燃油加油机防爆系统结构和防爆检验.docx

燃油加油机防爆系统结构和防爆检验李宇波 摘要 本文主要介绍了燃油加油机整体防爆系统结构并对其进行分析, 从而对燃油加油机整体防爆系统设计方法及防爆检验进行探讨, 供设计人员和其他有关检验人员参考。 关键词 燃油加油机防爆电气设备本安电路本安关联电路状态下同时可能成为点燃源, 所以燃油加油机应该具有整体防爆性能, 并作为其最基本性能才能 保证人民的生命安全、财产安全不受侵害。二、燃油加油机的基本结构和防 爆标志燃油加油机一般是由油泵、油气分离器、测量 变换器、计数器、指示装置、视油器、油枪等主要部 分组成一个完整的计量液体体积的装置, 其工作 原理流程图见图 1。一、引言根据国税发1999 110号文, 2000 年 1 月 1日以后, 国内加油机厂只能生产税控燃油加油机,税控燃油加油机 (以下简称燃油加油机) 是用来给 机动车添加燃油的一种测量系统, 使用统一的监控软件并具有税控功能。由于汽油、柴油及其他燃料油常温下易于挥发, 并可与空气形成 A 级、 T 3 组爆炸性气体混合物, 而燃油加油机作为该类 爆炸性气体混合物的释放源, 在正常工作或故障燃油加油机工作原理电动机驱动油泵将储油罐中的燃油经吸管及过滤器泵入油气分离器, 进行油气分离, 在泵压下燃油经流量计、电磁阀、油枪输至机 动车, 同时由脉冲发生器产生的计量信号通过税控主板进行处理。图 1 税控燃油加油机工作原理流程图按电气部分和非电气部分划分如下:电气部分主要包括: 电源及控制板、电脑控制 主板、键盘、显示板、计量传感器、电机、电磁阀、油 枪开关和照明灯具等。非电气部分主要包括: 油泵、油气分离器、流量计、视油器、油枪、机壳和输油管等。燃油加油机防爆电气设备主要包括本安设 备、本安关联设备、隔爆型电气设备、浇封型电气 设备及增安型电气设备。 作为一个防爆系统应对 相关的防爆电气设备、机械设备、配线及其相互连202000 年第 1 期电 气防爆总第 139 期接进行综合防爆检验并取得整机防爆合格证, 这样才能保证燃油加油机的整体安全性。 燃油加油 机整机防爆检验主要有两种方式: 按电气部分、 机械结构、配线及其相互连接的整机全面防爆检 验; 按加油机主体部分和电脑部分上下隔离150mm 的防爆检验方式。其中第种方式将在第 五章讨论, 现就对中防爆检验的整机防爆标志和主要的电气部件或设备的防爆标志汇总如下:整机防爆标志为: d ib A T 3。 加油机各电气 部件的防爆标志等级均不应低于 d A T 3 或 ib A T 3 (关联电路为 ( ib ) A T 3)。其主要电气部件或设备的防爆标志为:电脑税控电路部分为: ib A T 3电源控制器部分为: d ( ib ) A T 3 防爆接线盒部分为: d A T 3 电机为: d A T 3电磁阀为: d A T 3 或m T 4计量传感器为: ib A T 3 或 d A T 3 油枪开关为: ib A T 3 或 d A T 3 继电器盒为: d A T 3照明灯具为: d A T 3 或 e T ..9.10. 远传通讯接口隔离部分为: ( ib ) A T 3燃油加油机整机防爆系统方框图见图 2。图 2 税控燃油加油机整机防爆系统方框图应的动作。由于该部分电源和控制电路电压高、电流大, 容易产生点燃火花, 所以把它们放置在隔爆 盒当中, 作为本安电路的关联设备来处理。另外电 机、电磁阀的弱电控制信号与强电部分应采用光 电耦合器 (或固态继电器) 进行安全隔离。本安关联电路中的电源线和控制线经过本安 电路处理作为本安线输出, 供给主控电路板、键盘显示板、计量传感器和油枪开关等电路使用。因此 在加油机防爆电路设计方面, 该关联电路的设计尤为重要, 也是加油机防爆电路设计的难点之处。 本安关联电路相当于通常的安全栅电路,三、燃油加油机防爆系统设计燃油加油机中的防爆电机、防爆盒、防爆电磁 阀等的设计比较常见, 通常设计为隔爆型或浇封 型防爆电气设备, 防爆标志为 d A T 3 或 E xm T 4, 在此不再叙述, 本文主要针对本安电路和本 安关联电路的设计进行探讨。燃油加油机中的电源和控制部分电路一般采 用A C 380V 或A C 220V 供电电源, 经过变压器降 压、整流、滤波和限流、限压保护电路, 变为低电压 直流电源供加油机各部分电路使用, 另外主控电 路板根据外界产生的控制信号返回到控制电路, 控制相应的电机和电磁阀等, 从而加油机做出相A C 380V 或A C 220V供电电源经过变压器降压,该变压器的设计必须符合 GB 3836. 4 83 中第21 1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2000 年第 1 期电 气防爆总第 139 期6. 1 条的规定, 变压器绝缘耐压等试验合格后作为可靠组件, 并且电源变压器输入绕组采用熔断 器或断路器保护。 非本安端的最高允许电压按变 压器的输出绕组峰值电压考核, 限流环节电路可应用金属膜电阻 (绕线电阻) 或晶体管非线性组件 组成的双重化限流电路, 限流电阻精度应不低于5% , 限压环节多采用两只并联的稳压二极管双重保护。在本安端短路或开路时, 各元件承受的电 流、电压或功率不大于其额定值。电路在正常工作和故障状态下, 本安端的瞬时开路电压和短路电 流不得大于设计规定值, 在本安端发生的电火花(包括相应等级规定的安全系数) 不得点燃 A 级 别爆炸性气体混合物。同时, 该开路电压允许的最大储能电容元件和短路电流允许的最大储能电感四、整机防爆检验1. 本安电路 (如电脑主板、油枪开关等) 及本 安 关 联 电 路 ( 如 电 源 控 制 板 等) 应 严 格 按 GB 3836. 283 标准审查和检验, 达到 ib A T 3 和( ib ) A T 3 的防爆等级。2. 隔爆型电气设备 (如电机等)、增安型电气 设备 (如灯具等) 和浇封型电气设备 (如电磁阀等)分别应严格按 GB 3836. 283、GB 3836.3- 83 和GB 3836. 990 标 准 审 查 和 检 验, 应 达 到 d A T 3、e T 3 和m T 4 的防爆等级。3. 具有复合型防爆型式要求的电气设备或 部件, 同时应满足所涉及的不同防爆型式的标准 要求。 如同时具有隔爆性能和本安关联电路性能元件, 分别应符合 GB 3836.和图 5 的要求。483 附录 A中图 3的 防 爆 电 源 盒,应 严 格 按 GB 3836.283 和GB 3836. 483 标准审查和检验, 达到 d ( ib ) A T 3 的防爆等级。4. 整机布线应检验本安导线 ( 或电缆) 与非 本安导线 (或电缆) 分开布置的情况, 不能混触。另 外与非本安电路在同一外壳或接线盒中的本安电路应用蓝色端子板标记或在端子附近标注本安标 记。 引入、引出隔爆型设备的电缆应采用实芯电 缆, 并且电缆外径与密封圈内径相配合, 保证其压 紧和密封, 为防止通过多芯电缆芯线之间的缝隙 传爆, 电缆两末端须严格密封处理; 检验未接线的引入装置是否有盲垫。5. 检验加油机输油软管应为防静电输油软 管(查其输油软管标志)。6. 检验加油机油路密封情况, 不应有泄漏情 况。本安关联电路的结构要求应注意以下几点:(1) 本安电路接线端子和非本安电路接线端 子之间至少须有 50mm 的距离。(2) 本安电路接线端子与接地端子及与外壳之间的距离须不小于 3mm , 接线端子应有防松措 施。( 3) 本安电路可用单独的接插件进行连接,也可与非本安电路用以接插件, 但是电气间隙和 爬电距离须符合 GB 3836. 483 中表 2 的规定 值, 接插件应有防误插、防互换和防拔脱的措施。 (4) 本安电路和非本安电路裸露导体之间的电气间隙和爬电距离须符合下列表 1 的规定。表 1检验加油机外壳材质、透明件等应符合7.GB 3836. 183 有关规定。8. 检验加油机油泵、油气分离器、流量计、传 动皮带等表面温度, 不得超过 195, 由制造厂提 供检验报告亦可。9. 检查加油机油枪与油枪座的材质情况, 不 应产生机械磨擦火花。10. 检查加油机各电气设备接地及总接地是 否连接牢固、可靠。11. 检查加油机各防爆电气设备的防爆标志及铭牌是否符合设计要求。12. 检查加油机用电气部件防爆结构及防爆 合格证的有效期是否符合规定。13. 加油机中油气分离器的排气管建议向加(5) 可能产生火花的元器件应采用硅胶或环氧树脂进行整体胶封。(6) 本安电路和非本安电路的绝缘导线应分 开布置。( 7) 本安电路用导线的绝缘应能承受 500V的 耐 压 试 验, 非 本 安 电 路 用 的 导 线 应 能 承 受1500V 的耐压试验。4 第 5.(8)电池和蓄电池应符合 GB 3836.2条规定。( 9) 印刷电路板元器件焊接安装后, 其表面 应涂有绝缘漆。22 1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 额定电压峰值电气间隙爬电距离380V8mm12mm220V6mm10mm60V3mm3mm2000 年第 1 期电 气防 爆总第 139 期油机外部排气。14. 对于增安型防爆电气设备 ( 如照明灯 具) , 建议使用在爆炸危险场所 2 级区域。15. 对于隔爆型电气设备 (如电动机、防爆接 线盒、防爆电源控制盒等) , 不得磕碰 隔爆面, 并须继电器、光电耦合器须进行介电强度试验, 符合耐压试验要求; 印制板、接线端子和接插件的电气间 隙和爬电距离应符合 GB 3836. 483 或 GB 3836.383 的要求。五、上下隔离 150m m防爆设计和防爆检验探讨加油机的有防锈措施, 如电镀、磷化、涂 2041 防锈油等;所有外壳的紧固螺钉应拧紧; 另外作为直接引入 方式的隔爆型电气设备 ( 装有火花触点的普通继上下隔离 150mm 加油机的防爆系统设计与上述整机防爆系统设计有明显区别, 其防爆系统 设计主要依据是 GB 50156- 92小型石油库及汽车加油站设计规范, 加油机爆炸危险区域划分见图 3。电器) , 可按 GB 3836.1 新标准处理, 可能产生火花的电气元件(如继电器) 须整体胶封。16. 对于本安电路及其关联电路应严格按483 进行火花试验, 不得引燃规定的GB 3836.爆炸性气体混合物才为合格; 另外相关的变压器、92小型石油库及汽车加油站设计规范第 3. 8. 9 条规定如下:GB 50156-1. 易燃油品室外加油机爆炸危险区域的范围, 应符合上图的规定。2. 加油机壳体内部空间及危险区域内地坪以下的坑或沟, 划为 1 区。3. 以加油机中线为中心, 上面半径为 3m , 下面半径为 4. 5m , 高度为从地坪向上至加油机顶上 0. 15m 的圆锥形空间, 划为 2 区。图 3 易燃油品室外加油机爆炸危险区域范围把加油机主体部分和电脑部分隔离 150mm , 其上部电脑部分作为安全环境处理, 那么, 电脑箱部分 为非防爆部件, 如电脑箱部分装有本安关联电路, 仅考核关联电路部分 。从图 3 可以看出, 加油机主体上部 150mm 为 安全区域, 因此在安全区域可以放置非防爆电气设备, 如加油机的电源、控制板和照明灯具等电 路, 而防爆电气设备如防爆电机、防爆电磁阀、油 枪开关和计量传感器等放置在加油机主体下部的危险区域内。由此可见, 该种类型的加油机防爆系 统设计关键在于: 加油机电脑部分与加油机主体部分之间保证隔离 150mm 的空间, 形成一个通 风通道。 该种加油机防爆系统结构图见图 4。该种类型加油机防爆检验如下:1. 检查加油机上下隔离距离是否符合大于150mm 。2. 检查加油机上部 ( 电脑税控部分) 与下部(防爆电气部件) 隔离密封是否良好, 电缆引入、引出是否符合 GB 3836. 1-的规定。83 中有关电缆引入装置3. 检查加油机上部与下部输油管密封是否良好, 应该用耐老化橡胶圈密封或环氧树脂浇封。4. 检查加油机上部电脑税控箱的防护性能。5. 对于置于危险区的电气设备及其布线, 以 及与防爆性能有关的部件要求, 可参考本文中第四章相关要求。23 1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2000 年第 1 期电 气防 爆总第 139 期注: 1. 加油机上部与下部隔离 150mm 的空间根据是 GB 50156-92小型石油库及汽车加油站设计规范第 3. 8. 9 条的规定。2. 加油机上部与下部所采用的电缆引入方式应严格按 GB 3836. 1- 83爆炸性环境用防爆电气设备 通用要求第 14 条规定处理。3. 加油机上部与下部的导线管和输油管密封应采用橡胶圈或环氧树脂灌封方式。图 4 上下隔离 150mm 防爆系统结构图产设计厂家和关心加油机整机防爆检验的人员参考。六、结束语燃油加油机作为一个整体防爆系统, 不能仅 对某些防爆部件诸如本安设备、防爆盒、防爆电 机、防爆电磁阀等其他部件单独取得防爆合格证, 就把它们任意组装成一台加油机, 而忽视了整机 防爆系统的性能, 这明显达不到防爆系统的整体 安全性, 这样的加油机往往留有事故隐患。必须对 包括所有与防爆性能有关的电气、机械部件、配线 及其相互连接进