防爆燈在石油天然氣行業(yè)的使用

一、石油天然氣管道工程項目選型及使用防爆燈具出現的幾種現象
 

　　石油天然氣管道工程項目使用的防爆燈具按其功能分為防爆和照明兩種形式。由于其具有防爆和照明雙重特性，因而在安裝和選型時(shí)必須按照相應規范執行。
 

　　1.在設計選型增安型防爆燈具時(shí)要求在燈具內裝高壓氣體放電燈
 

　　隨著(zhù)無(wú)極燈和LED燈等新光源的出現，部分用戶(hù)在選型時(shí)往往要求內裝無(wú)極燈和LED等新光源。GB3836.3-2010中5.3.1條明確規定：“光源應是下列光源類(lèi)型之一：具有符合GB/T1406.1-2008的單插腳無(wú)啟動(dòng)器熒光燈(Fa6)；具有符合GB18774-2002的G5或G13的管式雙插腳熒光燈，插腳有黃銅制造，燈頭和燈座符合5.3.3的規定，這樣的燈應接成啟動(dòng)和運行無(wú)陰極預熱的電路；符合GB/T10681-2009和GB14196.1-2008的通用照明鎢絲白熾燈。”顯然，高壓氣體放電燈、無(wú)極燈和LED均不符合以上要求。隨著(zhù)設計院和用戶(hù)對防爆標準理解的加深，此類(lèi)現象目前已經(jīng)很少出現了。
 

　　2.供貨商過(guò)度宣傳其產(chǎn)品的防護等級達到防浸水IPX7，導致部分用戶(hù)往往要求燈具的防護等級也要達到IPX7
 

　　GB4208-2008中的相關(guān)條文明確規定，IPX6是戶(hù)外使用的zui高防護等級，而IPX7/IPX8的使用是于防浸水/防潛水的，除非標識IPX6/IPX7的產(chǎn)品才可使用在戶(hù)外以及浸水。
 

　　3.部分用戶(hù)要求不嚴
 

　　一些用戶(hù)對防爆燈具現場(chǎng)的安裝沒(méi)有嚴格的要求，往往認為只要廠(chǎng)家出廠(chǎng)的燈具產(chǎn)品符合防爆要求即可。殊不知防爆是一個(gè)系統工程，不但要嚴格按照要求安裝燈具，還要重視與燈具安裝相關(guān)的管線(xiàn)、接口等符合防爆要求。一旦某一環(huán)節出現問(wèn)題，則整個(gè)防爆系統將會(huì )失效，防爆燈具也就不能發(fā)揮應有的防爆功能。
 

　　4.對限制呼吸型燈具不了解
 

　　限制呼吸型燈具是近幾年發(fā)展起來(lái)的新型產(chǎn)品，由于一些用戶(hù)對防爆原理不了解導致用戶(hù)不認可這種防爆形式。若用戶(hù)了解防爆原理和使用要求，限制呼吸型燈具將會(huì )有很大的發(fā)展空間。
 

　　二、防爆燈具的選型
 

　　在石油天然氣管道工程危險環(huán)境用的防爆燈具，主要可分為隔爆型、增安型、本安型和限制呼吸型等，由于本安型涉及較少，故文中主要討論工廠(chǎng)用固定式燈具。
 

　　1.隔爆型燈具
 

　　隔爆型燈具主要是依靠產(chǎn)品外殼的強度和結合面的間隙來(lái)防止燈具內爆炸所產(chǎn)生的火焰傳播至周?chē)ｋU環(huán)境中，進(jìn)而達到防爆的目的。隔爆型燈具的結構包括純隔爆結構，以及光源腔是隔爆型、接線(xiàn)箱腔是增安型的復合型防爆結構。因其對內裝光源沒(méi)有限制(低壓鈉燈除外，因為其不允許使用在危險場(chǎng)所)，可用于危險場(chǎng)所1區和2區，所以其使用范圍zui廣。
 

　　由于隔爆型燈具結合面間隙的影響，在設計時(shí)必須考慮防護的問(wèn)題，而防爆燈具大多數是用于戶(hù)外或高濕的場(chǎng)合，要求其必須具有較高的防護性能。因此在選型時(shí)，一定要注明其防護等級要求，并考慮防護的要求。比如，設置較高的止水口，隔爆面處設置密封圈。
 

　　2.增安型防爆燈具
 

　　增安型防爆燈具是指在內部電氣元件增加安全系數的同時(shí)，增加外殼的防護能力，以達到防爆的目的。其內裝光源有多種限制，從目前標準的規定來(lái)看，允許安裝在增安腔內的光源有單插腳熒光燈、雙插腳熒光燈、白熾燈和自鎮汞燈。
 

　　GB3836.15中的相關(guān)條文規定，只允許在1區使用的增安型燈具為單插腳熒光燈。根據增安型單腳熒光燈的原理，國內防爆廠(chǎng)家將雙腳熒光燈燈座短接，再將電子鎮流器進(jìn)行改進(jìn)，使其在短路、斷路、開(kāi)路等情況下具有保護功能，并且可實(shí)現無(wú)預熱啟動(dòng)，使其成為可以在1區使用的另一種熒光燈。鑒于增安型燈具的防爆原理，即增加電氣元件的安全系數，故增安型燈具只允許使用在2區，只有經(jīng)過(guò)特殊處理的單腳和雙腳熒光燈才能使用在1區。GB3836.15中相關(guān)條文規定，帶有裸露帶電部件的增安型設備，其防護等級至少要達到IP54。一般來(lái)說(shuō)，增安型防爆燈具的防護等級可達IP65，均應用在戶(hù)外或高濕的場(chǎng)所。
 

　　3.限制呼吸型燈具
 

　　限制呼吸型燈具是指具有能限制氣體、蒸氣和薄霧進(jìn)人的一種外殼的燈具。也就是說(shuō)，限制呼吸型燈具是一種具有特殊外殼的燈具產(chǎn)品，這種產(chǎn)品增加了殼體限制氣體、蒸氣和薄霧進(jìn)入的能力，所以在短時(shí)間內危險物質(zhì)不會(huì )進(jìn)入燈具，它是于2區危險環(huán)境中的防爆燈具。由于限制呼吸型燈的主要危險源就是外殼的限制呼吸能力和產(chǎn)品外表的發(fā)熱問(wèn)題，所以，在檢驗中zui高表面溫度的測定是選擇燈體的表面，與隔爆型產(chǎn)品相同，這也是它與增安型燈具相比具有的zui大優(yōu)點(diǎn)，即溫度組別的測量與隔爆型相同，使用場(chǎng)所與增安型相同(特殊處理的熒光燈除外)。
 

　　綜上所述，限制呼吸型燈具是通過(guò)殼體良好的密封性限制爆炸性氣體、蒸氣或薄霧進(jìn)入燈體內部來(lái)達到防爆目的；隔爆型燈具是利用燈具外殼接合面良好的結構和高強度的外殼來(lái)達到防爆目的；增安型燈具是通過(guò)增加燈具本身的安全性來(lái)達到燈具的防爆目的。這3種燈具各自具有不同的特點(diǎn)，3種燈具的使用范圍見(jiàn)表1所列。
 

　　表1 3種燈具的使用范圍
 

　　類(lèi)型隔爆型增安型增安型熒光燈限制呼吸型爆炸危險區域0區1區2區×√√×√×√√×√××所用光源除低壓鈉燈之外的所有光源白熾燈、自鎮汞燈單腳/雙腳熒光燈除低壓鈉燈之外的所有光源
 

　　防爆燈具的種類(lèi)不同，有其各自的特點(diǎn)，根據隔爆型、增安型、限制呼吸型等3種燈具的選型要點(diǎn)、溫度組別、內裝光源類(lèi)型等進(jìn)行匯總、比較(見(jiàn)表2所列)。
 

　　表2 3種燈具性能比較
 

　　類(lèi)型可使用的危險區域溫度組別所使用光源備注隔爆型1區、2區增安型增安型熒光燈限制呼吸型2區1區、2區2區溫度組別較高，低功率或冷光源可達T5/T6溫度組別較低，一般不超過(guò)T4溫度組別較低，一般不超過(guò)T4溫度組別較高，低功率或冷光源可達T5/T6除低壓鈉燈之外的所有光源白熾燈、自鎮汞燈單腳/雙腳熒光燈除低壓鈉燈之外的所有光源透明件較厚，需要達到一定的強度透明件只要達到相應防護等級要求即可透明件只要達到相應防護等級要求即可透明件要求低于*條和第二條
 

　　4.光源的選擇
 

　　對光源的選擇主要是根據不同光源本身的特點(diǎn)，再結合現場(chǎng)的實(shí)際情況和照明標準來(lái)選擇的。目前，石油化工危險場(chǎng)所使用的光源類(lèi)型主要有以下幾種，金鹵燈、高壓鈉燈、熒光燈(含節能燈)、白熾燈、無(wú)極燈、LED燈等。而白熾燈屬于高能耗光源，市場(chǎng)上目前已漸漸淘汰。每種光源都有其各自的特點(diǎn)和使用限制，幾種常用光源的特點(diǎn)和應用場(chǎng)所總結見(jiàn)表3所列。
 

　　表3 幾種常用光源的特點(diǎn)和應用場(chǎng)所
 

　　類(lèi)型白熾燈熒光燈金鹵燈使用場(chǎng)所屬于高能耗光源，目前已漸漸淘汰，主要用于需要頻繁開(kāi)關(guān)的場(chǎng)所功率有所限制，一般單管zui大功率為36瓦(40瓦)，其光線(xiàn)柔和，不刺眼，主要用于戶(hù)內和辦公場(chǎng)所功率較大，可以用于較高的廠(chǎng)房照明；小功率可以用于裝置區的護欄式安裝高壓鈉燈主要用于戶(hù)外照明(如路燈、高桿燈、廣場(chǎng)泛光照明等)無(wú)極燈特點(diǎn)價(jià)格低廉；瞬時(shí)啟動(dòng)；顯色性100；無(wú)電磁干擾、光效低；平均壽命只有1 000小時(shí)光效較高；配電子鎮流器可瞬時(shí)啟動(dòng)；平均壽命可達10 000小時(shí)；需要帶鎮流器；光線(xiàn)柔和光效高；平均壽命可達10 000小時(shí)以上；顯色性一般；需要帶鎮流器等電氣附件；熱啟動(dòng)性能差；不能瞬時(shí)啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間為8～10分鐘光效高；平均壽命可達20 000小時(shí)以上；顯色性較差；需要帶鎮流器等電氣附件；熱啟動(dòng)性能差；不能瞬時(shí)啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間為10～15分鐘；發(fā)黃光，透霧性強光效較高；平均壽命可達60 000小時(shí)以上；顯色性較好；需要帶高頻發(fā)生器；可以瞬時(shí)啟動(dòng)；初期投資成本較高LED燈光效高；平均壽命可達50 000小時(shí)以上；顯色性好；需要帶恒流/恒壓源；可以瞬時(shí)啟動(dòng)；初期投資成本較高；單面發(fā)光，燈具效率較高光線(xiàn)較柔和，平均壽命長(cháng)；適用于不方便更換的場(chǎng)所以及節能改造；因其功率有所限制(目前防爆LED燈zui大功率為200瓦)，一般不適用于高大廠(chǎng)房的照明LED燈無(wú)燈座，可適用于震動(dòng)較大的場(chǎng)所；冷光源，可用于對溫度比較敏感的場(chǎng)合；色溫可調，可作為路燈和廣場(chǎng)泛光照明；因其功率有所限制(目前防爆LED燈zui大功率為200瓦)，一般不適用于高大廠(chǎng)房的照明
 

　　5.其他
 

　　燈具的選型除了防爆形式和光源之外，還有其他的要求。比如，安裝方式、安裝位置、防護要求、防腐要求、配光要求等。
 

　　三、防爆燈具的安裝
 

　　防爆燈具的安裝是否規范，關(guān)系到整個(gè)防爆系統的安全性，是保障防爆燈具長(cháng)期安全、可靠、工作*的環(huán)節，應予以充分重視。防爆燈具的安裝應嚴格按照GB3836.15和GB5008的要求進(jìn)行。
 

　　*，現場(chǎng)安裝人員必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓，并取得防爆電氣安裝資格證方能安裝施工。
 

　　第二，安裝前，必須詳細閱讀防爆燈具使用說(shuō)明書(shū)，明確產(chǎn)品所有標識內容的含義。
 

　　第三，嚴格按照產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)規定的要求準確安裝防爆燈具，如有些燈具有的安裝位置、燈具安裝有角度要求等。
 

　　第四，防爆燈具應盡量安裝在危險性較小的地方，能安裝在非危險區域的不放在危險區域，能安裝在2區的不放在1區，能放在1區的不放在0區。
 

　　第五，安裝時(shí)應考慮到腐蝕、高溫等因素，盡量遠離高溫點(diǎn)、腐蝕性較強的區域，實(shí)在無(wú)法避免時(shí)，則應采取適當的防護措施。
 

　　第六，安裝時(shí)應盡量避免雨水直接沖刷隔爆面，降低水壓，減少燈具的浸水概率。
 

　　第七，根據GB3836.15中10.1規定，安裝時(shí)，應注意防止隔爆面與固體障礙物(如鋼架、墻、安裝板、管道或其他電氣設備)之間的距離。
 

　　第八，打開(kāi)燈具進(jìn)行接線(xiàn)或安裝光源時(shí)，應注意保護隔爆面；隔爆面上不允許有砂礫等，也不允許磕碰，在安裝時(shí)，要涂覆符合標準的防銹油脂(如204-I型置換型防銹油)。
 

　　第九，嚴格按照燈具銘牌和說(shuō)明書(shū)中的相關(guān)信息選擇合適的光源類(lèi)型及功率，嚴禁擅自更換光源類(lèi)型或功率。
 

　　第十，燈具進(jìn)線(xiàn)口處應選擇合適外徑大小的電纜，使其符合接線(xiàn)口處橡皮圈的過(guò)線(xiàn)范圍要求，達到防爆、防護的目的。
 

　　第十一，燈具內部接線(xiàn)端子一般只能接2.5平方毫米及以下線(xiàn)徑的電纜，如果選用電纜線(xiàn)徑過(guò)大，則燈具內部接線(xiàn)端子會(huì )壓不緊，如果在增安腔內部則可能會(huì )產(chǎn)生危險的點(diǎn)燃火花。
 

　　第十二，燈具的布線(xiàn)系統應符合相應的防爆標準要求，嚴禁擅自取消橡皮圈直接過(guò)電纜的現象。
 

　　第十三，電纜穿過(guò)密封圈時(shí)，應留有一定的余量，一般應超過(guò)密封圈長(cháng)度8毫米左右。