防爆燈具在石油天然氣行業的使用

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必須按照相應規范執行。
 

　　1.在設計選型增安型防爆燈具時要求在燈具內裝高壓氣體放電燈
 

　　隨著無極燈和LED燈等新光源的出現，部分用戶在選型時往往要求內裝無極燈和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型之一：具有符合GB/T1406.1-2008的單插腳無啟動器熒光燈(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和運行無陰極預熱的電路；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、無極燈和LED均不符合以上要求。隨著設計院和用戶對防爆標準理解的加深，此類現象目前已經很少出現了。
 

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

　　GB4208-2008中的相關條文明確規定，IPX6是戶外使用的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的產品才可使用在戶外以及浸水。
 

　　3.部分用戶要求不嚴
 

　　一些用戶對防爆燈具現場的安裝沒有嚴格的要求，往往認為只要廠家出廠的燈具產品符合防爆要求即可。殊不知防爆是一個系統工程，不但要嚴格按照要求安裝燈具，還要重視與燈具安裝相關的管線、接口等符合防爆要求。一旦某一環節出現問題，則整個防爆系統將會失效，防爆燈具也就不能發揮應有的防爆功能。
 

　　4.對限制呼吸型燈具不了解
 

　　限制呼吸型燈具是近幾年發展起來的新型產品，由于一些用戶對防爆原理不了解導致用戶不認可這種防爆形式。若用戶了解防爆原理和使用要求，限制呼吸型燈具將會有很大的發展空間。
 

　　二、防爆燈具的選型
 

　　在石油天然氣管道工程危險環境用的防爆燈具，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用固定式燈具。
 

　　1.隔爆型燈具
 

　　隔爆型燈具主要是依靠產品外殼的強度和結合面的間隙來防止燈具內爆zha所產生的火焰傳播至周圍危險環境中，進而達到防爆的目的。隔爆型燈具的結構包括純隔爆結構，以及光源腔是隔爆型、接線箱腔是增安型的復合型防爆結構。因其對內裝光源沒有限制(低壓鈉燈除外，因為其不允許使用在危險場所)，可用于危險場所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，在設計時必須考慮防護的問題，而防爆燈具大多數是用于戶外或高濕的場合，要求其必須具有較高的防護性能。因此在選型時，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，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，國內防爆廠家將雙腳熒光燈燈座短接，再將電子鎮流器進行改進，使其在短路、斷路、開路等情況下具有保護功能，并且可實現無預熱啟動，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，只有經過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。一般來說，增安型防爆燈具的防護等級可達IP65，均應用在戶外或高濕的場所。
 

　　3.限制呼吸型燈具
 

　　限制呼吸型燈具是指具有能限制氣體、蒸氣和薄霧進人的一種外殼的燈具。也就是說，限制呼吸型燈具是一種具有特殊外殼的燈具產品，這種產品增加了殼體限制氣體、蒸氣和薄霧進入的能力，所以在短時間內危險物質不會進入燈具，它是于2區危險環境中的防爆燈具。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品外表的發熱問題，所以，在檢驗中zui高表面溫度的測定是選擇燈體的表面，與隔爆型產品相同，這也是它與增安型燈具相比具有的zui大優點，即溫度組別的測量與隔爆型相同，使用場所與增安型相同(特殊處理的熒光燈除外)。
 

　　綜上所述，限制呼吸型燈具是通過殼體良好的密封性限制爆zha性氣體、蒸氣或薄霧進入燈體內部來達到防爆目的；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達到防爆目的；增安型燈具是通過增加燈具本身的安全性來達到燈具的防爆目的。這3種燈具各自具有不同的特點，3種燈具的使用范圍見表1所列。
 

　　表1 3種燈具的使用范圍
 

　　類型隔爆型增安型增安型熒光燈限制呼吸型爆zha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
 

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

　　表2 3種燈具性能比較
 

　　類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T4溫度組別較低，一般不超過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，再結合現場的實際情況和照明標準來選擇的。目前，石油化工危險場所使用的光源類型主要有以下幾種，金鹵燈、高壓鈉燈、熒光燈(含節能燈)、白熾燈、無極燈、LED燈等。而白熾燈屬于高能耗光源，市場上目前已漸漸淘汰。每種光源都有其各自的特點和使用限制，幾種常用光源的特點和應用場所總結見表3所列。
 

　　表3 幾種常用光源的特點和應用場所
 

　　類型白熾燈熒光燈金鹵燈使用場所屬于高能耗光源，目前已漸漸淘汰，主要用于需要頻繁開關的場所功率有所限制，一般單管zui大功率為36瓦(40瓦)，其光線柔和，不刺眼，主要用于戶內和辦公場所功率較大，可以用于較高的廠房照明；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外照明(如路燈、高桿燈、廣場泛光照明等)無極燈特點價格低廉；瞬時啟動；顯色性100；無電磁干擾、光效低；平均壽命只有1 000小時光效較高；配電子鎮流器可瞬時啟動；平均壽命可達10 000小時；需要帶鎮流器；光線柔和光效高；平均壽命可達10 000小時以上；顯色性一般；需要帶鎮流器等電氣附件；熱啟動性能差；不能瞬時啟動，啟動時間為8～10分鐘光效高；平均壽命可達20 000小時以上；顯色性較差；需要帶鎮流器等電氣附件；熱啟動性能差；不能瞬時啟動，啟動時間為10～15分鐘；發黃光，透霧性強光效較高；平均壽命可達60 000小時以上；顯色性較好；需要帶高頻發生器；可以瞬時啟動；初期投資成本較高LED燈光效高；平均壽命可達50 000小時以上；顯色性好；需要帶恒流/恒壓源；可以瞬時啟動；初期投資成本較高；單面發光，燈具效率較高光線較柔和，平均壽命長；適用于不方便更換的場所以及節能改造；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房的照明LED燈無燈座，可適用于震動較大的場所；冷光源，可用于對溫度比較敏感的場合；色溫可調，可作為路燈和廣場泛光照明；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，關系到整個防爆系統的安全性，是保障防爆燈具長期安全、可靠、工作*的環節，應予以充分重視。防爆燈具的安裝應嚴格按照GB3836.15和GB5008的要求進行。
 

　　*，現場安裝人員必須經過專業培訓，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明書，明確產品所有標識內容的含義。
 

　　第三，嚴格按照產品使用說明書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，安裝時應考慮到腐蝕、高溫等因素，盡量遠離高溫點、腐蝕性較強的區域，實在無法避免時，則應采取適當的防護措施。
 

　　第六，安裝時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，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，打開燈具進行接線或安裝光源時，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，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明書中的相關信息選擇合適的光源類型及功率，嚴禁擅自更換光源類型或功率。
 

　　第十，燈具進線口處應選擇合適外徑大小的電纜，使其符合接線口處橡皮圈的過線范圍要求，達到防爆、防護的目的。
 

　　第十一，燈具內部接線端子一般只能接2.5平方毫米及以下線徑的電纜，如果選用電纜線徑過大，則燈具內部接線端子會壓不緊，如果在增安腔內部則可能會產生危險的點燃火花。
 

　　第十二，燈具的布線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電纜的現象。
 

　　第十三，電纜穿過密封圈時，應留有一定的余量，一般應超過密封圈長度8毫米左右。