内燃机式防爆叉车示例解析

内燃机式防爆叉车依然是一种组合防爆型电气设备，作为工厂企业、海港码头等存在可燃性气体环境中广泛使用的短途运输工具。

内燃机式防爆叉车的防爆安全措施和防爆安全要求应该符合第10.3.2节所述的全部内容。

由于这种叉车的动力驱动装置是往复式内燃机，而且，内燃机是非电气设备，所以它的防爆技术采用一种所谓的“非电气防爆技术”。

在这里将专门讨论一下往复式内燃机的这种“非电气防爆技术”。

1.往复式内燃机上可能的点燃源

在往复式内燃机上，可能引起周围环境中可燃性气体点燃爆炸的主要点燃源包括：

（1）非电气放电点燃

在这里，非电气放电点燃主要是指危险温度点燃。

①内燃机上各部位的热表面。当它的温度超过极限温度（温度组别）时，便会引起点燃。

②排气管道排出的炽热气体流及其携带的火星。当它的温度超过极限温度（温度组别）时，便会引起点燃。

③内燃机的活动部件和旋转部件可能产生的机械火花。在适当的条件下，它会引起点燃。

（2）电气放电点燃

电气放电点燃主要是指内燃机附属的电气设备的放电点燃和绝缘部件可能产生静电的放电点燃。

①电气设备，包括蓄电池组、发电机、电动机、照明灯具、开关装置和控制装置等及其相关的连接电缆。

②静电电荷。

2.防爆型往复式内燃机的防爆结构和安全要求

根据往复式内燃机的具体结构和可能产生点燃的点燃源特征，我们将对它采用如下防爆技术措施（图10.3）。

（1）主体结构的防爆结构和安全要求

在往复式内燃机上，主体结构是指进气管道-气缸-排气管道等组成部分。这些部分的防爆结构和安全要求包括：

①进气口应该设置阻火器，以防止可能出现的回火蹿出进气管道；排气口除应该设置阻火器外还应该设置火星熄灭器，以防止排出的炽热气体携带着火星喷出排气口。

图10.3 往复式内燃机防爆结构示意图

Zh—阻火器 jG—进气管道 pG—排气管道 Xm—火星熄灭器 M—内燃机气缸

阻火器（参见第3.4.8节）应该使用耐腐蚀性材料[例如不锈钢（1Cr18Ni9Ti）]制成。排气口阻火器也可以使用所谓的“水基阻火器”，这是一种排气管道排出的炽热气体流和它所携带的火星通过“水”过滤后再排放到大气中的阻火器。这样，一可以降低排出气体的温度，二可以滤除排出气体所携带的火星。

火星熄灭器应该使用耐腐蚀性材料[例如不锈钢（1Cr18Ni9Ti）]制成。火星熄灭器捕获炽热颗粒和火星的最小捕获效率如表10.1所示。

表10.1 火星熄灭器最小捕获效率①

①引自GB 20800.1《爆炸性气体环境用电气设备用往复式内燃机防爆技术通则 第1部分：可燃性气体和蒸汽环境用Ⅱ类内燃机》。

②内燃机气缸亦应该制成隔爆外壳型防爆结构。

③进气管道和排气管道都应该制成隔爆外壳型防爆结构。

所谓“隔爆外壳型”防爆结构是一种非电气防爆技术的隔爆型非电气设备的防爆结构，和电气防爆技术的隔爆型电气设备一样，同样用符号“d”表示。但是，这种非电气防爆的隔爆型设备同电气防爆的隔爆型设备相比，稍微有一些不同，那就是这种设备内可能的点燃源是热表面或（和）机械火花，而不是电气放电火花和（或）电弧，至于防爆结构，它们则是一样的。

（2）辅助装置的防爆结构和安全要求

在往复式内燃机上，除上述的主体结构外，还有一些辅助装置。这些辅助装置同样应该具有合适的防爆结构，符合相应的安全要求。

1）低温起动装置

内燃机应该配置低温起动装置，保证内燃机（车辆）在较低温度下能够正常起动。低温起动装置应该安装在进气口阻火器的出口处紧靠气缸盖的位置。

2）空气预热装置

内燃机应该配置空气预热装置，保证内燃机（车辆）在较低温度下能够正常起动。空气预热装置应该安装在进气口阻火器的出口处。

3）进气增压装置

进气增压装置可以作为进气（排气）管道隔爆外壳的一部分，并须安装空气滤清器，防止外部固体颗粒进入增压装置中。(www.xing528.com)

4）曲轴箱

曲轴箱与有关隔爆外壳相连处应该设置阻火器。

5）机械起动装置

机械起动装置应该是预先啮合型的。

（3）电气单元的防爆结构和安全要求

往复式内燃机上还要配置必要的电气系统。这是一个小的有限直流电气网络。内燃机带动发电机发电，并将电能存储在蓄电池组中。发电机可以是直流的也可以是交流的；当是直流时，发出的电直接充入蓄电池组，当是交流时，发出的电经过整流后充入蓄电池组。

通常情况下，往复式内燃机电气系统的电压为24V（直流）。

1）蓄电池组

蓄电池组可以制成特殊型防爆电源装置（参见第8.3节），也可以制成隔爆型蓄电池组（铅酸蓄电池除外）。

2）发电机及电动机等用电器

发电机及电动机等用电器应该制成隔爆型防爆型式。

3）电气连接和布线

电气单元之间的连接采用双极式布线，即连接导线与内燃机机体（车体）金属结构保持绝缘。所有连接导线都应该避开高温部件和旋转部件，并用导管或护板进行保护。

3.自动安全控制装置

防爆型往复式内燃机应该设置一些自动安全控制装置，保证内燃机（车辆）在它超速时或（和）在它出现异常情况时发出报警和（或）停止运行。

自动安全控制装置包括自动停机装置和自动报警装置。

自动停机装置应该使内燃机（车辆）停止运行后只能靠手动复位方可重新起动（运行）内燃机（车辆）。

自动报警装置应该在内燃机出现下列任一种情况时发出报警：

①液冷系统中冷却液超温。

②润滑油压力低。

③水基火星熄灭器的水位低。

④水基阻火器的水位低。

⑤排出气体超温。

⑥风冷型内燃机表面温度过高。

4.试验

防爆型往复式内燃机应该在下列工况下进行温度测定试验：

●输出额定功率。

●空载且高怠速。

●在30s时间内，从低怠速加速到高怠速，继续运行。

内燃机应该在试验室环境条件下分别以上述3种工况连续运行直至温度稳定（即温度变化不大于2K/h）为止。每一种工况应该进行3次试验，且后一次试验必须在前一次试验后内燃机完全冷却至环境温度时再进行。

在试验时，需要连续监测内燃机上所有可能的发热温度，包括：

●内燃机的表面温度。

●冷却系统的温度。

●排出气体的温度。

●增压装置的温度。

此外，试验人员还应该实时监视自动安全控制装置的动作情况。

在试验结束时，以测得最高温度作为评价依据，不得超过它的温度组别的温度值。

内燃机式防爆叉车就是采用了这样的防爆型往复式内燃机作为动力驱动装置，当通过第10.3.5节所述的检查与试验后，即可允许运行在相应的爆炸性气体环境（1区、2区）中，作为短途运输工具。