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      內燃防爆叉車防爆技術論述
       
           摘要:叉車作為一種搬運機械,是實現物流機械化作業,減輕工人勞動強度,提高作業效率的主要工具之一。隨著現代經濟的發展,叉車的普及率愈來愈高。在石油、化工、軍工、醫藥、危化品物流、油漆等行業,對防爆叉車的使用也日漸普及化。而在一些使用頻率較高,作業時間較長或需要較長距離運輸的危險區域,內燃防爆叉車成了一種必不可少的作業設備。本文主要從內燃防爆叉車的防爆技術進行論述。
       
            關鍵詞:內燃防爆叉車 內燃防爆發動機防爆技術
       
             內燃防爆叉車作為爆炸性危險場所裝卸、堆碼和搬運貨物的重要作業設備,相比較于蓄電池防爆叉車,其具有強勁的動力性能,連續工作能力強,運行速度快,爬坡能力強等優點。特別適合在一些要求運輸距離長,道路坡度大的爆炸性危險場所使用。但是,同樣的相比較于蓄電池防爆叉車,內燃防爆叉車在防爆設計上的要求更加苛刻。蓄電池防爆叉車以蓄電池為動力源,在正常使用過程中,不容易產生明火,并且溫升也是相對緩慢。而內燃防爆叉車以內燃機為動力,依靠燃料燃燒做功產生動力,在正常使用過程中發動機缸體內產生爆炸燃燒,并且燃燒后會產生高溫。因此,在內燃防爆叉車的防爆設計中,解決內燃機的防爆設計至關重要。下面就以柴油發動機為動力的內燃防爆叉車的防爆設計進行分析論述。
       
      一、內燃防爆叉車的防爆設計應與叉車的整機性能相輔相成。
            目前國內內燃防爆叉車主要有兩種類型:一是整機設計制造,二是在普通內燃叉車上進行防爆改裝,而且由于設計理念的不同,其技術性能也存在較大差異。但是不管是哪種類型的內燃防爆叉車,最終都是為了滿足客戶需求,實現在爆炸性危險場所內的搬運、裝卸和堆碼功能。因此,叉車本身技術性能差,即使有好的防爆設計也沒用,因為整機性能達不到要求;或者叉車本身性能好,但經過防爆改裝后造成整機性能的下降。這些都是不可取的。正是上述原因要求我們要確立內燃防爆叉車的整體性設計理念,把好的叉車設計和先進的防爆設計結合為一體,才能制造出整體性能優越的產品,這是一個相輔相成的關系。對內燃防爆叉車的設計性能要求要高于普通內燃叉車設計性能要求。
       
      二、柴油發動機的防爆設計
           柴油發動機的防爆設計是內燃防爆叉車防爆設計中的核心。柴油發動機的防爆設計的關鍵要解決以下幾個方面的問題。
      a.  柴油機進氣管直接通向柴油機燃燒室,燃燒時的火焰可能經過進氣系統高速回流至周圍大氣。
      b.  柴油機排氣系統有火焰和火花排放。
      c.  即使切斷燃油供給,柴油機因吸入可燃性物質仍可能繼續運轉,甚至超速失控。
      d.  柴油機運轉時高達300~500℃的排氣系統表面溫度以及其他部件的表面溫度已經超過了許多可燃性物質的引燃溫度。
      e.  柴油機的啟動電機和發電機也可能成為引燃源。
           根據GB 20800.1-2006《爆炸性環境用往復式內燃機防爆技術通則第1部分:可燃性氣體和蒸汽環境用Ⅱ類內燃機》標準的要求,為了解決柴油發動機燃燒室的火焰回流以及排氣中的火花和火焰,必須在發動機進氣系統和排氣系統中設置阻火器。發動機設置了阻火器以后就好比一個戴了口罩在跑步,渾身使不出勁,并且跑不快。同樣,發動機會造成進排氣不通暢,輸出扭矩下降,影響發動機做功。那樣會造成惡性循環,不但防爆性能會受到影響,對整機也會造成嚴重損害。而發動機在使用中不能達到正常的做功狀態,那么發動機燃燒就不充分,容易造成排氣阻火器阻塞,尾氣排放超標,發動機輸出扭矩不足,發動機溫升高等。在使用時,可能經常會出現整機最高溫度達到允許極限而停機。長此以往,不但叉車不能正常使用,而且對整機損傷很大,并且這種情況會越來越嚴重,最終導致發動機損壞甚至報廢。因此,阻火器的設計必須保證其通氣量高于發動機最大排量。其次,根據GB 20800.1-2006標準中的規定,阻火器必須能保證,發動機進氣歧管或排氣歧管內發生爆炸時,爆炸不能傳導到外部環境中。因而,阻火器不能采用消防上使用的只能阻止火焰通過,而不能阻止爆炸的阻火器。并且不管是使用于1區危險場所還是2區危險場所,阻火器的要求都是一樣的。
       
            發動機的溫度控制在發動機防爆設計中至關重要,發動機缸體內燃燒爆炸產生的高溫,及排出的溫度高達300~500℃的尾氣,都是高溫危險源。因此,必須在發動機機體、排氣出口處設置冷卻系統,將發動機排氣溫度下降至設計的溫度范圍內。冷卻系統的設計必須保障其可靠的降溫效果,不能采用隔熱措施來降低表面溫度。
       
      三、整機電氣系統的要求
           防爆叉車的電氣系統的布置必須是雙極制,即叉車電氣連接必須單獨形成回路,不能用車體作為負極使用,電氣回路與車體為絕緣。并且,防爆叉車的電氣連接接點都必須在防爆箱內,不能用防水接插件或一般的接插件進行電氣連接。利用先進的電子傳感控制技術,在電氣系統中至少應設置冷卻液超溫報警、排氣超溫報警、發動機機體超溫報警、機油壓力低壓報警、自動停機控制系統等智能傳感控制系統。對防爆叉車整機進行主動防護控制。
       
      四、防爆電氣部件的防爆設計要合理
            防爆叉車整機所用的所有防爆電氣部件都必須為防爆型。防爆形式可以為隔爆型"d"、增安型"e"、本安型"i"、澆封型"m"和特殊型"s"等。很多人在防爆設計中存在一個誤區,認為隔爆型的防爆形式是最安全可靠的,所以在對電氣部件進行防爆設計時,一味采用隔爆型的防爆設計,從而導致電氣部件的體積很大,很笨重,在整車車體內無法布置,必須外置,影響整機穩定能和美觀性。其實,在防爆設計中,任何的防爆型式,只要符合防爆性能要求,都能起到同樣的效果,我們需要根據不同的防爆部件采用合理的防爆型式。比如說,接線箱可以設計成隔爆型或增安型,但一般情況下,設計成增安型其體積和重量相比于設計成隔爆型都會大大降低。
       
      五、注重非電氣部件的防爆設計
            很多人認為,防爆設計中關鍵的電氣部件需要進行防爆處理,非電氣部件一般不會產生危險,不用進行防爆處理。但是,在實踐的防爆設計中,非電氣部件的防爆設計同樣重要。金屬部件摩擦或碰撞容易產生火花;塑料部件與空氣摩擦容易產生靜電,并形成靜電電弧;高速旋轉部件如果沒有進行防護,遇到其他物品觸碰時,會產生火花。比如,發動機飛輪和變速箱連接后,在變速箱上會開一個工藝窗,用來緊固變速箱和飛輪之間的螺栓。該窗口必須進行封閉,發動機飛輪在高速旋轉時,一旦有異物進入,會產生火花,從而引起爆炸危險。另外,比如貨叉,為了避免貨叉與地面或貨物碰撞引起火花,貨叉表面必須包覆不銹鋼,銅或橡膠等。還有在油漆的選用上,油漆不得含有鎂、鋁等輕金屬粉末。因為這些輕金屬粉末容易與空氣中的氧氣發生反應,從而出現危險。內燃叉車一般速度都比較快,車體與空氣摩擦產生的靜電不能直接用接地導電帶進行導除,導電帶在實際使用中會磨損,與地面接觸力不夠,靜電放電時可能會產生放電火花。我們平時可以看到一些大卡車,會在車體上拖一根導電帶,車子在行駛的時候,會產生大量火花,這種情況在爆炸性環境中就會非常危險。一般最好采用導靜電輪胎,因為輪胎與地面接觸可靠,并且一直與地面接觸,可以有效導出車體靜電。
       
            綜上所述,內燃防爆叉車的防爆設計應科學合理,綜合考慮整機性能與防爆性能,注重細節,不能片面從某一方面考慮問題,這樣才能設計出整機性能和防爆性能優越的內燃防爆叉車。
       
       
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