1.改造必要性: 近几年国内已经相继出现防爆增安型高压电机在启动时发生爆炸的事故,大部分事故已造成设备、厂房损坏及人员伤亡。
● 河南林州某化工厂发生过增安型电机启动时打火引起爆炸事故;
● 河南平顶山天宏焦化公司增安型高压电机运行时发生爆炸,造成现场一死一伤事故;
● 河南平顶山神马集团增安型高压电机启动时发生爆炸事故;
● 山东海博兴德化工有限公司使用的增安型高压电机启动时打火发生爆炸,造成车间玻璃被震碎;
● 中国南海钻井平台上出现过由于增安型高压电机启动时打火引燃钻井平台的事故;
● 大庆石化增安型高压电机出现过启动打火造成电机爆炸的惨剧。
山东海博兴德化工有限公司使用的增安型高压电机启动时打火发生爆炸现场
河南林州某化工厂也发生过增安型电机启动时打火引起爆炸事故现场
河南平顶山神马集团增安型高压电机启动时爆炸现场
河南平顶山天宏焦化公司增安型高压电机运行时发生爆炸现场
为避免类似问题再次发生,同时依据国家标准,建议惠州宇新化工有限责任公司尽快对厂区内的不符合国家标准要求的一台增安型高压电机进行防爆改造。
2.改造依据标准:
近年来,由于增安型电机在国内外爆炸性场所使用过程中频繁出现爆炸,国际电工委员会于2002年2006年两次进版修订了标准,国家标准GB3836.3也于2010年等同采用了IEC标准,由于增安型防爆电机产品的技术标准的进一步完善,对增安型电机的安全性和可靠性要求也越来越严格。对增安型电机而言在启动过程中有可能存在危险情况,若电机启动过程中电机内存在危险性气体将造成不可估量的损失。国标GB3836.3-2010《爆炸性气体环境 第3部分 由增安型“e”保护的设备》中5.2.4、5.2.7及附录G对增安型电机是否需加装启动预吹扫系统有明确要求。如定子额定电压大于1kV、鼠笼转子点燃危险因数的潜在的气隙火花危险评价系数大于6(见表1)或潜在的定子绕组放电危险评价:点燃危险系数大于6 (见表2),则需增加启动预吹扫系统以提高增安型电机的安全性及可靠性,且启动前的通风为用户责任。
l 对可能产生气隙火花的转子结构进行评定的要求。
(GB3836.3-2010 5.2.4.3表4,见下表1)
表1 对于鼠笼转子点燃危险因数的潜在的气隙火花危险评价
电机型号:YAKS800-16W 800kW 10kV IP54
特征 | 参数 | 因数 | 评价 | 备注 |
鼠笼转子结构 | 非绝缘导条的机制鼠笼转子 | 3 | ||
开槽式铸铝鼠笼转子≥200kW/每极 | 2 | |||
开槽式铸铝鼠笼转子<200kW/每极 | 1 | 1 | 800/16=50 | |
闭槽式铸铝鼠笼转子 | 0 | |||
绝缘导条式鼠笼转子 | 0 | |||
极数 | 2极 | 2 | ||
4-8极 | 1 | |||
>8极 | 0 | 0 | 16极 | |
额定输出 | >500kW/每极 | 2 | ||
>200kW~500kW/每极 | 1 | |||
≤200kW/每极 | 0 | 0 | 800/16=50 | |
转子中径向冷却管道 | 有:L<200mm(见注1) | 2 | 2 | |
有:L≥200mm(见注1) | 1 | |||
无 | 0 | |||
转子或定子斜槽 | 有:>200kW/每极 | 2 | ||
有:≤200kW/每极 | 0 | |||
无 | 0 | 0 | ||
转子的突出部分 | 不符合(见注2) | 2 | ||
符合(见注2) | 0 | 0 | ||
温度限制 | >200℃ | 2 | ||
135℃<T≤200℃ | 1 | |||
≤135℃ | 0 | 0 | ||
综合评定 | 3 | <6,安全 | ||
注1:L是铁芯端部装压的长度。试验表明,火花主要发生在靠近铁芯端部的通风管道中。 注2:转子的端部零件的设计宜避免断续接触并且在温度组别之内运行。符合此规定时因数为0,否则为2。 |
l 对旋转电机定子绕组绝缘系统试验的要求。
(GB3836.3-2010 5.2.7)
新标准中的5.2.7条明确规定:
5.2.7注1解决方案:在电机主接线盒、电机冷却器四个上角+中部两侧长度方向上、电机本体4个下角+中部铁芯腔两侧侧壁板上,共13个点安装危险气体检测仪,由于现场可能存在可燃气体为多种,每个点需要安装可燃气体检测仪数量不定,暂按每个点只有一种可燃气体计算,1台电机需要安装13个可燃气体探测仪,同时在控制回路上需要增加气体探测仪控制柜,气体探测仪定期需要更换探头保证探测精度,再有在气体探测仪检测到危险气体存在后,需要采取措施将危险气体排出,否则电机无法开机,需要增加换气设备。总成本约x万元(在探头更换1次情况下)。
另外:在电机长时间使用后密封能力会变差,可燃气体进入设备的概率会大大增加,气体探测仪并不能判断电机密封能力好坏,需要人工检测,增加人力、财力。
5.2.7注2解决方案:在电机上增加吹扫装置,在电机启动前对电机内部、主接线盒进行换气,保证了电机内部处于安全气体保护中,同时吹扫装置可判断电机密封情况,可大大减少人工成本。总成本约X万元(仅供参考,实际费用以双方签订合同为准)。安全、简单、效率。
6.2.3.1规定如下:
6.2.3.1规定为电机生产厂家对其定子绕组绝缘结构的测试,仅在样机上进行的试验,只有通过了测试,才允许生产相同绝缘结构的电机产品。
l 附录G 潜在的定子绕组放电危险评价:点燃危险系数的要求(见下表2)。
表2 潜在的定子绕组放电危险评价:点燃危险系数
电机型号:YAKS800-16W 800kW 10kV IP54
特征 | 评价数值 | 系数 | 评价 | 备注 |
额定电压 | >6.6kV-11kV | 4 | 4 | 10kV |
>3.3kV-6.6kV | 2 | |||
>1kV-3.3kV | 0 | |||
运行中的平均启动次数 | >1/h | 3 | ||
>1/天 | 2 | |||
>1/星期 | 1 | |||
<1/星期 | 0 | 0 | 1/每2个月 | |
详细检查时间间隔 | >10年 | 3 | ||
>5-10年 | 2 | |||
>2-5年 | 1 | 1 | 2-5年 | |
<2年 | 0 | |||
防护等级(IP代码) | <IP44a | 3 | ||
IP44和IP54 | 2 | 2 | IP54 | |
IP55 | 1 | |||
>IP55 | 0 | |||
环境条件 | 非常脏和潮湿b | 4 | ||
沿海户外 | 3 | |||
其他户外 | 2 | |||
清洁户外 |