Детальный анализ различий между взрывоопасными и невзрывоопасными зонами. Введение.

Детальный анализ различий между взрывоопасными и невзрывоопасными зонами.

Введение

На основе требований к выбору высокотемпературных датчиков давления и с учетом опыта ввода в эксплуатацию и контроля безопасности на объектах химической, нефтехимической и энергетической отраслей, в данной статье проводится систематическое разграничение взрывоопасных зон и неопасных зон. Рассматриваются критерии классификации зон, требования к приборам и оборудованию, а также основные аспекты управления на объекте. Кроме того, затрагиваются распространенные трудности в разграничении зон, выборе датчиков давления пара и промышленных датчиков давления, а также в проведении проверок, связанных с контролем безопасности.

Основная цель разделения взрывоопасных зон от взрывоопасных зон заключается в предотвращении смешивания горючих газов, паров и пыли с воздухом и образования взрывоопасных атмосфер.

Простое и понятное объяснение на уровне отдельных областей:

Взрывоопасная зона: Управление сосредоточено на устранении источников возгорания, создаваемых приборами и электрооборудованием. Все промышленные датчики давления и датчики давления пара, установленные в этой зоне, должны быть оснащены соответствующими взрывозащищенными конструкциями. Высокотемпературные датчики давления, датчики давления HART и датчики абсолютного давления должны быть выбраны в соответствии с классификацией опасности объекта.

Невзрывоопасная зона: При организации работ основное внимание уделяется предотвращению проникновения горючих веществ. Безопасная рабочая среда поддерживается за счет защитных зазоров, механической вентиляции, экранирования под избыточным давлением и герметичных затворов. Допускается использование обычных датчиков без взрывозащитной сертификации.

1. Выявите все источники выброса веществ.

Классификация зон не может основываться на таких базовых обозначениях, как насосные станции или резервуарные парки. Необходимо идентифицировать каждое потенциальное место утечки; это также ключевые места установки высокотемпературных датчиков давления.

Для центробежных насосов необходимо проверить механические уплотнения, сливные и вентиляционные отверстия, корневые клапаны для манометров, соединительные отверстия для промышленных датчиков давления, а также фланцы на входах и выходах оборудования.

При осмотре резервуаров для хранения следует проверить вентиляционные клапаны, штуцеры для отбора проб давления для определения уровня жидкости, сливные отверстия и соединения при погрузке-разгрузке материалов. Системы контроля уровня жидкости обычно оснащаются датчиками давления пара для сбора данных.

Для реакционных котлов проверьте загрузочные отверстия, пробоотборные патрубки, вентиляционные трубопроводы и уплотнения вала мешалки. Все высокотемпературные датчики давления, установленные на технологических трубопроводах, должны соответствовать требованиям взрывозащиты.

Риски утечек различаются в зависимости от положения на одном и том же устройстве. Механические уплотнения, как правило, протекают из-за длительной вибрации; утечки через фланцы вызываются прокладками, напряжением в трубопроводе и термической деформацией; точки отбора проб часто выделяют рабочую среду во время работы; распространение вытекающей жидкости зависит от компоновки трубопроводов для сбора жидкости, расположенных ниже по потоку.

Места утечек должны быть четко обозначены на схемах расположения оборудования. Нечеткие обозначения, такие как «зона резервуара» или «зона насоса», затруднят выбор подходящих взрывозащищенных приборов при замене датчиков давления пара, устранении скрытых опасностей или проведении официальных проверок безопасности.

2. Классификация зон зависит от частоты возникновения опасных сред.

Зоны взрывоопасных газов подразделяются на зоны 0, 1 и 2.

Зона 0: Внутренняя полость резервуаров для хранения и реакционных сосудов, где взрывоопасный газ присутствует постоянно. В качестве полевых приборов предпочтительны высокотемпературные датчики давления.

Зона 1: Области вокруг портов отбора проб и погрузочно-разгрузочных соединений, где периодически образуются горючие газовые смеси. Для их установки подходят взрывозащищенные датчики давления HART.

Зона 2: Окрестности фланцев, штоков клапанов и соединений приборов, где утечка горючих веществ кратковременна. Стандартные датчики абсолютного давления и промышленные датчики давления соответствуют рабочим требованиям.

Зоны повышенной опасности, связанные с пылевыми взрывами, делятся на Зону 20, Зону 21 и Зону 22, согласно тем же принципам оценки, что и зоны газового риска.

Диапазоны распространения опасных газов нельзя оценить только на основе опыта. Комплексные расчеты должны учитывать летучесть среды, температуру и давление в процессе, направление струи утечки, вентиляцию, перегородки и подземные траншеи. Утечки высокотемпературных и высоконапорных сжиженных углеводородов охватывают более широкие зоны распространения, поэтому все датчики давления пара вдоль трубопроводов должны быть модернизированы и иметь взрывозащищенную конструкцию.

3. Диффузия газа происходит в трехмерном пространстве; не следует полагаться исключительно на двухмерные чертежи.

Газы низкой плотности, такие как водород и метан, поднимаются и накапливаются в помещениях верхнего уровня. Датчики давления HART и высокотемпературные датчики давления, установленные на потолках и платформах на высоте, должны соответствовать более строгим стандартам опасности.

Тяжелые газы, включая сжиженный нефтяной газ, распространяются близко к земле. Промышленные датчики давления, устанавливаемые на подземных трубопроводах, не могут иметь более низкий класс взрывозащиты.

Установленные новые навесы от дождя и плотно расположенное оборудование изменят циркуляцию воздуха. Границы первоначальных опасных зон требуют переоценки, и соответствующие датчики абсолютного давления должны быть заменены.

Без герметичных перегородок в местах прохода газов через стенки траншей горючие газы могут распространяться на большие расстояния внутри помещений. Обычные не взрывозащищенные промышленные датчики давления внутри зданий станут серьезной причиной возгорания.

4. Безопасность зон, не представляющих взрывоопасной опасности, зависит от долгосрочных защитных мер.

В распределительных помещениях, помещениях с приборными шкафами и анализаторных нишах можно использовать обычные приборы без высокотемпературных датчиков давления. Однако полный набор защитных устройств должен оставаться работоспособным постоянно:

Установлено безопасное расстояние до мест утечки, обеспечен приток чистого свежего воздуха, имеется соответствующий нормам избыточного давления внутри помещения, имеются самозакрывающиеся двери, полностью герметичные отверстия в стенках трубопроводов, сегментированные подземные траншеи и функциональные блокировочные сигнализации низкого давления.

Включенный индикатор вентилятора не гарантирует безопасность помещения. Для всесторонней оценки необходимы графики данных в реальном времени и журналы аварийных сигналов от датчиков перепада давления в паре в сочетании с датчиками давления пара.

К распространенным рискам для безопасности на объекте относятся постоянно открытые двери и незагерметизированные щели в стенах, нарушающие изоляционный барьер. Первоначально безопасные, не представляющие опасности помещения могут превратиться в зоны взрывоопасности, что делает обычные датчики абсолютного давления небезопасными.

5. Никогда не оценивайте взрывозащищенность только по маркировке корпуса "Ex".

При покупке высокотемпературных и паросиловых датчиков давления не следует полагаться только на маркировку Ex, напечатанную на корпусе. Необходимо тщательно проверять каждый элемент, включая класс взрывоопасности, газовую группу, температурную группу, уровень защиты оборудования, взрывозащищенную конструкцию и характеристики поддерживающих кабелей.

Разбор маркировки образца Ex db IIC T4 Gb

Пример: Универсальный идентификационный знак для приборов, используемых во взрывоопасных средах.

db: Огнестойкая конструкция корпуса, широко применяемая для датчиков давления HART в зоне 1.

IIC: Группа газов высокого риска. Датчики давления пара, используемые в химических процессах, связанных с водородом и ацетиленом, должны соответствовать этому стандарту.

T4: Классификация оборудования по температуре поверхности. В условиях высоких температур приоритет отдается высокотемпературным датчикам давления.

Гб: Уровень защиты оборудования, предназначенный для зон 1.

Неправильный выбор оборудования, например, установка взрывозащищенных датчиков давления пара внутри Зоны 0 или использование обычных промышленных датчиков давления для процессов на основе водорода, приведет к непрохождению приемочных инспекций по технике безопасности.

6. Стандартизированная установка определяет фактическую взрывозащиту.

Взрывозащищенность новых высокотемпературных и паросиловых датчиков давления, выпускаемых на заводе, откалибрована для корпусов, огнестойких поверхностей соединений и клеммных коробок, изготовленных производителем. Несанкционированное сверление или замена компонентов на месте эксплуатации аннулируют взрывозащищенность.

Кабельные вводы должны точно соответствовать внешнему диаметру кабелей для датчиков абсолютного давления. Неиспользуемые кабельные вводы должны быть герметизированы взрывозащищенными заглушками, установленными производителем. Промышленные датчики давления с классом водостойкости IP не могут использоваться во взрывоопасных зонах.

7. Полное согласование параметров контура управления является обязательным для искробезопасных цепей.

Соответствие высокотемпературного датчика давления требованиям нельзя оценить по маркировке одного устройства. Все компоненты всей цепи (датчик, защитный барьер, кабели и система заземления) должны иметь согласованные параметры, что является основным стандартом проверки при выборе датчика.

При замене датчиков давления пара и промышленных датчиков давления необходимо проверить номинальную мощность прибора, выходные параметры защитного барьера, а также распределенную емкость и индуктивность кабеля. Искробезопасные кабели и провода питания следует прокладывать отдельно внутри шкафов с заданными зазорами безопасности.

Рекомендуется вести журнал учета взрывозащищенных цепей. Запишите модель, длину кабеля и полные взрывозащищенные параметры датчиков давления HART и высокотемпературных датчиков давления. Быстрое сравнение параметров при замене запасных частей предотвратит несоответствие характеристик цепи.

Заключение

Три основных критерия для разделения взрывоопасных и невзрывоопасных зон: источники выброса веществ, состояние вентиляции и пути распространения газов.

Выбирайте высокотемпературные датчики давления, датчики давления пара и промышленные датчики давления в соответствии с классами взрывоопасных зон и обеспечивайте стандартизированную установку для гарантирования эксплуатационной безопасности. В случае выхода из строя защитного оборудования в не взрывозащищенных помещениях обычные датчики абсолютного давления создадут серьезный риск взрыва.