內(nèi)燃機式防爆叉車作為爆炸性危險場所裝卸、搬運和堆碼的重要作業(yè)設(shè)備,和蓄電池防爆叉車相比,有著較強的動力性能。內(nèi)燃機式防爆叉車是一種組合防爆型防爆電氣設(shè)備。
內(nèi)燃機式防爆叉車的防爆安全措施和防爆安全要求應該符合規(guī)定要求的全部內(nèi)容。
由于這種叉車的動力驅(qū)動裝置是往復式內(nèi)燃機,而且,內(nèi)燃機是非防爆電氣設(shè)備,所以它的防爆技術(shù)采用一種所謂的“非防爆電氣防爆技術(shù)”。
防爆叉車對設(shè)計性能的要求高于普通內(nèi)燃叉車的設(shè)計性能要求。
在這里將專門討論一下往復式內(nèi)燃機的這種“非防爆電氣防爆技術(shù)”。
一、往復式內(nèi)燃機上可能的點燃源
在往復式內(nèi)燃機上,可能引起周圍環(huán)境中可燃性氣體點燃爆炸的主要點燃源包括:
(1)非防爆電氣放電點燃
在這里,非防爆電氣放電點燃主要是指危險溫度點燃。
①內(nèi)燃機上各部位的熱表面。當它的溫度超過極限溫度(溫度組別)時,便會引起點燃。
②排氣管道排出的熾熱氣體流及其攜帶的火星。當它的溫度超過極限溫度(溫度組別)時,便會引起點燃。
③內(nèi)燃機的活動部件和旋轉(zhuǎn)部件可能產(chǎn)生的機械火花。在適當?shù)臈l件下,它會引起點燃。
(2)防爆電氣放電點燃
放電點燃主要是指內(nèi)燃機附屬的防爆電氣設(shè)備的放電點燃和絕緣部件可能產(chǎn)生靜電的放電點燃。
①防爆電氣設(shè)備,包括蓄電池組、發(fā)電機、電動機、照明燈具、開關(guān)裝置和控制裝置等及其相關(guān)的連接電纜。
②靜電電荷。
二、防爆型往復式內(nèi)燃機的防爆結(jié)構(gòu)和安全要求
根據(jù)往復式內(nèi)燃機的具體結(jié)構(gòu)和可能產(chǎn)生點燃的點燃源特征,我們將對它采用如下防爆技術(shù)措施。
(1)主體結(jié)構(gòu)的防爆結(jié)構(gòu)和安全要求
在往復式內(nèi)燃機上,主體結(jié)構(gòu)是指進氣管道.氣缸一排氣管道等組成部分。這些部分的防爆結(jié)構(gòu)和安全要求包括:
①進氣口應該設(shè)置阻火器,以防止可能出現(xiàn)的回火躥出進氣管道;排氣口除應該設(shè)置阻火器外還應該設(shè)置火星熄滅器,防止排出的熾熱氣體攜帶著火星噴出排氣口。
阻火器應該使用耐腐蝕性材料[例如不銹鋼(1Crl8Ni9Ti)]制成。排氣口阻火器也可以使用所謂的“水基阻火器”,這是一種排氣管道排出的熾熱氣體流和它所攜帶的火星通過“水”過濾后再排放到大氣中的阻火器。這樣,一可以降低排出氣體的溫度,二可以濾除排出氣體所攜帶的火星。
火星熄滅器應該使用耐腐蝕性材料[例如不銹鋼(1Crl8Ni9Ti)]制成?;鹦窍缙鞑东@熾熱顆粒和火星的最小捕獲效率如表1所示。
表1 火星熄滅器量小捕獲效率
粒度/mm |
捕獲效率(%) |
0.1 |
95 |
0.2 |
99 |
0.5 |
100 |
①引自GB 20800.1-2006《爆炸性氣體環(huán)境用防爆電氣設(shè)備用往復式內(nèi)燃機防爆技術(shù)通則第1部分:司燃性氣體租蒸汽環(huán)境用Ⅱ類內(nèi)燃機》。
②內(nèi)燃機氣缸亦應該制成隔爆外殼型防爆結(jié)構(gòu)。
③進氣管道和排氣管道都應該制成隔爆外殼型防爆結(jié)構(gòu)。
所謂“隔爆外殼型”防爆結(jié)構(gòu)是一種非防爆電氣防爆技術(shù)的隔爆型非防爆電氣設(shè)備的防爆結(jié)構(gòu),和防爆電氣防爆技術(shù)的隔爆型防爆電氣設(shè)備一樣,同樣用符號“d”表示。但是,這種非防爆電氣防爆的隔爆型設(shè)備同防爆電氣防爆的隔爆型設(shè)備相比,稍微有一些不同,那就是這種設(shè)備內(nèi)可能的點燃源是熱表面或(和)機械火花,而不是防爆電氣放電火花和(或)電弧,至于防爆結(jié)構(gòu),它們則是一樣的。
(2)輔助裝置的防爆結(jié)構(gòu)和安全要求
在往復式內(nèi)燃機上,除上述的主體結(jié)構(gòu)外,還有一些輔助裝置。這些輔助裝置同樣應該具有合適的防爆結(jié)構(gòu),符合相應的安全要求。
1)低溫起動裝置
內(nèi)燃機應該配置低溫起動裝置,保證內(nèi)燃機(車輛)在較低溫度下能夠正常起動。低溫起動裝置應該安裝在進氣口阻火器的出口處緊靠氣缸蓋的位置。
2)空氣預熱裝置
內(nèi)燃機應該配置空氣預熱裝置,保證內(nèi)燃機(車輛)在較低溫度下能夠正常起動??諝忸A熱裝置應該安裝在進氣口阻火器的出口處。
3)進氣增壓裝置
進氣增壓裝置可以作為進氣(排氣)管道隔爆外殼的一部分,并須安裝空氣濾清器,防止外部固體顆粒進入增壓裝置中。
4)曲軸箱
曲軸箱與有關(guān)隔爆外殼相連處應該設(shè)置阻火器。
5)機械起動裝置
機械起動裝置應該是預先嚙合型的。
(3)防爆電氣單元的防爆結(jié)構(gòu)和安全要求
往復式內(nèi)燃機上還要配置必要的防爆電氣系統(tǒng)。這是一個小的有限直流防爆電氣網(wǎng)絡(luò)。內(nèi)燃機帶動發(fā)電機發(fā)電,并將電能存儲在蓄電池組中。發(fā)電機可以是直流的也可以是交流的;當是直流時,發(fā)出的電直接充入蓄電池組,當是交流時,發(fā)出的電經(jīng)過整流后充入蓄電池組。
通常情況下,往復式內(nèi)燃機防爆電氣系統(tǒng)的電壓為24V(直流)。
1)蓄電池組
蓄電池組可以制成特殊型防爆電源裝置,也可以制成隔爆型蓄電池組(鉛酸蓄電池除外)。
2)發(fā)電機及電動機等用電器
發(fā)電機及電動機等用電器應該制成隔爆型防爆型式。
3)防爆電氣連接和布線
防爆電氣單元之間的連接采用雙極式布線,即連接導線與內(nèi)燃機機體(車體)金屬結(jié)構(gòu)保持絕緣。所有連接導線都應該避開高溫部件和旋轉(zhuǎn)部件,并用導管或護板進行保護。
三、自動安全控制裝置
防爆型往復式內(nèi)燃機應該設(shè)置一些自動安全控制裝置,保證內(nèi)燃機(車輛)在它超速時或(和)在它出現(xiàn)異常情況時發(fā)出報警和(或)停止運行。
自動安全控制裝置包括自動停機裝置和自動報警裝置。
自動停機裝置應該使內(nèi)燃機(車輛)停止運行后只能靠手動復位方可重新起動(運行)內(nèi)燃機(車輛)。
自動報警裝置應該在內(nèi)燃機出現(xiàn)下列任一種情況時發(fā)出報警:
①液冷系統(tǒng)中冷卻液超溫。
②潤滑油壓力低。
③水基火星熄滅器的水位低。
④水基阻火器的水位低。
⑤排出氣體超溫。
⑥風冷型內(nèi)燃機表面溫度過高。
四、試驗
防爆型往復式內(nèi)燃機應該在下列工況下進行溫度測定試驗:
·輸出額定功率。
·空載且高怠速。
·在30s時間內(nèi),從低怠速加速到高怠速,繼續(xù)運行。
內(nèi)燃機應該在試驗室環(huán)境條件下分別以上述3種工況連續(xù)運行直至溫度穩(wěn)定(即溫度變化不大于2K/h)為止。每一種工況應該進行3次試驗,且后一次試驗必須在前一次試驗后內(nèi)燃機完全冷卻至環(huán)境溫度時再進行。
在試驗時,需要連續(xù)監(jiān)測內(nèi)燃機上所有可能的發(fā)熱溫度,包括:
·內(nèi)燃機的表面溫度。
·冷卻系統(tǒng)的溫度。
·排出氣體的溫度。
·增壓裝置的溫度。
此外,試驗人員還應該實時監(jiān)視自動安全控制裝置的動作情況。
在試驗結(jié)束時,以測得最高溫度作為評價依據(jù),不得超過它的溫度組別的溫度值。
內(nèi)燃機式防爆叉車就是采用了這樣的防爆型往復式內(nèi)燃機作為動力驅(qū)動裝置,當通過檢查與試驗后,即可允許運行在相應的爆炸性氣體環(huán)境(1區(qū)、2區(qū))中,作為短途運輸工具。
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