Hướng dẫn về quạt chống cháy nổ: Lựa chọn, Ứng dụng và Tiêu chuẩn an toàn

Quạt chống cháy nổs

Khi quạt vận chuyển các khí và bụi dễ cháy và nổ, tĩnh điện và tia lửa là những yếu tố cực kỳ nguy hiểm, có thể gây ra các vụ nổ và các tai nạn an toàn khác nếu không áp dụng các biện pháp xử lý đặc biệt.

1. Cách xác nhận quạt chống cháy nổ?

Để xác định chính xác liệu quạt có chống cháy nổ hay không, bạn có thể đánh giá thông qua các phương pháp sau: đầu tiên, kiểm tra xem vỏ quạt chống cháy nổ hoặc hộp điều khiển điện có Dấu hiệu chống cháy nổ. Biểu tượng này bao gồm các chi tiết về lớp chống cháy nổ, loại khí hoặc bụi mà nó áp dụng, loại biện pháp chống cháy nổ, v.v. Tại Trung Quốc, các tiêu chuẩn này được thiết lập bởi AQSIQ. Tại Trung Quốc, các tiêu chuẩn này được thiết lập và ban hành bởi AQSIQ.
     Thứ hai, việc hiểu rõ về các tiêu chuẩn bảo vệ chống nổ là rất quan trọng. Thông thường, các tiêu chuẩn chống nổ được thể hiện qua hai tiêu chuẩn chính là IP và EX. Tiêu chuẩn IP chủ yếu liên quan đến mức độ bảo vệ, trong khi tiêu chuẩn EX dành riêng cho thiết bị chống nổ. Trong tiêu chuẩn EX, hai chữ số tiếp theo đại diện cho mức độ chống nổ, ví dụ, trong EXdIICT6, “d” đại diện cho vỏ chống nổ, “II” đại diện cho loại khí hoặc bụi áp dụng, “CT6” đại diện cho giới hạn tăng nhiệt độ. “CT6” chỉ ra giới hạn tăng nhiệt độ.
    Hơn nữa, việc nhận biết dấu hiệu chống cháy nổ của quạt và chứng nhận tương ứng là rất quan trọng. Dấu hiệu chống cháy nổ thường được chia thành hai loại: Ex và D. Dấu hiệu Ex là dấu hiệu chống cháy nổ phổ biến ở châu Âu và quốc tế, trong khi dấu hiệu D là đặc thù của Đức. Ngoài ra, quạt chống cháy nổ cũng cần phải đạt được chứng nhận chống cháy nổ tương ứng, chẳng hạn như chứng nhận ATEX của Liên minh Châu Âu và chứng nhận CCC của Trung Quốc.
     Đồng thời, việc hiểu rõ môi trường và yêu cầu ứng dụng của quạt chống cháy nổ là rất quan trọng. Quạt chống cháy nổ chủ yếu được sử dụng trong các môi trường dễ cháy nổ, như nhà máy hóa chất, nhà máy lọc dầu, mỏ than và các môi trường tương tự. Khi lựa chọn quạt chống cháy nổ, cần phải hiểu rõ các điều kiện môi trường chi tiết, bao gồm cấp độ của khí, chất lỏng, bụi, v.v., nhiệt độ, độ ẩm và các yếu tố khác.
     Cuối cùng, cần xác định cấp độ chống cháy nổ phù hợp (ví dụ: Exd, Exe) cũng như cấp độ bảo vệ (ví dụ: IP54, IP65) dựa trên điều kiện môi trường cụ thể và yêu cầu hoạt động. Ngoài ra, cần xem xét vật liệu được sử dụng cho quạt, chẳng hạn như hợp kim nhôm, thép không gỉ, v.v., cũng như khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt độ cao của các vật liệu này.

2 Quạt chống cháy nổ cho những nơi nào?

Quạt chống cháy nổ được sử dụng rộng rãi trong nhiều khu vực công nghiệp nơi cần ngăn ngừa các vụ nổ do tia lửa hoặc nhiệt độ cao gây ra. Dưới đây là một số lĩnh vực ứng dụng phổ biến của quạt chống cháy nổ:

Nhà máy hóa chất: Trong ngành công nghiệp hóa chất có nhiều chất dễ cháy và dễ nổ. Quạt chống cháy nổ được sử dụng để đảm bảo không sinh ra tia lửa hoặc nhiệt độ cao khi xử lý, trộn hoặc vận chuyển hóa chất, từ đó giảm thiểu nguy cơ cháy nổ.

Ngành công nghiệp dầu khí: Quạt chống cháy nổ được sử dụng để xử lý và vận chuyển dầu khí trong các nhà máy lọc dầu, giàn khoan dầu khí, kho chứa dầu khí, v.v., nhằm đảm bảo hoạt động an toàn trong môi trường có khí dễ cháy.

Khai thác mỏ: Trong các hoạt động khai thác mỏ, do sự hiện diện của các khí dễ cháy hoặc bụi, quạt chống cháy nổ được sử dụng để thông gió, thải khí thải và đảm bảo không có tia lửa nào được tạo ra để gây ra vụ nổ trong mỏ.

Sản xuất dược phẩm: Trong ngành công nghiệp dược phẩm, quạt chống cháy nổ được sử dụng để xử lý thuốc, bột hoặc dung dịch và đảm bảo không xảy ra các vụ nổ bất ngờ trong quá trình sản xuất.

Ngành công nghiệp sơn và sơn mài: Quạt chống cháy nổ được sử dụng trong các dây chuyền sản xuất sơn và sơn mài để ngăn ngừa hỏa hoạn hoặc nổ do tích tụ hơi dung môi hoặc hạt bụi.

Chế biến thực phẩm: Quạt chống cháy nổ được sử dụng để đảm bảo an toàn trong quá trình sản xuất thực phẩm trong ngành chế biến thực phẩm, đặc biệt là trong các môi trường cần xử lý bụi hoặc khí dễ cháy.

Tổng quan, quạt chống cháy nổ đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp và được sử dụng để đảm bảo hoạt động an toàn và sản xuất trong môi trường dễ cháy nổ.

3 Nguyên lý hoạt động của quạt thông gió chống cháy nổ là gì?

Nguyên lý chống cháy nổ của quạt thông gió chống cháy nổ là Khả năng tránh các tia lửa, hồ quang và nhiệt độ nguy hiểm trong quá trình hoạt động hoặc làm việc, từ đó đảm bảo rằng quá trình hoạt động của nó không thể gây cháy nổ môi trường xung quanh..

Động cơ chính của quạt thông gió chống cháy nổ sử dụng động cơ chống cháy nổ, và vật liệu của cánh quạt và vỏ quạt sử dụng vật liệu tương thích đáp ứng yêu cầu chống cháy nổ. Việc lắp ráp vỏ và cánh quạt của quạt thông gió chống cháy nổ, bảo vệ cửa hút và cửa xả khí, ảnh hưởng của tải trọng đến sự tăng nhiệt độ của động cơ, và thiết bị tiếp đất bảo vệ, v.v., cũng phải đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn chống cháy nổ.

Có nhiều loại quạt thông gió chống cháy nổ, chẳng hạn như quạt trục chống cháy nổ, quạt ly tâm chống cháy nổ, quạt tường chống cháy nổ, quạt mái chống cháy nổ và các loại khác.

4 Yêu cầu chung đối với quạt chống cháy nổ

I. Yêu cầu về hiệu suất của sản phẩm quạt thông gió chống cháy nổ

1. Trong phạm vi tốc độ định mức và lưu lượng quy định, sự chênh lệch giữa hiệu suất khí nén thực tế của máy thở và hiệu suất khí nén quy định phải tuân thủ các quy định sau:

a) Ở lưu lượng quy định, giá trị áp suất của máy có số hiệu nhỏ hơn hoặc bằng số 10 không vượt quá -8 %~+ 5% so với giá trị quy định; giá trị áp suất của máy có số hiệu lớn hơn số 10 không vượt quá -5%~+5% so với giá trị quy định.

b) Hiệu suất của máy thở không được thấp hơn 8% so với hiệu suất tương ứng tại điểm đó.

2. Tiếng ồn của quạt thông gió tại điểm làm việc có hiệu suất cao nhất phải tuân thủ các quy định của tiêu chuẩn JB/T 8690 về mức độ tiếng ồn A (Las).

3. Sự tăng nhiệt độ của ổ trục và tốc độ rung của giá đỡ quạt thông gió phải tuân thủ các quy định sau:

a) Nhiệt độ của ổ trục được đo trên bề mặt ổ trục không được cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh quá 40 ℃.

b) Giá trị hiệu dụng của vận tốc dao động không được vượt quá 4,6 mm/s đối với ổ trục cứng và 7,1 mm/s đối với ổ trục linh hoạt.

II. Yêu cầu về kết cấu　　

1. Yêu cầu thiết kế cơ bản

a) Trong điều kiện làm việc quy định, máy thở và thiết bị phụ trợ phải được thiết kế để có tuổi thọ hoạt động ít nhất 10 năm (trừ các bộ phận hao mòn) và thời gian hoạt động an toàn không dưới 18.000 giờ trước lần bảo dưỡng lớn đầu tiên.

b) Tốc độ giới hạn của trục cứng của quạt thông gió phải bằng 1,3 lần tốc độ làm việc tối đa.

c) Loại cơ bản, thông số kích thước và đường cong hiệu suất của máy thở phải tuân thủ các quy định của tiêu chuẩn GB/T 3235.

d) Quạt thông gió trong kết cấu, các yêu cầu đối với các bộ phận quay và các bộ phận tĩnh liền kề để tránh ma sát, nhằm ngăn chặn sự hình thành tia lửa. Các khía cạnh khác như cấu trúc, loại, độ bền, độ cứng, v.v. phải tuân thủ: quạt thông gió dòng trục phải tuân thủ các quy định liên quan của JB/T 10562, quạt thông gió ly tâm phải tuân thủ các quy định liên quan của JB/T 10563, và các loại quạt thông gió khác phải tuân thủ các quy định của các tiêu chuẩn liên quan.

2. Cánh quạt

a) Cánh quạt của quạt thông gió phải được thử nghiệm tốc độ quá tải, và cánh quạt phải được vận hành ở tốc độ không dưới 110% tốc độ làm việc tối đa trong thời gian không dưới 2 phút, và tuân thủ các quy định của tiêu chuẩn JB/T 6445.

b) Cánh quạt phải được cân bằng và điều chỉnh, và mức độ cân bằng phải tuân thủ các quy định của tiêu chuẩn JB/T 9101.

c) Các bộ phận được đinh tán của cánh quạt phải sử dụng đinh tán có đường kính lỗ xuyên qua theo quy định liên quan. Yêu cầu về chất lượng đinh tán phải tuân thủ các quy định của tiêu chuẩn JB / T 10214.

III. Các bộ phận chính

a) Khi cánh quạt của quạt thông gió được làm bằng hợp kim nhôm, buồng hút khí và vỏ máy phải được làm bằng thép carbon.

b) Cánh quạt của quạt thông gió phải được làm bằng vật liệu thép. Vòng miệng buồng hút của quạt thông gió ly tâm và đinh tán phải được làm bằng đồng thau hoặc nhôm. Vỏ thép của quạt thông gió dòng trục phải được sử dụng ở các phần của vòng đồng thau hoặc nhôm và đinh tán tương ứng.  

c) Việc sử dụng các vật liệu khác phải đảm bảo rằng các bộ phận quay và bộ phận tĩnh của vật liệu không tạo ra tia lửa. Các yêu cầu kỹ thuật phải tuân thủ các quy định của JB / T 10562 và JB / T 10563.

IV.

a) Yêu cầu về đúc Chất lượng đúc phải tuân thủ các quy định tương ứng.

b) Yêu cầu đối với các bộ phận được đinh tán Chất lượng hàn, quy trình sản xuất các bộ phận được đinh tán và các yêu cầu hàn khác phải tuân thủ các quy định tương ứng.

V. Yêu cầu lắp ráp　　

a) Vòng miệng buồng hút của quạt ly tâm và khoảng hở bán kính tại miệng buồng hút của cánh quạt phải đồng đều dọc theo chu vi. Đối với quạt có số hiệu ≤ №.10, khoảng hở bán kính một phía của quạt là 2,5 mm ~ 4 mm. Đối với quạt có số hiệu > №.10, khoảng hở bán kính một phía của quạt là (0,15% ~ 0,4%) D là đường kính cánh quạt, nhưng khoảng hở bán kính một bên tối thiểu không được nhỏ hơn 2,5 mm, chiều dài chồng chéo trục (0,8% ~ 1,2%) D đường kính cánh quạt. ~1,2 % ) D đường kính cánh quạt.

b) Khoảng hở bán kính giữa vỏ quạt và cánh quạt của quạt thông gió dòng trục phải đồng đều. Số hiệu máy phải nhỏ hơn hoặc bằng số 10 của khoảng hở bán kính một phía của quạt thông gió (2,5 mm ~ 4 mm), đối với máy có số hiệu lớn hơn số 10, khoảng hở bán kính một bên của quạt (0,15% ~ 0,35%) D đường kính cánh quạt, nhưng khoảng hở bán kính một bên tối thiểu không được nhỏ hơn 2,5 mm.

VI. Yêu cầu về an ninh　　

a) Các động cơ chống cháy và các phụ kiện điện đi kèm được sử dụng cho quạt thông gió phải tuân thủ các quy định tương ứng.

b) Bề mặt vỏ quạt thông gió và bề mặt cụm truyền động phải được trang bị thiết bị tiếp đất đáp ứng yêu cầu chống cháy nổ và biểu tượng tiếp đất vĩnh viễn tại vị trí thích hợp.

c) Buồng hút gió của quạt thông gió mở trực tiếp ra môi trường bên ngoài, buồng hút gió phải được lắp đặt lưới bảo vệ cố định (hoặc lưới) để ngăn chặn các vật thể lạ bị hút vào quạt. Thiết kế cấu trúc lưới bảo vệ (lưới) ngoài việc xem xét kích thước của quạt, môi trường làm việc và các yếu tố khác, cũng cần xem xét để giảm thiểu sức cản của luồng không khí do việc lắp đặt lưới bảo vệ (lưới) gây ra.

d) Nhóm truyền động, bộ nối, puli, dây đai và các bộ phận truyền động quay khác phải được trang bị vỏ bảo vệ an toàn và tuân thủ các quy định của tiêu chuẩn GB/T 19074. Cấu trúc vỏ bảo vệ phải chắc chắn và tránh tiếp xúc với các bộ phận quay. Để tránh tích tụ tĩnh điện trên vỏ bảo vệ gây tia lửa, vỏ bảo vệ phải được cách điện và có thiết bị tiếp đất đáng tin cậy.

e) Các bộ phận quay của quạt thông gió phải được cố định chắc chắn và phải có các biện pháp để ngăn chặn sự lỏng lẻo (cánh quạt và trục được khóa chặt; vị trí của ổ trục, hộp ổ trục, động cơ và giá đỡ được cố định).

f) Khi quạt thông gió được lắp đặt, trục cánh quạt đi qua vỏ máy, vỏ thép của lỗ trục và phần trục đi qua nên được lắp đặt với một vòng đệm cách ly bằng nhôm; lỗ của vòng đệm cách ly và trục phải có khoảng hở một phía là 0,5 mm.

5. Hướng dẫn chọn lựa và kích thước

Lựa chọn quạt chống cháy nổ phù hợp đòi hỏi phân tích kỹ lưỡng về ứng dụng cụ thể của bạn. Sử dụng danh sách kiểm tra sau:

• Phân loại khu vực nguy hiểm: Xác định vùng (0, 1, 2 cho khí; 20, 21, 22 cho bụi) và nhóm khí (IIC cho hydro, IIB cho etylen, v.v.).
• Lớp nhiệt độ (T-Rating): Chọn quạt có xếp hạng T (ví dụ: T4 = nhiệt độ bề mặt tối đa 135°C) thấp hơn nhiệt độ bắt lửa của các khí/bụi xung quanh.
• Yêu cầu về lưu lượng không khí và áp suất: Tính toán lưu lượng cần thiết theo đơn vị mét khối mỗi giờ (CMH) hoặc feet khối mỗi phút (CFM) và tổn thất áp suất hệ thống để chọn kích thước và loại quạt phù hợp (quạt trục dọc cho lưu lượng cao/áp suất thấp, quạt ly tâm cho áp suất cao hơn).
• Tương thích vật liệu: Đối với môi trường ăn mòn (ví dụ: ven biển, hóa chất), hãy sử dụng thép không gỉ (SS316) hoặc lớp phủ bảo vệ.
• Chỉ số bảo vệ chống xâm nhập (IP): Đối với môi trường ngoài trời hoặc ẩm ướt, hãy chọn mức xếp hạng IP cao hơn (ví dụ: IP65 để chống bụi hoàn toàn và chống tia nước).

6. Lắp đặt & Bảo trì

Lắp đặt đúng cách là yếu tố quan trọng đảm bảo an toàn:

1. Vị trí: Lắp đặt ở khu vực thông thoáng, dễ dàng tiếp cận để bảo trì, tuân thủ khoảng cách an toàn tối thiểu so với nguồn nguy hiểm.
2. Đấu dây: Tất cả các kết nối điện phải được thực hiện bởi một thợ điện có chứng chỉ sử dụng ống dẫn chống cháy nổ, phớt và hộp nối được chứng nhận.
3. Đặt chân xuống đất: Kiểm tra xem kết nối tiếp đất vĩnh viễn có chắc chắn và có điện trở thấp hay không, theo tiêu chuẩn NEC hoặc IEC.
4. Căn chỉnh & Sửa chữa: Đảm bảo quạt được lắp đặt chắc chắn và căn chỉnh đúng cách để tránh rung lắc quá mức.

Lịch bảo trì định kỳ:

• Hàng tuần: Kiểm tra bằng mắt thường để phát hiện hư hỏng, tiếng ồn bất thường hoặc rung động. Kiểm tra xem các tấm chắn có được cố định chắc chắn hay không.
• Hàng tháng: Kiểm tra và làm sạch lưới bảo vệ/lưới chắn ở cửa vào. Kiểm tra các kết nối điện để đảm bảo chặt chẽ.
• Hàng năm: Thực hiện kiểm tra tắt máy toàn diện. Điều này bao gồm:
  • Kiểm tra và làm sạch cánh quạt để loại bỏ bụi bẩn hoặc ăn mòn.
  • Kiểm tra độ mòn của bạc đạn và bôi trơn lại nếu cần thiết.
  • Kiểm tra độ bền cách điện của động cơ.
  • Kiểm tra tất cả các bu lông và bulông đã được siết chặt theo tiêu chuẩn.
  • Lưu ý quan trọng: Bất kỳ sửa chữa hoặc bảo trì nào yêu cầu mở vỏ máy chỉ được thực hiện khi nguồn điện đã được ngắt. Khóa và dán nhãn (LOTO).

7. Các vấn đề thường gặp trong quá trình khắc phục sự cố

9. Xu hướng và đổi mới trong ngành

Ngành công nghiệp quạt chống cháy nổ đang phát triển với trọng tâm vào hiệu quả năng lượng, giám sát thông minh và vật liệu tiên tiến. Biến tần tần số biến đổi (VFD) có vỏ chống cháy nổ đang trở nên phổ biến cho việc điều khiển tốc độ chính xác và tiết kiệm năng lượng đáng kể. Các cảm biến IoT tích hợp cho phép giám sát từ xa rung động, nhiệt độ và hiệu suất, giúp thực hiện bảo trì dự đoán và ngăn chặn thời gian ngừng hoạt động không mong muốn. Hơn nữa, các vật liệu composite mới và lớp phủ tiên tiến đang tăng cường khả năng chống ăn mòn và kéo dài tuổi thọ sản phẩm, đặc biệt trong các ứng dụng khắc nghiệt như môi trường biển và xử lý hóa chất.

10. Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi: Có thể sử dụng quạt công nghiệp thông thường trong khu vực nguy hiểm nếu nó được đặt bên ngoài và kết nối với ống dẫn không?
A: Số. Toàn bộ đường dẫn khí và bất kỳ thành phần điện nào tiếp xúc với môi trường nguy hiểm phải được thiết kế phù hợp với môi trường đó. Tia lửa từ động cơ quạt không được thiết kế phù hợp hoặc bên trong ống dẫn có thể được truyền vào khu vực nguy hiểm.

Câu hỏi: Tần suất kiểm tra chuyên nghiệp đối với quạt chống cháy nổ là bao lâu một lần?
A: Mặc dù các kiểm tra hàng ngày và hàng tháng được thực hiện nội bộ, việc kiểm tra chi tiết và cấp chứng nhận bởi một người có chuyên môn nên được thực hiện ít nhất hàng năm, hoặc theo quy định của các quy định an toàn địa phương và các nhà cung cấp bảo hiểm.

Q: Sự khác biệt giữa các loại bảo vệ Exd (Chống cháy nổ) và Exe (An toàn tăng cường) cho quạt là gì?
A: Exd (Chống cháy nổ): Vỏ bọc có thể chịu được một vụ nổ bên trong và ngăn chặn nó làm cháy nổ không khí bên ngoài. Exe (Tăng cường an toàn): Các thành phần được thiết kế để ngăn chặn nhiệt độ quá cao, tia lửa hoặc hồ quang trong điều kiện hoạt động bình thường hoặc sự cố được quy định. Việc lựa chọn quạt phụ thuộc vào Khu vực và loại bảo vệ cần thiết.

Câu hỏi: Thép không gỉ có luôn tốt hơn nhôm cho quạt chống cháy nổ không?
A: Không phải lúc nào cũng vậy. Nhôm nhẹ hơn, có khả năng chống ăn mòn tốt cho nhiều ứng dụng và có khả năng tản nhiệt xuất sắc. Thép không gỉ được lựa chọn vì khả năng chống ăn mòn vượt trội trong môi trường hóa chất khắc nghiệt hoặc môi trường biển, nhưng nó nặng hơn và đắt hơn. Lựa chọn phụ thuộc vào các tác nhân ăn mòn cụ thể có mặt.

Câu hỏi: Tôi có thể thay thế động cơ tiêu chuẩn bằng động cơ chống cháy nổ trên quạt hiện có không?
A: Đây là Khuyến cáo mạnh mẽ không nên thực hiện và có khả năng không tuân thủ.. Toàn bộ cụm thiết bị (vỏ, cánh quạt, bạc đạn, phớt trục, cánh tản nhiệt) được chứng nhận là một đơn vị hoàn chỉnh. Việc thay thế chỉ động cơ sẽ làm mất hiệu lực chứng nhận và có thể gây ra điều kiện không an toàn do sự khác biệt về quản lý nhiệt hoặc tương thích vật liệu.

Luôn tham khảo hướng dẫn cụ thể của nhà sản xuất, các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế liên quan (ATEX, IECEx, NEC), và các quy định an toàn địa phương về việc lựa chọn, lắp đặt và bảo trì thiết bị chống cháy nổ. An toàn trong khu vực nguy hiểm là ưu tiên hàng đầu.