一、概述与定义
防爆地磅秤,是一种专门设计用于存在可燃性气体、蒸气、粉尘与空气形成的爆炸性混合物的危险场所的电子汽车衡。其核心设计目标并非防止地磅本身发生爆炸,而是通过一系列综合性的技术措施,确保地磅在正常使用或规定的故障条件下,不会成为引爆周围危险环境的点火源。它是在传统高精度电子地磅基础上,深度融合防爆安全技术的产物,是化工、石油、燃气、制药、粮油加工等涉及易燃易爆物料称重环节的关键安全设备。
二、核心防爆原理与技术标准
防爆地磅秤的防爆原理并非单一技术,而是一个系统工程,其理论基础是消除构成燃烧与爆炸的三个必要条件(点火源、可燃物、助燃物)中的“点火源”。在危险场所,可燃物(危险物质)的存在是工艺所决定的,助燃物(空气)也无法消除,因此,途径就是严格控制和消除设备可能产生的各种点火源。
这些潜在的点火源主要包括:
电火花、电弧:在电路接通、断开或发生短路时产生。
热表面:设备在运行中因电流热效应或摩擦产生的高温表面。
静电:物料流动、摩擦等过程产生的静电荷积聚后放电。
为此,国际和国内形成了一整套严格的防爆技术标准体系,如国际电工委员会的IEC60079系列标准、中国的GB3836系列标准(等同采用IEC标准)。防爆地磅秤的设计、制造、检验和安装必须符合这些标准的规定。
三、主要防爆型式及其应用
针对不同的潜在点火源和危险环境等级,防爆地磅秤主要采用以下几种主流的防爆型式,通常是它们的组合应用:
本质安全型(Exi):
原理:对连接在危险区域的称重传感器、接线盒等设备的电路进行专门设计,将其在正常工作和规定故障状态下的电能量(电压、电流)限制在极低水平,使其产生的任何电火花或热效应均不足以引燃特定的爆炸性气体混合物。
应用:这是防爆地磅秤核心、常用的防爆型式。通常,安装在危险区域的称重传感器、接线盒被设计为本安型(Exi)设备。它们本身是“安全”的,即使内部发生短路等故障,也不会释放足够的能量引燃环境。
隔爆型(Exd):
原理:将可能产生电弧、火花或高温的部件(如称重仪表)封装在一个具有足够机械强度的坚固外壳内。即使壳内发生爆炸,外壳也能承受爆炸压力而不损坏,并能通过接合面的缝隙“熄焰”和冷却爆炸产物,防止其传播到壳外,从而不会引燃周围环境。
应用:通常用于称重显示仪表和安全栅的箱体。这些设备内部电路复杂,功率相对较高,采用本安型设计难度大,故采用隔爆型封装。
浇封型(Exm):
原理:将可能产生点燃能力的电气元件(如接线盒内的电路)用树脂类浇封化合物牢固地封装起来,使其与爆炸性环境隔离,从而防止元件产生火花、电弧或过热表面引燃环境。
应用:常用于防爆接线盒的内部电路保护。
典型系统构成:一个完整的防爆地磅秤系统通常由“本安型(Exi)称重传感器+本安型(Exi)或浇封型(Exm)接线盒”置于危险区域,通过专用电缆连接到置于安全区域的“隔爆型(Exd)称重仪表”或通过“本质安全栅”连接到普通仪表。安全栅的作用是限制从安全区域传入危险区域的能量,是本安系统的关键组成部分。
四、关键结构与技术要求
除了电气防爆措施,地磅的机械结构与安装同样需满足防爆要求:
材质与结构:秤台、传感器等应有良好的接地措施,以防止静电积聚。结构设计应避免尖锐棱角,减少粉尘积聚。
电缆与布线:连接电缆需使用适合的防爆类型,如重型铠装电缆或通过防爆挠性管连接。布线路径和密封必须符合防爆标准。
防爆等级标识:每台设备上必须有清晰的防爆标志,如ExiaIICT4Ga。其中:
Ex:防爆标志。
ia:防爆型式(本安型,a等级)。
IIC:气体组别(代表可应用于氢气、乙炔等最易爆气体环境)。
T4:温度组别(设备最高表面温度不超过135°C)。
Ga:设备保护级别(适用于0区,爆炸性环境持续或长期存在的区域)。
五、应用领域与重要性
防爆地磅秤广泛应用于以下危险场所:
石油化工:原油、成品油、液化气、化工原料的贸易结算与库存管理。
制药与食品:涉及酒精、溶剂等易燃物料的称重。
矿业与冶金:煤矿、金属粉末加工等存在可燃性粉尘的环境。
燃气与能源:液化天然气(LNG)、压缩天然气(CNG)的充装与运输。