燃油加油机的防爆安全技术
摘要 本文分析成品燃油加油机的整机防爆系统,从而对其达到安全防爆的设计方法进行探讨,供相关人员进行交流和参考。
关键词 成品燃油加油机;防爆;设计方法
成品燃油加油机是用于车辆、船只、移动式罐体容器添加汽油、柴油等液体燃料并计量的输送装置。由于成品燃油如,汽油、柴油及其它燃料油在常温下易于挥发,并可与空气形成爆炸性气体混合物,燃油加油机作为该类爆炸性气体混合物的释放源,在正常工作和故障状态同时可能成为点燃源,所以燃油加油机应该具备整体防爆性能。作为一个整体防爆系统,所有与防爆性能有关的电气、机械部件、配线及其相互连接均必须达到防爆要求,并作为其基本性能。对燃油加油机的防爆安全技术的持续研究很有必要。
燃油加油机一般是由防爆电机、油泵、油气分离器、流量测量变换器(流量计)、电磁阀、编码器(脉冲发生器)、电脑指示装置、视油器、油等主要部分组成一个完整的计量液体体积的装置(见下图)。
提起油,油托架打开油开关,开机信号送入主板,主板通过驱动板启动电机并打开电磁阀。油泵运转吸入燃油经滤油器进入计量器推动活塞作往复运动,带动和计量器转动轴相连的计数器转动,计数器产生的脉冲信号送至主板,主板对接收的脉冲信号进行运算和处理,并把加油量、加油金额和单价送到显示屏显示。经过计量器的油液通过电磁阀、导静电输油胶管、油向机外受油容器输出。
当把油放回托架,油开关板向主板送关机信号,主板通过驱动板关闭电机和电磁阀,
完成一次加油过程。
电气部分主要包括:电源及控制板、主板、键盘、显示板、计量传感器、电机、电磁阀、油开关和照明灯具等。
非电气部分主要包括:油泵、油气分离器、流量测量变换器、视油器、输油软管、油和机壳等。
燃油加油机防爆电气设备主要包括本安设备、本安关联设备、隔爆型电气设备、浇封型电气设备及增安型电气设备。作为一个防爆系统应考虑到相关的防爆电气设备、机械设备、配线及其相互连接满足综合防爆性,保证燃油加油机的整体安全性。
燃油加油机按电气部分、机械结构、配线及其相互连接的整机全部达到防爆要求;或按加油机主体部分和电脑部分上下隔离150mm的防爆要求。
整机的防爆标志为:dibⅡAT3,加油机各电气部件的防爆标志等级均不应低于dⅡAT3或ibⅡAT3,关联电路为(ib)ⅡAT3。
燃油加油机整机防爆系统见下图:
其中的防爆电机、防爆盒、防爆电磁阀等的设计比较常见,通常设计成隔爆型或浇型防爆电气设备,防爆标志为dⅡAT3或mⅡT4。
燃油加油机中的电源和控制部分电路一般采用AC380V或AC22V供电电源,经过变压器降压、整流、滤波和限流、限压保护电路,变为低电压直流电源供加油机各部分电路使用,该变压器的设计必须符合GB3836.4的相关规定,并且变压器输入绕组采用熔断器或断路器
保护,印制板、接线端子和接插件的电气间隙和爬电距离应符合GB3836.4和GB3836.3的要求;引入装置的密封圈采用氯丁橡胶或丁腈橡胶制成,该材料能承受GB3836.1中附录D3.3规定的老化试验;用填料密封的电缆引入装置按GB3836.2中附录D1.2的规定执行安装时填料密封最小轴向长度为20mm;引入、引出隔爆型设备的线缆应采用实芯电缆,并且电缆外径与密封圈内径相配合保证其压紧和密封,为防止通过多芯电缆芯线之间的缝隙传爆,电缆两末端须严格密封处理,未接线的引出装置采用堵棒、橡胶圈密封;导管系统按GB3836.15中的9.4之规定执行,导管内装电缆后,密封附件应采用填料填塞,填料凝固后不透水,不收缩,密封附件的填料厚度应至少等于导管内直径,但不得小于16mm;整机布线采用强、弱电信号分开和本安导线与非本安导线分开布置的原则,不能混触布置;加油机输油软管为防静电输油软管;保持油路系统导电良好,防止静电聚集,加油机油路密封良好,不应有渗漏情况;加油机的外壳材质符合GB3836.1的有关规定;加油机的油泵、油气分离器、流量计、传动装置等表面温度,不得超过195℃;加油机的油与油座的材质为铝合金,不产生机械碰撞火花;加油机各电气设备接地及总接地牢固可靠;各防爆电气设备的防爆标志及铭牌符合设计要求;加油机的油气分离器的排气管向机壳外部排气;机壳左右底部开设百叶窗口,降低机内油气聚集的可能性;对于隔爆型电气设备(如防爆电动机、防爆接线盒、防爆通讯盒等)不得磕碰隔爆面,并须有防锈措施,所有外壳的紧固螺钉需拧紧;当需要打开盒盖进行维修时,一定要先断开其前级电源。
上下隔离150mm加油机的防爆系统设计与上述整机防爆系统设计有明显区别,其防爆系统设计的主要依据是GB50156《小型石油库及汽车加油站设计规范》,加油机爆炸危险区域划分见下图:
其规定如下:
1)易燃油品室外加油机爆炸危险区域的范围,应符合上图的规定;
2)加油机壳体内部空间及危险区域内地坪以下的坑或沟,划为1区;
3)以加油机中线为中心,上面半径为3m,下面半径为4.5m,高度从地坪向上至加油机顶上150mm的圆锥形空间,划为2区。
把加油机主体部分和电脑部分隔离150mm,其上部电脑部分作为安全环境处理,电脑箱部分为非防爆部件,设计时重点考虑关联电路部分。加油机主体上部150mm为安全区域,因此在安全区域可以放置非防爆电气设备,如加油机的电源、控制板和照明灯具等电路,而防爆电气设备如防爆电机、防爆电磁阀、油开关和计量传感器等放置于加油机主体下部的危险区域内。可见,该类型的加油机防爆系统设计关键在于电脑部分与主体部分之间保证隔离150mm的空间,形成一个通风通道。如下图:
这种防爆结构形式的主要侧重于研究上下隔离距离150mm的有效性,隔离密封的有效性和电脑箱的防护性能以及电缆引入引出装置可靠性。对于至于危险区域的电气设备及其布线,以及与防爆性能有关的部件要求参考前述。相应的技术设计成本,物料成本、生产制造和管理成本相应的要比前述的整体防爆结构要低并且工艺操作更易实现防爆要点更易满足。
燃油加油机作为一个整体防爆系统,不能仅对某些防爆部件诸如本安设备、防爆盒、防爆电机、防爆电磁阀等其他部件单独满足防爆许可,就把它们任意组装成一台加油机,而忽视了整机防爆系统的性能,这明显达不到防爆系统的整体安全性,这样的加油机往往留有事故隐患。必须对包括所有与防爆性能有关的电气、机械部件、配线及其相互连接进行全面防爆考虑,取得整机防爆合格证,才能作为一个防爆系统。
上述情况加油机的防爆性能仅仅作了原则性研究,对加油机内、外爆炸性危险区域分
布、电气设备选型和安装未作具体规定,可能造成加油机在设计、制造以及在检验工作中对防爆安全要求的理解和实施的缺乏一致性,直接影响了加油机的防爆安全。因此,有必要对加油站和加油机的安全技术规程研究更加具体化,客观定量化。
燃油加油机防爆安全技术研究,侧重于对加油机内、外爆炸性危险区域分布、设备的选型、结构和性能方面的安全。通过对加油机在实际运用中可能存在和出现的危险因素进行分析评定,确定危险程度,然后根据危险情况,采取安全技术措施,验证这些安全技术措施能够满足加油机现场使用的安全要求。
该项技术有广泛的市场前景,为解决石化工业油站的安全问题、防止由加油机引起的爆炸事故的发生,为保护国家财产和人员安全,有可持续研究的必要性。
参考文献
[1]李东红.石油库与加油站,2005-4-20.
[2]尚德碌.大众标准化,2009-5-15.
