单侧间隙为(0.15%~0.35%)D叶轮直径,但最小径向单侧间隙不得小于2.5mm 。

  六.安全要求

  a)通风机配用的隔爆型电机及配套电气附件应符合GB 3836.1、GB 3836.2 、GB 3836.3 和JB/T 7565.5的规定。

  b)通风机机壳表面及传动组件表面的适当处应有符合防爆要求的接地装置和具有永久性的接地标志。

  c)通风机的进气室直接敞开大气时,进气室必须加装固定的保护栅(或网),以防异物吸人通风机内。保护栅(网)的结构设计除考虑风机机号大小、工作环境等因素外,还应考虑加保护栅(网)后所造成的气流阻力最小。

  d)传动组、联轴器、皮带轮、皮带等转动(传动)件应有安全装置护罩,并符合GB/T 19074 的规定。护罩的结构应坚固并避免与转动件接触。为避免在护罩上集聚静电产生火花,与机壳绝缘的护罩应设有可靠的接地装置。

  e)通风机的转动部件必须固定牢固,应有防止松动的措施( 叶轮与轴锁紧;轴承座、轴承箱和电机与支架有定位措施)。

  f)通风机当叶轮主轴穿过机壳时,钢制机壳的轴孔与轴的穿过部位应加装带有止口的铝质密封隔离圈;密封隔离圈内孔与轴配合的单侧间隙为0.5 mm。

  七.其他

  a)通风机涂装应符合JB/T 6886 的规定。

  b)通风机外观与清洁度应符合JB/T 10562 和JB/T 10563 的规定。

二、防爆风机技术要求

下面我们以轴流通风机为例,对防爆通风机的防爆技术要求加以说明:

一、叶轮材质及叶轮相对应的机壳配对材料

1)金属材质的风扇、风扇罩、通风孔挡板应符合GB/T 3836.1—2021第8章规定的外壳材料的规定:

对于Ⅱ类设备EPL Gb或Gc及Ⅲ类设备EPL Db或Dc,镁、钛、锆的总含量(质量百分比)不超过7.5%;

如果超过了上述的材料成分限制,设备应按照(GB/T 3836.1—2021中29.3e)的规定标志“X”,并且特殊使用条件应含有足够的信息,以保证用户能够确定设备是否适合在特定条件下使用,例如,防止由于冲击或摩擦引起的点燃危险。

2)通风机叶轮用铝合金材料时,进气室、机壳必须采用碳钢材料;

3)通风机叶轮用钢制材料时,轴流通风机钢制机壳内对应叶轮部位必须采用黄铜或铝环及相应柳钉;

4)使用其他材料时,应选用转动件与静止件碰擦不产生火花的材料,技术要求应符合JB/T 10562的规定;

5)非金属制造的外风扇叶轮、风扇罩和通风孔挡板应符合GB/T 3836.1—2021第7章非金属外壳和外壳的非金属部件的要求,但对于用于驱动风机的Ⅱ类旋转防爆电机,旋转线速度小于50m/s的外风扇叶片的防静电性能可不要求。

二、机壳和叶轮的装配要求

轴流通风机的机壳与叶轮的径向间隙应均匀,机号小于或等于No.10的通风机径向单侧间隙为2.5mm~4mm,机号大于No.10的通风机径向单侧间隙为(0.15%~0.35%)D叶轮直径,但最小径向单侧间隙不得小于2.5mm。

对于5kW及以下、风扇叶轮直接装在电机轴上的房间通风风扇,正常运行时风扇叶轮和风扇罩、通风孔挡板及其紧固件之间的间隙应至少为风扇叶轮最大直径的1/100。如果相对应部件的制造具有受控的尺寸同心度和尺寸稳定性(如铸造金属机加工零件),间隙不必大于5mm且可减少至1mm。在任何情况下,该间隙不应小于1mm。

三、进、出风端的安全防护要求

防爆通风机的进、出风端的防护性能,应根据GB/T 4942.1,其通风孔的防护等级(IP)至少应为:

进风端:IP20

出风端:IP10

其目的是为了防止直径大于12.5mm的固体异物接触运动部件,产生火花。

四、负载对电机温升的影响

防爆通风机应避免负载过大,避免表面温度超过爆炸性环境中气体或粉尘的点燃温度。

五、保护接地装置要求

防爆通风机机壳表面及传动组件表面的适当处,应设置符合防爆标准要求的保护接地装置和接地标志;为避免在护罩上集聚静电产生火花,与机壳绝缘的护罩也应设有可靠的保护接地装置。

六、防爆资质证书

防爆通风机的结构型式、强度、刚度等应整体考虑,为了确保防爆安全性能,防爆通风机应取得CCC强制性认证证书和防爆合格证书。

三、防爆风机选型时注意事项

1、根据不同用途确定通风机的类型。例如输送清洁空气时,可选择一般通风换气用通风机;输送有腐蚀的气体时,应选用防腐通风机;输送易燃通风机或含尘空气时,要选用防爆通风机或排尘通风机等。

2、根据所需风量、风尘及选定的通风机类型,确定风机的型号。

3、为便于通风机与系统管道的连接和安装,应选取合适的通风机出口方向和传动方式。

下面是选型中需要注意的一些事项。

风机的风量:

风速V与风道截面积F的乘积。

大型风机由于能够用风速计准确测出风速,所以风量计算也很简单,直接用公式Q=VF,便可算出风量。

风机数量的确定需要根据所选房间的换气次数,计算厂房所需总风量,进而计算风机数量。

计算公式:

N=V×n/Q其中:N——风机数量(台);V——场地体积(m3);

n——换气次数(次/时);

Q——所选风机型号的单台风量(m3/h)。

风机的型号:

风机型号的选择应该根据厂房实际情况,尽量选取与原窗口尺寸相匹配的风机型号,风机与湿帘尽量保持一定的距离(尽可能分别装在厂房的山墙两侧),实现良好的通风换气效果。排风侧尽量不靠近附近建筑物,以防影响附近住户。

风机风压:

是指这么多风量输送过程中要克服的阻力,指压升。不过国内风机选型一般按全压,国外一般按压升。机外余压=风机全压-风柜各处理段阻力,送回风管一般按7~8Pa/m,90度弯头按10Pa/个来计算阻力。

经验公式:机外余压=风机全压-各处理段阻力风机功率(W)=风量(L/S)*风压(Kpa)/效率(75%)/力率(75%)全压=静压+动压。风机马达功率(W)=风机功率(W)*130%=风量(L/S)*风压(Kpa)/效率(75%)/力率(75%)*130%

防爆风机的其他注意事项:

说到防爆风机和轴流风机表面处理方面的不同,首先想到的就是涂料的选择,离心引风机的介质温度有常温和高温之分,它们用的涂料是不一样的。常温离心引风机和轴流风机选用的涂料一样,但高温引风机就必须选用耐高温涂料。

防爆风机,从风机的角度而言没有区别,都是由电动机带动风机的扇页旋转产生风。引送风机的作用不同是由他们安装的部位决定的,前者位于锅炉的后端,向锅炉外的烟道鼓风,对炉膛产生负压,对烟气起导引作用,所以叫引风机;后者相反位于锅炉的前端,向锅炉内鼓风,所以叫送风机。

风机盘管机组的冷凝水排出管必须有一定的坡度,应保证滴水盘中不积水。风机盘管机组的安装可参见国家建筑标准设计图集01k403《风机盘管安装》。客房房间里风机盘管经常漏水的毛病,如不是管道、阀件损坏的话,通常是冷凝水所致。

随着防爆风机的正常运转,噪音不可消除。最新研究表明,只要风速超过0.75m/s,就会产生噪音。当然,风速越低,产生的噪音就越小。噪音是有害的污染。那是不是风机选型时,噪音越小越好?噪音小当然好,但必须兼顾其经济性。要求的噪音越低,所需的风机成本也就相应越高。大约每降低10个分贝,风机成本上涨1倍(经验值,非线性)。大多数风机噪音最小不可能低于35dBA。所以选择风机时,不必要一定追求低噪音,在自己可接受的合理范围即可。

四、安全性与应用场景

在工业生产和日常生活中,安全一直是至关重要的考量因素。防爆风机就如同一道可靠的安全屏障,在保障生命和财产安全方面发挥着重要作用。其应用范围不仅局限于工业生产场所,还广泛应用于一系列易燃易爆场所,如化工厂、加油站等。在这些地方,防爆风机可以有效地排除可燃气体,降低爆炸风险,保障人员和设备的安全。

在日常生活中防爆风机也有着重要作用。在恶劣的环境,例如高温、高湿等情况下,防爆风机提供了有效的通风降温效果。这不仅有助于保持良好的工作环境,还能确保工作人员的健康和安全,提高工作效率。

除了在工业和日常生活中的广泛应用,防爆风机在军事和医疗领域同样发挥着关键作用。在军事设施中,防爆风机的主要任务之一是排除可燃气体,这项工作对于保障军事装备和人员的安全至关重要。其能够有效地维护设施内的气体环境,预防潜在的爆炸风险,为军事活动提供了必要的安全保障。

而在医疗领域,防爆风机提供了优质的通风环境,对于确保患者的健康和安全起到至关重要的作用。在医疗设施中,良好的通风系统能够有效地排除有害气体和细菌,维持空气清新,减少交叉感染的风险,为医护人员和患者创造一个安全健康的工作和治疗环境。

五、设计考虑和环保因素

防爆风机设计注重人性化和环保。采用低噪音设计,这些风机注重减少噪音产生,采用专门设计的机构和材料,使其运行时产生的噪音降到最低程度。这种设计不仅改善了工作环境,减少了对周围环境和人员的干扰,也提升了设备的使用舒适性。

同时,通过优化风机结构、提高电机效率和降低能源损耗等手段,能够有效降低风机的能源消耗。这种设计不仅有助于降低企业的运营成本,也对环境产生了积极的影响,减少了碳排放量,为环保事业做出了实质性的贡献。

六、维护和保养的重要性

维护和保养对于防爆风机的正常运行和长期使用至关重要。防爆风机的可靠性和稳定性直接关系到工作场所的安全和生产效率。因此,维护和保养工作是确保防爆风机持续高效运行的关键。

首先,定期的维护能够发现并及时修复潜在问题,降低设备故障的风险。定期检查防爆风机的各个部件,包括但不限于电机、风叶、风道等,有助于及时发现异常运行、磨损或松动等问题。通过定期维护,可以及时处理这些问题,避免小故障逐渐演变成严重问题,保障风机的稳定运行。

其次,定期清洁和保养也是确保风机性能稳定的关键。清除风机内部的灰尘、杂物等,保持零部件的清洁和完整性,有助于减少因脏污造成的摩擦和过热,延长零部件的使用寿命。

此外,定期更换磨损的部件也是维护的重要环节。当发现风机内部的部件出现磨损或老化时,需要及时更换以保持风机的良好状态。选择符合规格要求的原厂零件进行更换,确保风机的正常运行。

维护记录也是重要的一环。记录维护的时间、内容、更换的零部件等信息,有助于追踪防爆风机的维护历史,制定更科学合理的维护计划,并为后续维护提供参考和指导。

以下是整理好的维护过程中的要点:

1. 定期检查和清洁: 对风机的运行状态和部件进行检查、清洁,注意不损坏其组件。

2. 部件更换: 发现磨损或损坏的部件要及时更换,并选择与原设备相匹配的部件。

3. 运行参数调整: 根据需要,调整风机的运行参数以适应工作环境。

4. 记录维护信息: 维护时记录维护时间、内容、更换部件等信息,作为参考依据。

七、维护过程中的其他注意事项

1. 防腐措施: 防爆风机在运行过程中可能接触到腐蚀性气体或液体,这可能对风机的部件造成损害。因此,在选择和使用防爆风机时,必须考虑其抗腐蚀性能。可以采取涂覆防腐涂层或使用耐腐蚀材料等措施,以增强风机对腐蚀性环境的耐久性。定期检查并进行预防性维护,及时清洗并涂覆防腐涂层,可以有效保护风机部件免受腐蚀的侵害。

2. 保持密封性: 防爆风机在运行时需要保持良好的密封性能,以防止可燃气体等危险物质的泄漏。定期检查风机的密封件,如密封圈或接缝,确保其完整性和紧密性。发现密封性能下降或损坏时,需要及时进行维修或更换,以防止危险物质外泄,从而确保工作环境的安全性。

3. 安装规范: 在风机的安装过程需要遵循相关的规范要求,以确保其正常运行和使用寿命。安装过程中,需要特别关注风机的位置选择、角度调整以及固定方式等方面的细节。确保风机稳固、妥善地安装在指定位置,符合安全和稳定运行的标准。

4. 运行监测: 持续的运行监测对于防爆风机至关重要,它有助于实时掌握风机的运行状态并提前发现潜在问题。监测内容包括风量、风压、温度、振动等参数的记录,并注意观察风机的工作状态和异常声音。通过定期的监测,可以及时识别风机运行中的异常情况,以便采取预防措施或及时维修,确保风机的持续稳定运行。

5. 维护人员要求: 维护防爆风机的人员需要具备相应的专业知识和技能,以确保正确操作和维护风机。培训人员需要了解相关的安全操作规程和维护流程,并严格遵循操作指南,确保工作人员在维护过程中的安全和健康。

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