Вентиляторы взрывозащищенные

Вентиляторы взрывозащищенные: классификация, конструкция, применение и выбор

Взрывозащищенные вентиляторы представляют собой специализированное оборудование, предназначенное для обеспечения принудительной вентиляции, воздухообмена, охлаждения или удаления вредных веществ во взрывоопасных зонах. Их основная задача – эффективное выполнение своих функций без создания риска воспламенения окружающей горючей атмосферы, которая может состоять из газов, паров, туманов или горючих пылей. Конструкция, материалы и принципы работы таких вентиляторов строго регламентированы национальными и международными стандартами, такими как серия МЭК 60079, ATEX в Европейском союзе и ГОСТ Р в Российской Федерации.

Классификация взрывоопасных зон и уровни взрывозащиты оборудования

Выбор взрывозащищенного вентилятора начинается с определения класса взрывоопасной зоны, в которой он будет эксплуатироваться. Классификация основана на частоте и длительности присутствия взрывоопасной смеси.

Классификация по ГОСТ Р МЭК 60079-0-2011 (для газов, паров, туманов — Group II):

• Зона 0: Зона, в которой взрывоопасная газовая смесь присутствует постоянно или в течение длительных периодов.
• Зона 1: Зона, в которой существует вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации.
• Зона 2: Зона, в которой маловероятно присутствие взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации, а если она возникает, то сохраняется лишь в течение короткого времени.

Классификация для горючих пылей (Group III):

• Зона 20: Облако горючей пыли в воздухе присутствует постоянно, часто или в течение длительных периодов.
• Зона 21: Облако горючей пыли в воздухе может иногда образовываться в нормальных условиях эксплуатации.
• Зона 22: Облако горючей пыли в воздухе маловероятно в нормальных условиях эксплуатации, а если и возникает, то лишь на короткий период.

Для каждой зоны предусмотрено оборудование с соответствующим уровнем взрывозащиты (Ex).

Соответствие уровня взрывозащиты (Ex) и зоны установки

Уровень взрывозащиты оборудования	Допустимая зона установки (газы/пары)	Допустимая зона установки (пыли)	Принцип обеспечения безопасности
«Особовзрывобезопасный» (Ex ia, Ex ma)	0, 1, 2	20, 21, 22	Искробезопасная цепь. Обеспечивает защиту даже при двух неисправностях.
«Взрывобезопасный» (Ex d, Ex tb, Ex ib, Ex mb)	1, 2	21, 22	Взрывонепроницаемая оболочка (Ex d) или защита оболочкой (Ex tb). Выдерживает внутренний взрыв.
«Повышенная надежность против взрыва» (Ex nA, Ex nR, Ex tc)	2	22	Отсутствие искрения, повышенная защита от поверхностного нагрева, ограничение энергии.

Конструктивные особенности и виды взрывозащищенных вентиляторов

Конструкция вентилятора зависит от выбранного вида взрывозащиты, аэродинамической схемы и назначения.

1. По виду взрывозащиты:

• Взрывонепроницаемая оболочка (Ex d): Наиболее распространенный тип для мощных вентиляторов. Корпус, электродвигатель и внутренние компоненты заключены в массивную оболочку, способную выдержать давление внутреннего взрыва без деформации и предотвратить передачу пламени во внешнюю среду. Фланцевые соединения имеют специальные лабиринтовые уплотнения (искробезопасные пути).
• Искробезопасная цепь (Ex i): Применяется для управления вентилятором. Электронная схема управления (частотный преобразователь, датчики) ограничивает энергию в цепи до уровня, недостаточного для воспламенения. Сам вентилятор при этом может иметь защиту Ex d или Ex e.
• Защита вида «е» – повышенная безопасность (Ex e): Дополнительные меры для предотвращения возникновения чрезмерных температур, дуги и искрения в нормальном режиме работы. Применяется к клеммным коробкам, корпусам электродвигателей.
• Защита оболочкой (Ex t) для пылевой среды: Оболочка предотвращает проникновение горючей пыли внутрь и обеспечивает защиту от перегрева поверхности. Маркировка Ex tb или Ex tc.

2. По аэродинамической схеме и назначению:

• Осевые (крышные, канальные): Воздушный поток движется вдоль оси вращения рабочего колеса. Характеризуются высоким КПД и большим расходом при умеренном давлении. Применяются для общей вентиляции помещений, на крышах зданий, в воздуховодах.
• Радиальные (центробежные): Воздух поступает вдоль оси, а выходит радиально под углом 90°. Создают более высокое давление. Используются в системах аспирации, для транспортировки воздушно-пылевых смесей (с искробезопасными колесами), в системах дымоудаления.
• Пылевые взрывозащищенные: Специальная конструкция радиальных вентиляторов с усиленными, часто открытыми, лопатками рабочего колеса, износостойкими покрытиями и защитой от статического электричества. Предназначены для работы в зонах с горючей пылью (Zones 21, 22).
• Вентиляторы местных отсосов (ВЗО): Компактные переносные или стационарные установки для удаления вредных выделений непосредственно у источника их образования (сварочный дым, пары растворителей).

Ключевые компоненты и материалы

• Корпус и рабочее колесо: Изготавливаются из материалов, не создающих искр при ударе. Чаще всего применяются алюминиевые сплавы (для зон с газами группы IIA, IIB), реже – медные сплавы, нержавеющая сталь или специальные покрытия. Для пылевых зон (IIIC) используются антистатические материалы.
• Электродвигатель: Полностью соответствует типу взрывозащиты вентилятора (Ex d, Ex e, Ex t). Имеет термозащиту, класс изоляции не ниже F, степень защиты IP от 54 до 66. Мощность и конструкция (например, с внешним обдувом) подбираются с учетом возможности работы в требуемом диапазоне температур.
• Статические элементы (заземление): Обязательно наличие надежной системы заземления для отвода статического электричества, возникающего при движении воздуха или пыли.
• Кабельные вводы: Используются только сертифицированные взрывозащищенные сальники (уплотнительные муфты), соответствующие типу кабеля и оболочки.

Маркировка взрывозащищенного вентилятора

Маркировка содержит всю необходимую информацию для правильного выбора. Пример маркировки по ATEX/IEC: II 2G Ex db IIB T4 Gb / II 2D Ex tb IIIC T135°C Db

• II – Оборудование группы II (для поверхностных установок, кроме шахт).
• 2G / 2D – Категория оборудования (2 – для зон 1/21 или 2/22).
• Ex db / Ex tb – Вид взрывозащиты (взрывонепроницаемая оболочка для газов / защита оболочкой для пыли).
• IIB / IIIC – Подгруппа взрывоопасной смеси (газы: IIA, IIB, IIC; пыли: IIIA, IIIB, IIIC). IIC – наиболее строгая (водород, ацетилен).
• T4 / T135°C – Температурный класс (максимальная температура поверхности оборудования). Для газов: T1 (450°C)…T6 (85°C). Для пыли – указывается конкретное значение.
• Gb / Db – Уровень защиты (Equipment Protection Level). Gb – для газов (зоны 1,2), Db – для пыли (зоны 21,22).

Критерии выбора и особенности монтажа

Выбор вентилятора осуществляется на основе технико-экономического расчета, который включает:

1. Анализ среды: Определение класса зоны, группы и подгруппы взрывоопасной смеси, температурного класса.
2. Аэродинамический расчет: Определение требуемой производительности (м³/ч) и полного давления (Па) с учетом сопротивления сети (воздуховоды, фильтры). Построение рабочей точки на характеристике вентилятора.
3. Конструктивное исполнение: Выбор типа вентилятора (осевой/радиальный), материала исполнения (алюминий, нержавеющая сталь), способа монтажа (на опоре, на раме, крышной).
4. Электроснабжение и управление: Напряжение сети (380В, 660В), наличие частотного преобразователя для регулировки производительности (обязательно с соответствующей взрывозащитой Ex d или Ex i).
5. Климатические условия: Степень защиты IP, диапазон рабочих температур, коррозионная стойкость.

Монтаж и обслуживание должны проводиться строго в соответствии с руководством по эксплуатации и правилами ПУЭ, ПТЭЭП. Особое внимание уделяется:

• Прочности и герметичности соединений воздуховодов.
• Надежности заземления корпуса и всех металлических элементов.
• Целостности взрывонепроницаемой оболочки и кабельных вводов.
• Регулярной очистке рабочего колеса и внутренних полостей от загрязнений (особенно важно для пылевых вентиляторов).
• Контролю температуры подшипников и вибрации.

Области применения

Взрывозащищенные вентиляторы являются критически важным оборудованием для обеспечения безопасности на объектах нефтегазохимической, горнодобывающей, металлургической, деревообрабатывающей, фармацевтической, лакокрасочной и пищевой промышленности. Конкретные примеры:

• Нефтеперерабатывающие заводы и нефтебазы: вентиляция насосных, компрессорных, емкостей хранения.
• Химические производства: удаление паров растворителей, обеспечение воздухообмена в реакторных отделениях.
• Угольные шахты и обогатительные фабрики: аспирация угольной пыли, общеобменная вентиляция.
• Элеваторы, зернохранилища, комбикормовые заводы: вентиляция зон с взрывоопасной мучной и зерновой пылью.
• Малярные цеха, окрасочные камеры: удаление взрывоопасных паров ЛКМ.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается обычный промышленный вентилятор от взрывозащищенного?

Взрывозащищенный вентилятор отличается комплексом конструктивных решений, исключающих возможность воспламенения окружающей среды: искробезопасные материалы корпуса и рабочего колеса, взрывонепроницаемая оболочка или иной вид защиты электродвигателя и внутренних компонентов, специальные уплотнения, система заземления для отвода статического электричества и обязательная сертификация в аккредитованных органах.

Можно ли установить вентилятор с маркировкой Ex d IIB T4 в зоне с присутствием водорода (подгруппа IIC)?

Нет, категорически запрещено. Оборудование, сертифицированное для подгруппы IIB, не может применяться для сред подгруппы IIC, так как последняя имеет более строгие требования (водород, ацетилен). Для зон с IIC средой необходимо оборудование с маркировкой Ex d IIC или Ex de IIC.

Как часто нужно проводить техническое обслуживание взрывозащищенного вентилятора?

Периодичность ТО устанавливается производителем и должна быть отражена в паспорте изделия. Как правило, ежесменно проверяется отсутствие вибрации и посторонних шумов. Плановое ТО с очисткой, проверкой заземления, затяжкой болтовых соединений и контролем состояния изоляции проводится не реже 1 раза в 6-12 месяцев. Все работы должны фиксироваться в журнале.

Разрешается ли самостоятельная модификация или ремонт взрывозащищенного вентилятора?

Любые несанкционированные изменения конструкции (сверление отверстий, замена компонентов на несертифицированные, изменение электрической схемы) приводят к аннулированию сертификата взрывозащиты и делают эксплуатацию оборудования незаконной и крайне опасной. Ремонт должен выполняться специализированной сервисной организацией, имеющей право проводить такие работы, с использованием оригинальных запасных частей.

Что означает температурный класс T4 и почему он важен?

Температурный класс T4 означает, что максимальная температура любой поверхности вентилятора в нормальном режиме работы и при условиях перегрузки, указанных изготовителем, не превысит 135°C. Это критически важно, так как температура воспламенения многих газов и паров лежит в диапазоне 200-300°C. Использование оборудования с неподходящим температурным классом (например, T3 с max 200°C) в среде с низкой температурой воспламенения может привести к взрыву из-за нагрева поверхности.

Обязательно ли заземлять взрывозащищенный вентилятор, даже если он установлен на металлической конструкции?

Да, обязательно. Вентилятор должен быть подключен к отдельному, надежному контуру защитного заземления с помощью отдельного заземляющего проводника (обычно желто-зеленого цвета), присоединенного к специальной заземляющей клемме на корпусе. Надеяться на контакт через опорную конструкцию недопустимо, так как со временем он может ухудшиться из-за коррозии или вибрации, что приведет к накоплению статического заряда.