浅议防爆电气设备现状和未来的发展趋势

浅议防爆电气设备现状和未来的发展趋势【摘要】本文首先指出了我国防爆电气设备发展的现状，然后，结合我国防爆电气行业中存在的一些问题，提出了一些针对性建议，其次，分析了国外防爆电气设备发展趋势，着重探讨了防爆电机、防爆电器、防爆灯具以及防爆仪表的发展趋势，最后，作者结合我国防爆电气设备发展的现状谈了谈我国防爆电气设备的未来发展的趋势。【关键词】防爆电气；设备；发展趋势引言在我国,工厂防爆电气生产格局基本形成,进入了平衡发展时期。相应的标准不断得到完善,如GB50058-1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(以下简称《电力规范》),以及十大类防爆电气设备均有产品标准,但仍存在防爆电机产品种类单一,结构不合理、产品质量不稳定等缺点。并且,在一些经济欠发达地区,人们普遍对电气火源的认识不足,在易燃易爆场所选用防爆电气大多并未按《电力规范》进行选择。为更进一步引起人们对防爆电气设备和技术的重视,更好地预防危险环境电气火灾,有必要对其进行研究,以提出正确合理的改进措施,从而提高厂用防爆电气的防火能力,降低发生重特大火灾的频率,最大限度的保证人民群众的生命财产安全。同时，如何把握未来防爆电气设备的发展趋势，也是值得我们深思的一件事。一、我国防爆电气设备的发展现状改革开放后的20多年来,我国防爆电气设备制造行业得到了迅速发展,无论是产品品种,还是产品技术水平方面都取得了长足的进步。有一套防爆型式完善的基础防爆标准,建立了适应我国经济发展需要的防爆电气工业体系,为我国煤炭、石油、化学等工业部门的高速发展作出了巨大贡献。目前,我国防爆电气产品行业的总体状况是好的,发展前景是令人鼓舞的。从我国改革开放的1979年至今，我国的防爆电气行业向着高质量、高水平、多品种的方向发展。矿用防爆电器产品向真空化、大容量、组合化发展,微电子技术开始在矿用防爆电器产品中应用。工厂用防爆电产品为满足不同用户和不同场所要求,向多品种发展,同时发展粉尘防爆电器产品。1983年对原GB1336-1977《防爆电气设备制造检验规程》进行了修订,修订后的GB3836-1983《爆炸性环境用防爆电气设备》构架和技术内容方面在总结国内积累经验的基础上采用了当时欧洲EN标准的许多规定，根据积极采用IEC标准的原则,对GB3836-1983系列标准进行了修订,制订出GB3836·1-2000《爆炸性气体环境用电气设备》系列国家标准,实施至今。在防爆电器产品的安装使用和维护修理方面,我国先后制订、发布了爆炸危险场所分类、爆炸危险场所电气设备安装、检查和维护以及修理和大修方面的国家标准,这些标准中一些是等同采用相应的IEC标准,一些是等效或修改采用。这些标准对爆炸危险场所电气设备的安全使用起到了很大作用。同时我国还根据自己的国情制定了许多防爆电气产品的使用标准,基本上形成了较完善的防爆电气标准体系。二、我国防爆电气行业中存在的问题虽然经过近几十年的发展,防爆电气行业已经形成了较完整的科研、设计、制造、检测体系,可生产适用煤矿和工厂各种爆炸危险场所的各种防爆级别和不同温度组别的防爆电器产品。目前,国内的防爆电气设备制造行业95%以上为民营、乡镇、个体企业,一些资历雄厚的企业生产出的产品种类、结构、性能方面都比较先进,质量也比较稳定,及产品主要用于国内营销仅有部分出口。但也有部分生产规模较小,技术、工艺、设备相对比较薄弱,产品质量不稳定。近年来由于我国防爆技术标准化工作逐步与国际接轨,虽然在防爆技术的应用水平方面有了一定的改善和提高,但是由于长期以来人们安全意识淡薄、安装施工人员又缺乏专业防爆知识,在防爆电气设备的应用安全方面还存在着许多不够乐观、不尽人意的地方特别是随着进一步改革开放,大量国外防爆电气设备纷纷进入我国市场,常常出现一个项目采用了多个国家的防爆产品,由于各国在防爆设备的设计和安装方而存在一定的差异,本身又未经国家指定的防爆检验机构认证,加上安装人员对国外标准规范不够熟悉,最终致使安装的防爆电气设备严重不符合防爆要求的情况时有发生。据不完全统计,就为危险化学品生产企业安全生产许可证实施的100多个检查项目而言,约有90%左右的项目或装置存在有不同程度的防爆安全隐患,严重威胁着国民经济持续健康发展。三、防爆电气设备的改进措施（一）完善标准法规,加强宣贯力度防爆电气设备国家标准和法规是我们对防爆电气设备实施管理的主要依据,其内容的完善与否将直接影响到管理效果。然而,我国于1987年颁布的《中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程》试行稿尚未上升为国家正式规范,现行GB3836系列标准已16年没有修订过。所有这些都直接制约了我国防爆水平的提高,阻碍了我国防爆技术与国际接轨。为此,当前首要解决的问题是应尽快修订和完善国家防爆技术标准和相应的安全规程,努力做到防爆及其管理技术标准化与国际接轨。其次,要加大对标准规范的宣贯力度,在政府部门的统一协调下,充分发挥各专业学术团体、研究机构和社会媒介的作用,认真做好国家对电气设备防爆问题政策法规的宣传工作,力求使各主要安全职能部门在电气设备防爆问题上做到认识统一、制度落实、职责分明、管理规范、安全实效。（二）提高防爆电气设备的质量当前,防爆电机行业恶性竞争带来的假冒伪劣产品泛滥的危害,已到了必须严格整顿的时候。为促进行业发展,要坚决做到:严格控制行业发展规模,限制新增生产企业数量；强化防爆电机生产许可证的管理,提高市场准入门槛。对所有种类的防爆电气设备要加强质量抽检和市场执法,严厉打击伪劣假冒产品,大力开发高效节能、高可靠性、大型增安型和绿色环保节能防爆电气产品的发展。有针对性地开发出口国际市场的防爆电气设备,统一防爆电气相应产品标准,鼓励产品进入国际市场竞争。（三）努力推进我国防爆认证体系与国际接轨加强国际交流与合作,加速我国防爆认证体系与国际接轨已逐渐成为一种必然趋势。目前,我国对认证防爆电气设备生产环节的质量保障措施是极不够的。根据现行国家标准,对防爆电气设备的认证仅局限于对产品设计文件和样品的认可,不涉及对防爆电气设备生产条件的审查,不管产品制造厂是否具有必备的生产条件,只要其产品设计和所提供的样品符合标准要求(有的工厂的设计文件和样品可能是买来的),防爆合格证一发就管5年实践表明,这种认证制度根本无法控制产品与认可的设计文件的一致性,使出厂防爆产品的质量可能处于严重的失控状态。目前,世界上各防爆检验机构,包括IECEx组织都在推行“产品型式检验+质保体系认可”的防爆认证制度。美国FM,英国BASEEFA,德国PTB等世界著名检验机构的实践表明,这种制度的实施将确保认可的设计文件在产品生产过程中得到持续有效地贯彻执行。为了更好地推进我国防爆认证技术与国际接轨,我们应尽快将这种防爆认证制度标准化并尽快付诸实施。四、国外防爆电气设备发展趋势未来几年内,防爆电气设备总的是向着数字化和智能化、网络通讯化、环保化、高效节能化、光机电一体化、功能模块化、高可靠性和高安全性等方面的趋势发展。（一）防爆电机国外防爆电机技术的发展促进了防爆电机产品的发展。如近年来发展较多的防爆电机,有高、低压隔爆型和增安型电机、无火花型和正压型电机、变速防爆电机、空冷或水冷防爆电机,还发展了一些高新技术的防爆电机产品,例如,变频调速防爆电机、高转速(8000r/min以上)和高滑差防爆电机和0区场所用特殊防爆电机或其他专用隔爆电机等。中小型防爆电机将向着多用途、多品种、多适应性发展；高效节能防爆电机、机电一体化电机将发展迅速；防爆质量高、可靠性高、寿命长、噪声低、重量轻、外型实用美观的防爆电机将大有市场。低压防爆电机是国外防爆电机市场上的主要产品,目前能代表世界防爆电机先进水平的公司有德国西门子公司、Schorch公司、F&G公司和瑞士ABB公司,其产品的先进水平主要体现在电机的整体可靠性指标高、节能指标高、安全性能好、电机效率高、噪声低、机电一体化等方面。高压电机方面,为了满足国内外市场对于节能、环保的需要,西门子公司在现有的额定功率达到3000kW的高压电机经验的基础上,新开发了H2compɑct产品。H2compɑct电机采用内部筋条冷却技术,使得防护等级IP54最大至3000kW,防护等级IP23最大至2500kW,转子为具有高可靠性和低杂散损耗的压铸铝笼；运用了可靠的轴承设计,轴承和联轴器不受转子产生的转向推力。以H2compɑct电机的创新技术为基础,制订了高压电机的新标准。H2compɑct产品中有适用于2区的“n”型防爆产品和“Exe”防爆产品。（二）防爆电器防爆电器方面,高可靠性、环保、智能化、网络化、可通信化、高效节能也将是今后发展的总趋势。现场总线技术的发展,不仅对仪表技术产生划时代的变革,同时对电器、特别是低压电器也产生着重大影响。目前,国外各大公司迅速推出可连接现场总线的、具有通信能力的低压电器,其中以德国SIEMENS公司最为突出。如SIEMENS3WN6万能式断路器,额定电流630—3200A,额定电压至690V,500V时分断能力至80kA,模块化结构,可根据各种系统的不同要求进行改型,小巧玲珑,并可通过PROFIBUS总线进行通信。专用型(大容量、高电压或频繁操作等)、模块组合化防爆电器将得到进一步发展。其中,防爆真空断路器将随着真空、灭弧室等技术的进步而向大容量化、高电压化、低过电压化、智能化、小型化和高可靠性方向发展。隔爆、增安和胶封复合防爆型开关、按钮等功能模块将在防爆电气产品中广泛被使用。（三）防爆灯具防爆灯具方面,可靠性高、耐腐蚀、寿命长、环保、高效节能、机电一体化、轻便、外形美观、安装维护方便将是国际发展的总趋势。如德国STAHL公司制造的用于特殊环境的T2LUX6030防爆灯具,防爆标志ExedmIICT4,采用电子镇流器无闪启动,与其他灯具相比节省运行费用,可延长双脚灯管使用寿命达50%；外壳采用玻璃纤维加强的聚脂外壳以及耐冲击的聚碳酸脂圆筒罩,具有极高的稳定性和强度,同时又美观大方；防护等级IP68；灯具设有一铰接式盖板,通过中心锁定装置才可将其打开,具有较高的安全等级；接线端子以及功能部件和灯座均安装在承接板上,该板可以很容易地取出,更换灯管几分钟就可完成,并且接线十分容易,简化了安装、维护工作。（四）防爆仪表今后一个时期,在自动化领域里,现场总线及其智能化仪表将会成为主导技术,这一点已成为学术界和企业界的共识。具有现场总线通讯能力的智能化现场仪表是现场总线系统的本质特征,智能化、数字化、通讯化已成为全球仪表行业的发展趋势。当前,防爆仪表行业发展的方向主要为开发研制更适应于总线防爆系统的仪表产品,如各类耦合器(段耦合器、透明型耦合器、智能型耦合器等)、中继器、现场仪表以及总线电缆等。另外,为实现可持续发展战略,环保、节能也将是防爆电气产品发展的主要方向。开发研制自身环保型(如无氟冷冻产品、低噪声、低辐射电气)和用于环保目的的防爆电气产品(如污水处理设备、化工资源回收设备、化工防腐防锈设备等),以及高效、节能的产品等将会成为行业发展的一个亮点。美国从节省能源出发,已把节约电能列入国家的法规。现代电子技术已经逐渐渗透进了防爆电气领域,可以说,电子技术的日趋完善,给防爆电气产品的安全性能和可靠性能赋予了新的生命力。光机电一体化技术在防爆电气领域将得到更广泛使用。如防爆同步电动机、变频防爆电机、光纤防爆液位计、智能防爆电器等。五、我国防爆电气设备的未来发展的趋势展望（一）防爆电气设计方法新动态防爆电气设备的研发设计是根据其爆炸时一系列的变化分析综合所得,随着市场需求数量和种类的加大,防爆电气设备的需求也驱于多样化,对防爆电气设备的设计也有了新的计算方法,如COSMOSWORKS及有限元素方法(FEM)方法等,COSMOSWORKS是一个与SolidWorks完全集成的设计分析系统。用模拟模型代替昂贵的现场测试,可快速测试许多概念和情形,减少产品开发周期,从而快速改进产品[11]。FEM是一种用于工程设计的数字方法,适合使用计算机来实现。FEM将模型划分为许多称作要素的简单小块形状,从而有效的用许多需要同时