在煤矿井下、化工厂房、粮食仓库、石油炼化等存在可燃性气体、粉尘或蒸汽的环境中,普通的电子皮带秤存在引燃爆炸的安全隐患。因此,在这些危险场所必须使用符合国家防爆标准的防爆型电子皮带秤。本文将系统介绍防爆皮带秤的防护等级分类、设计要点和典型适用场景。
苏衡测控(徐州,2012年成立)为煤矿、化工等高风险行业提供定制化防爆称重解决方案。
一、防爆基础概念与等级划分
1.1 防爆标识解读
中国防爆电气设备标准主要遵循GB 3836系列,防爆设备铭牌上会标注完整防爆标识。以"Ex db ⅡC T4 Gb"为例:Ex表示防爆设备,d表示隔爆型,b表示保护级别,ⅡC表示Ⅱ类C级气体组别(氢气、乙炔等最危险气体),T4表示最高表面温度不超过135℃,Gb表示用于1区的高保护级别。
1.2 两大主流防爆型式
| 对比维度 | 隔爆型(Ex d) | 本安型(Ex i) |
|---|---|---|
| 防爆原理 | 外壳能承受内部爆炸而不损坏,且阻止火焰传播到外部 | 限制电路能量,使产生的火花和热效应不足以引燃爆炸性环境 |
| 适用区域 | Zone 1(1区)及以上 | Zone 0(0区)、Zone 1(1区) |
| 设备重量 | 较重(需要坚固外壳) | 较轻 |
| 维护要求 | 停电后方可开盖检修 | 可在带电状态下维护(需使用安全栅) |
| 成本 | 中高 | 较高(需配安全栅) |
| 皮带秤典型应用 | 仪表、接线盒的隔爆外壳 | 称重传感器、速度传感器的本安回路 |
防爆皮带秤通常采用"隔爆+本安"的复合方案:仪表和电源部分采用隔爆型外壳(Ex d),传感器信号部分采用本安型电路(Ex ia),两者之间通过安全栅进行隔离。这是性价比和安全性兼顾的最佳方案。
二、防爆皮带秤的设计要点
2.1 电气设备的防爆处理
- 称重仪表:安装在隔爆型仪表箱内,箱体采用铸铝合金或钢板焊接结构,所有接合面按隔爆面公差加工,接线引入口使用防爆电缆引入装置
- 称重传感器:必须选用本安认证型号,传感器与仪表之间接入隔离式安全栅,限制进入危险区的能量
- 速度传感器:优先选用无源磁电式传感器(无需外部供电),如需有源传感器则必须通过本安认证
- 接线盒:使用防爆型接线盒(Ex e增安型或Ex d隔爆型),内部接线端子需有防松措施
2.2 电缆布线与接地
防爆区域的电缆布线有严格规范:本安回路电缆与非本安电缆必须分开敷设,间距不小于50mm,或用金属隔板隔离;本安电缆应为蓝色护套以便识别;所有电缆金属铠装层和屏蔽层必须在安全区一侧单端接地。接地系统必须可靠,接地电阻不大于4Ω。
2.3 机械结构注意事项
物料输送过程中可能产生静电积聚,皮带秤秤架和滚筒需设置可靠的静电导出装置。秤架与输送机金属结构之间应有良好的电气连接(跨接),防止因不同金属摩擦或物料冲击产生静电火花。滚动轴承部位需考虑防止因轴承过热成为点燃源的防护措施。
防爆设备严禁在带电状态下开盖操作(本安回路除外)。任何涉及防爆设备的维修、改造,必须由具有防爆资质的专业人员执行,改造后需重新进行防爆性能检验。私自更换非防爆部件将导致防爆认证失效并面临安全处罚。
三、典型行业适用场景
| 行业 | 危险介质 | 危险区域分区 | 推荐防爆型式 | 皮带秤应用场景 |
|---|---|---|---|---|
| 煤矿井下 | 瓦斯(甲烷)、煤尘 | Zone 1 | Ex d Ⅰ Mb(矿用隔爆) | 井下原煤皮带计量、洗煤厂配煤称重 |
| 化工厂 | 苯、甲苯、乙醇蒸汽 | Zone 0/Zone 1 | Ex d ⅡB T4 + Ex ia | 粉体原料输送计量、成品包装称重 |
| 粮食仓储 | 谷物粉尘(爆炸性粉尘) | Zone 21/Zone 22 | Ex tD ⅢC(粉尘防爆) | 进出仓皮带称重、转运点计量 |
| 石油炼化 | 油气蒸汽、硫化氢 | Zone 1/Zone 2 | Ex d ⅡC T4 + Ex ia | 焦炭输送计量、硫磺成型称重 |
| 制药厂 | 乙醇、丙酮蒸汽 | Zone 1 | Ex d ⅡB T4 + Ex ia | 原料药粉体输送计量 |
四、选型与合规建议
4.1 选型流程
- 确定危险区域等级:委托有资质的单位进行危险区域划分,出具正式分区图
- 确认危险介质特性:明确存在的可燃气体/粉尘种类、引燃温度、爆炸极限
- 选择匹配的防爆型式:根据分区等级和介质组别,选择对应防爆等级的皮带秤设备
- 核查防爆合格证:要求供应商提供国家认可的防爆检验机构出具的防爆合格证
- 设计审查与验收:整套防爆系统安装完成后,需由安监部门或第三方进行防爆安全评估
4.2 运行维护制度
建立防爆设备台账和定期检查制度,重点检查:隔爆面是否完好(无锈蚀、划伤)、密封圈是否老化、接地电阻是否达标、安全栅是否正常工作。每次检修后应恢复防爆结构原状,并记录在案。建议每半年进行一次全面防爆安全检查。