爆炸性环境用往复式内燃机防爆技术通则第3部分：存在甲烷和（或）可燃性粉尘的地下矿区巷道用I类内燃机

爆炸性环境用往复式内燃机防爆技术通则第3部分：存在甲烷和（或）可燃性粉尘的地下矿区巷道用I类内燃机

国家标准 GB20800.3一2008 爆炸性环境用往复式内燃机防爆技术 通则第3部分:存在甲炕和或)可燃性 粉尘的地下矿区巷道用I类内燃机 Gemerallrulesfesplsionprotetechmiquesf receiproceatinginternalcombustioenginesforexplosive atmospheresPart3Group enginesforuseinunderground workingsssceptibletoiredampand/oreombustiledust 2008-05-20发布 2009-04-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管蹬委员会国家标准
GB20800.3一2008 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 安全要求和安全措施 安全要求和安全措施的检验 12 制造商向用户提供的资料 13 标志与铭牌 #+ 附录A资料性附录各种危险一览表 15 附录B规范性附录内燃机的工况和点燃源 附录c(资科性附录》本部分难条编号与N1812:2w0难条编号对照 览表 附录D(资料性附录)本部分与EN1834-2;2000技术性差异及其原因 20
GB20800.3一2008 前 言 本部分的全部技术内容为强制性的 本部分在GB20800《爆炸性环境用往复式内燃机防爆技术通则》总标题下,包含以下部分: 第1部分;可燃性气体和蒸气环境用类内燃机 第2部分可燃性粉尘环境用类内燃机; 第3部分:存在甲炕和(或)可燃性粉尘的地下矿区巷道用I类内燃机 本部分是GB20800的第3部分 本部分是根据欧洲标准EN1834-2;2000K往复式内燃机潜在爆炸性环境用内燃机设计制造安全 要求第2部分:存在甲婉和(或)可燃性粉尘的地下矿区巷道用I类内燃机英文版)制定的,在技术 内容上,修改采用EN1834-2:2000,在编写格式上,符合GB/T1.l一2000《标准化工作导则第1部 分;标准的结构和编写规则》和GB/T20000.2一2001《标准化工作指南第2部分;采用国际标准的规 则》的规定 本部分在起草时，考虑到我国国情,删除了如下内容;前言、序言,附录ZA;并将其“各种危险一览 表”一章编辑为本部分的资料性附录A 这样的删节和变更并不影响标准的使用 本部分在起草时,根据我国防爆电气设备检验的具体情况,对EN18342,2000的部分技术内容进 行了调整;有关调整部分的技术性差异已编人本部分正文,并在它们所涉及的条款的页边空白处用垂直 单线标识 本部分在起草时,为方便比较,编写了附录c(资料性附录)"本部分章条编号与EN18342.2000章 条编号对照一览表”和附录D(资料性附录)“本部分与EN1834-2;2000技术性差异及其原因” 本部分中条款表述所用的助动词遵照GB/T1.1一2000附录E的规定 本部分的附录A、附录c,附录D是资料性附录，附录B是规范性附录 本部分由电器工业协会提出 本部分由全国防爆电气设备标准化技术委员会归口 本部分主要起草单位;南阳防爆电气研究所 本部分参加起草单位;国家防爆电气产品质量监督检验中心、上海内燃机研究所、平顶山煤业(集 团)有限责任公司、衡阳电瓶车总厂 本部分主要起草人;张显力,王军、瞿俊鸣、于励民、蒋建勋 业
GB20800.3一2008 爆炸性环境用往复式内燃机防爆技术 通则第3部分存在甲炕和(或)可燃性 粉尘的地下矿区巷道用I类内燃机 范围 GB20800的本部分规定了存在甲烧和(或)可燃性粉尘的地下矿区巷道用I类M2级往复压燃式 发动机(以下简称内燃机)的安全要求和(或)安全措施,用于消除或限制内燃机可能产生的各种危险和 危害 本部分适用于内燃机的防爆结构设计.制造和检验" 本部分不适用于要求特殊条件的I类M级内燃机 本部分不适用于加工、制造和储存炸药的场所中使用的内燃机 本部分不适用于点燃式内燃机 规范性引用文件 下列文件中的条款通过GB20800的本部分的引用而成为本部分的条款 凡是注日期的引用文 件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成 协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本 部分 GBy/T1883.1-2005往复式内燃机词汇第1部分;发动机设计和运行术语(ISo27101. 2000,IDT GB3836.1一2000爆炸性气体环境用电气设备第1部分;通用要求(eqvIEC60079-0;1998) 爆炸性气体环境用电气设备第2部分;隔爆型“dr(epvIEc60079-11998 GB3836.22000 GB3836.3一200爆炸性气体环境用电气设备第3部分:增安型" ”(eqIEC80079-71998) GB3836.4一2000爆炸性气体环境用电气设备第4部分;本质安全型“”(eeIEC60079-11 1998) GB3836.5一2004爆炸性气体环境用电气设备第5部分;正压外壳型“p”(IEc60079-2;2001, MOD) GB3836.6一2004爆炸性气体环境用电气设备第6部分;油浸型“o”(IEC60079-6;1995,IDT GB3836.7一2004爆炸性气体环境用电气设备第7部分;充砂型“q”(IEC60079-5;1997,IDT GB3836.9一1990爆炸性环境用防爆电气设备浇封型电气设备“m” GB/T6072.12000往复式内燃机性能第1部分:标准基本状态,功率、燃料消耗和机油消 耗的标定及试验方法 GB6809.1一1986往复式内燃机内燃机零部件名词和定义第一部分;固定件与外部罩壳 GB6809.2一1988往复式内燃机零部件术语和定义气门组件、凸轮轴传动和气门驱动机构 GB6809.3一1989往复式内燃机零部件术语主运动件(eqvIsO7967.2;1987)y GB6809.4一1989往复式内燃机零部件术语增压及进排气管系统(eqvIsO7967.4:1988) 1 EN1834-2;2000中无检验程序的具体规定 检验程序的具体规定见GB3836.12000附录A
GB20800.3一2008 GB107151989抗静电环形V带导电性规定值和试验方法(eqvISO1813:1979) GB/T15706.2-1995机械安全基本概念与设计通则第2部分;技术原则与规范(eqvISsO/ TR12100-2;1992,eqvEN292-2;1991) GB/T16856-1997机械安全风险评价的原则 GB20800.1一2008爆炸性环境用往复式内燃机防爆技术通则第1部分;可燃性气体和蒸气环 境用I类内燃机(MOD.EN1834-1;2000) JB8890-1999往复式内燃机安全要求 术语和定义 本部分采用GB/T1883 1一2005,GB6809.1一1986,GB6809.2一1988.GB6809.3一1989y GB6809.4一1989中提出的以及下列术语和定义 爆炸性环境explosieatmsphere 在大气条件下,以甲婉和(或)可燃性粉尘形式存在的可燃性物质同空气形成的混合物.点燃后,燃 烧能传遍全部未燃混合物的环境 潜在爆炸性环境potentilyesploste atmosphere 由于场所条件和运行条件的影响可能引起爆炸的环境 3.3级别 3.3.1 I类M1级内燃机enginesofeateoryNMI1ofrp 用于存在甲炕和(或)可燃性粉尘的矿山地下矿区巷道和矿山地上作业区的内燃机 这种内燃机所具有的防爆措施,在爆炸性环境中即使本身发生可预见事故,仍能保持其安全功能， 即在一种防爆措施失效时,至少还有一种独立的第二种防爆措施起作用,仍能保持所要求的防爆水平 3.3.2 I类M2级内燃机enginmesofeategoryM2ofgroupI 用于可能存在甲炕和(或)可燃性粉尘的矿山地下矿区巷道和矿山地上作业区的内燃机 这种内燃机所具有的防爆措施,在正常运行工况下以及在严酷的运行工况,特别是由于粗暴操作和 环境改变引起的运行工况下,能保证必不可少的防爆水平 3.4温度 3 4.1 爆炸性环境的最低点燃温度minimumignitiontemperatureofanexplosieatmosphere 在规定的试验条件下,可燃性气体或可燃性液体的蒸气的最低点燃温度,或者,粉尘云的最低点燃 温度 4.2 33 最高表面温度maximumsurfacetemperature 在最不利的运行条件下，设备暴露于环境大气的外部表面所达到的最高温度 这包括内燃机、附 件和辅助装置例如,隔爆外壳、阻火器,火星熄灭器、管道等)的表面温度 最高温度 maximumtemperature 最高温度是在最不利的运行条件下下列温度的最大值: 在3.4.2中定义的最高表面温度; a
GB20800.3一2008 b 下列气体的最高温度: -通过阻火器直接排人大气中的排出气体 增压装置出口处的增压空气 3.5 encl0Sure 隔爆外壳nameproof -种气体能够进人，能够承受内部爆炸时产生的压力，并能防止点燃周围爆炸性混合物的外壳 3.6 flamearrester 阻火器 安装在隔爆外壳开口处或与隔爆外壳系统连接管道相连接的一种装置,允许可燃性气体-空气混合 物通过,但能防止火焰穿过 阻火器由阻火元件和阻火器外壳组成 3.7接合面 3.7.1 闭合式接合面elosedjoint -种由两个部件配合在一起没有通向周围环境通道的组合单元 3.7.2 开口式接合面openjoint -种由两个部件配合在一起,具有连续通向周围环境通道的组合单元,但不包括阻火器的开口 安全要求和安全措施 总则 I类内燃机应符合JB8890一1999的要求 热表面、热气体、火焰、火星或电气设备不应点燃隔爆外壳外部的爆炸性环境 如果地下矿区巷道中除甲烧外还存在其他的可燃性气体,内燃机还应符合GB20800.1一2008 4.1，4.2,4.3和4.14的要求 对于M2级内燃机正常运行工况和可预见故障应予考虑,不常见故障和严重故障不予考虑(见附 录B.1.l,B.1.2,B.1.3,B.1.4) 4.2最高温度 在3.4.3中定义的最高温度,在所有运行工况下均不应超过150c 对于没有可燃性粉尘的地下矿区巷道,这个最高温度不应超过450C 内燃机标识 4.3 存在甲糯和(或)可燃性粉尘的地下矿区巷道用内燃机应标示 I类内燃机 级别(M2); 在4.2中给出的最高温度 注;除专门出口欧洲联盟(EU)的产品外,内燃机标识应按7.2的规定 隔爆外壳 隔爆外壳应根据GB3836.2一2000中定义的气体I类要求来设计 隔爆外壳应承受 当按5.3.3的规定进行试验时内部爆炸产生的压力; 当按5.3.4的规定进行试验时出现的过压;和 预防: -当按5.3.5的规定进行试验时从内部向外部传爆 在隔爆外壳内,机械连接应尽可能减少
GB20800.3一2008 在隔爆外壳内,机械部件的每一连接应是闭合式接合面,或开口式接合面 隔爆外壳内通往周围环境的任一开口式接合面的隔爆接合面长度和间隙,应符合GB3836.2 2000中气体I类的规定值 螺纹型闭合式接合面应按GB3836.2一2000,5.3的规定进行设计 4.5进气系统 进气系统始终是从危险场所吸人空气(见图1 每 进气管道都应安装符合4.8要求的阻火器和进气截止阀(见4.15). 进气系统在阻火器和内燃机之间的部分应符合4.4的要求 4.6排气系统 排气系统始终是向危险场所排出气体(见图1). 每 -排气管道都应安装符合4.8要求的阻火器和符合4.9要求的火星熄灭器 a)排气系统在阻火器和内燃机之间的部分应符合4.4的要求 火星熄灭器应安装在阻火器和环境大气之间 D e)如果使用已进行过型式试验的火星熄灭器的话,则使用这种火星熄灭器的内燃机的特性(气流 量度,排量,排气温度)和安装方式,应与进行型式试验时的内燃机的特性和安装方式相一致 4.7其他装置 4.7.1低温启动装置 如果内燃机配置低温启动装置的话,则该装置应永久安装在靠近气缸盖、阻火器出口处 进气口阻 火器应按照所用液体的特性来选择 喷液器的长度和孔径应按4.4的要求进行设计,且应与进气系统一起按5.3的要求进行试验 喷射系统应有机械保护,以能承受GB383612000中规定的冲击试验(机械危险程度;高)而无 泄漏 非危险场所 危险场所 非危险场所 FAFLP FLPFA SA M M -内燃机; FLP -隔爆外壳; SA -火花熄灭器; FA 阻火器 图1 空气预热装置 4.7.2 如果内燃机配置空气预热装置(诸如预热塞,电热塞和辅助火焰加热器),则该装置应永久安装在靠 近进气阻火器出口处 4.7.3气阀和通气装置 直接接触周围环境的气阀和通气装置应符合下列要求 从气阀和通气装置中排出的气体,应排人安装在进气口阻火器与内燃机之间或排气口阻火器与内 燃机之间的隔爆外壳内,或者,气阀和通气装置应安装符合4.8要求的阻火器 4.7.4进气增压装置 当内燃机需要安装进气增压装置时,应选择其内部的温度和压力不能产生点燃条件的增压装置(见 4.4和4.9),并安装空气滤清器,防止外物进人增压装置内
GB20800.3一2008 或者,进气增压装置应是隔爆外壳的一部分,并按5.3的要求进行试验 4.7.5反转 除了可反转的内燃机外,内燃机应设计成不能反转的 4.7.6燃油系统 4.7.6.1燃油系统的安装要求见6.5 4.7.6.2燃油箱应采用金属结构,应防止锈蚀,且应安装在不受机械损伤的地方 燃油箱应通过压力至少为20kPa的密封试验 4.7.6.3燃油箱的加油口应易于接近，结构和配置应能预防燃油溢出或漏泄 加油口的金属盖帽,在 盖上时不应松动,在打开时不应丢失 4.7.6.4燃油箱应开设通气孔,以保持油箱内处于大气压力下,且不允许外物进人其内 4.7.6.5燃油箱应设置一个易于控制的截止阀 4.7.6.6燃油系统应设计成在燃油泵抽油侧任意燃油管道出现故障的情况下燃油不会从油箱中流出 的结构 4.7.6.7燃油管路应 设计为金属管道或带有金属网编织层的软管; a b) 防止其内部和外部出现的化学,热和机械引起的伤害" c 敷设在能防止机械伤害的地方 d 是可以接触的 4.7.6.8燃油管路的连接应尽可能地短,应尽可地减少操作时的泄漏 4.7.6.9燃油箱应安装符合下列要求的排放装置 排放装置应安装在油箱的最低点 排放装置的塞盖应保证在塞紧时不得松动 在排油时,排出的燃油不能流到电气设备发热部件上 及其附近 4.7.6.10燃油残物不允许排放在燃油系统外部装置的任一部件上 4.8阻火器 阻火器应按照在5.3.6.2规定的运行状态下所达到的最高温度来进行选择 阻火器应按5.3的要求进行试验 进气口阻火器和排气口阻火器不应互换,除非他们各方面完全相同 进气口阻火器的结构材料的防腐蚀性能和耐磨损性能应适应内燃机的运行环境 如果内燃机配置水基阻火器,则水基阻火器的结构材料应能承受密封液体,排出气体及其混合物的 腐蚀作用 水基阻火器应安装符合4.15要求的液位监控器 排气口阻火器的结构材料的防腐蚀性能和耐磨损性能应相当于或优于1Crl8Ni9Ti号不锈钢 4.9火星熄灭器 4. .g.1材料 火星熄灭器的结构材料应具有相当于或优于1Crl8Ni9Ti号不锈钢的防腐蚀性能和耐磨损性能 4.9.2干式火星熄灭器 干式火星熄灭器可分为 a)捕集型 b)熄灭型 捕集型火星熄灭器的工作原理是,通过涡流的作用从排出的气流中把热微粒排除掉 这种型号的 火星熄灭器应按5.4.2和5.4.3规定的方法进行试验 当使用5.4.2的方法时,试验结果应符合表1中规定的数值
GB20800.3一2008 表1火星熄灭器的最小捕集效率 粒度/mm 捕集效率/% 0.l 85 0.2 99 0.5 100 熄灭型火星熄灭器的工作原理是,在涡流的作用下,把排出气流中的热微粒阻隔和熄灭,然后安全 地排人大气中 这种型式的火星熄灭器只能按5.4.3的规定进行试验 水基火星熄灭器 4.9.3 水基火星熄灭器所用材料应能承受密封被体.排出气体及其混合物的腐蚀作用 水基火星熄灭器 应配置符合4.15规定的液位监控器 另外,水基阻火器用作火星熄灭器时按5.4.2的要求进行试验时应符合表1的要求,或者,按照 5.4.3的要求进行试验 试验应采用最低液位进行 如果水基火星熄灭器满足4.8对阻火器提出的要 求,则它也满足本条对火星熄灭器提出的要求 4.10机械火花 4.10.1金属材料 应尽量少用轻金属合金 对于因碰撞或摩擦而引起点燃的外部可接触的构件,金属材料中所含铝、钛和镁的总重量不应大于 15%,且镁和钛的重量不应大于6% 如果这些构件用合适的保护层,例如,1层0.1mm厚的热喷镀锌层和2层锌硅酸盐涂料,隔离或 保护起来,或者用其他等效的方法防止碰撞和摩擦火花,则铝、锌和镁的含量超过上述限值的构件应可 使用 在有合适的材料可供选用的地方材料应按下列优先顺序进行组合选择 a)钢或铸铁对铜、黄铜或青铜; b) 不锈钢对不锈钢 4.10.2涂料和涂层 涂料和涂层中所含铝、镁和钛的金属总量不应超过15%,且镁和钛的总量不应超过6% 4.10.3风扇和其他旋转部件 应把风扇和风扇罩用导体连接到内燃机上 4 .10.4机械起动装置 内燃机应选用不能形成热表面,不产生火花,或者不能成为点燃源的,且应是预先啮合型的起动 装置 4.11电气设备 内燃机电气系统的电压不应大于24V 电气设备应满足GB3836 1一2000的全部要求和GB3836.22000,GB3836. 3 -2000, GB3836.4一2000，GB3836.5一2004,GB3836.6一2004,GB3836.7一2004,GB3836.91990中的 项或多项要求 按照GB3838.6一2004规定设计的电气设备,其内部不应包含可燃性油脂 内燃机所用电气设备的安装应为双极式布线,如果在起动辅助线路运行阶段,预热塞的电气回路或 其他电气起动辅助装置用内燃机气缸体作为接地回路的,则为例外;当没有使用起动辅助装置时,则正 极接线和负极接线都应与内燃机气缸体绝缘 对于移动式内燃机,如果电源与内燃机不在一起,且安装在起动器仅在非危险区中使用的地方,则
GB20800.3一2008 电气起动器也可使用普通型的 4.12静电 4.12.1塑料材料 如果没有可能发生静电放电点燃,则塑料材料只可应用于外部部件 如果采用下列任一措施,则可防止静电放电点燃 表面电阻按GB3836.1一200,23.4.7.8的规定进行测量时不超过10'n:; -静电放电表面积限制在100cm; 在导电层或金属网上面非导电材料的厚度不大于2mm;当金属网被用作导电层时,网孔宽度 不超过100 mm 4.12.2电势平衡 所有外部可接触的部件都应用导体连接到内燃机气缸体上,以达到电势平衡 如果这些部件安装 牢固,并同气缸体保持金属接触,则不必用单独的导体进行连接 4.13传动皮带 传动皮带应满足GB10715一1989中对电阻提出的要求 4.14压缩空气系统 建议内燃机上不要安装压缩机 如果在特殊情况下内燃机配置了压缩机,则下列安全预防措施应 予以考虑 如果空气从危险场所进人,则选用的压缩机的内部温度和压力不应成为点燃源 换句话说,压缩机应是防爆型的，且在进气口和排气口都应配置符合4.8要求的阻火器 压缩机排 气口阻火器应在压缩机内部点火和出现最大释放温度及压力的条件下进行试验 4.15控制装置 4.15.1概述 除符合JB88901999的要求外,还应对内燃机故障的探测和响应提出如下要求 4.15.2报警装置和停机装置" 内燃机应配置超速自动停机装置 内燃机应配置自动报警装置 自动报警装置应在表2所列工况下给出报警 自动报警装置应根据具体应用情况使内燃机停机,或者,报警并同时停机 表2自动报警项目 自动报警项目 内燃机自动停机或其他的自动保护措施 液冷系统中冷却液超温 润滑油压力低 冷却系统中水位低 水基阻火器的水位低 排出气体超温不得超过70C) 风冷型内燃机表面温度过高 内燃机油温过高 液压油油温过高 除非另有规定,应按照表2的规定对内燃机进行自动报警和(或)自动停机 停机装置应是安全可靠的 在停机装置人工复位前,应不可能重新启动内燃机 4.15.3内燃机停机系统 内燃机的正常停机装置和应急自动停机装置,应位于喷油泵的燃料关闭装置旁或直接靠近喷油泵
GB20800.3一2008 所有内燃机都应配置进气截止阀 超速保护装置动作时应自动地切断燃油供应和关闭进气截止阀 进气截止阀应能手动操作 对于有人看管的内燃机,应在操作者的位置进行控制;对于无人看管的 内燃机,应在内燃机外壳外部明显的、能接近的位置进行控制 对于大型内燃机,应能在几个位置进行手动控制 对于应急停机的情况,可以在操作空气截止阀的同时把惰性气体喷射人进气管道中 在进气管道 中不允许有其他类型的灭火液体 安全要求和安全措施的检验 5.1文件编制 制造商应编制一些技术文件来规定内燃机包括配件和附属装置)在爆炸安全方面的全部技术要 求,以表明内燃机在设计时执行了本部分的要求 5.2试验要求 内燃机及其配件和附属装置(包括阻火器,火星熄灭器和管道)均应按5.3,5.4和5.5的要求进行 型式试验 5.3隔爆外壳的型式试验 5.3.1概述 隔爆外壳,即从(包括)进气口阻火器到包括)排气口阻火器这一部分的外壳,应进行下列试验 a) 按5.3.3的要求,最大爆炸压力测量试验; b按5.3.4的要求,过压试验; c按5.3.5的要求,内部点燃不传爆试验 如果要求这些试验在内燃机上进行,则试验应按53.6规定的试验条件进行 5.3.2试验的基本要求 隔爆外壳的型式试验(爆炸压力试验和不传爆试验)应符合下列基本要求 气体种类甲梳/氢(按体积计,0%/20%)混合物 在进气口隔爆外壳内的浓度为;l1%士0.2%,12%士0.2%和13%士0.2%; 在排气口隔爆外壳内的浓度为12%士0.2%; 初始压力;大气压力,或者,对于增压系统的增压部分;大气压力×压力比 试验间隙:制造商规定的外壳的最大间隙; 试验次数;在测得最高压力的部分进行10次 5.3.3最大爆炸压力测定试验 5.3.3.1概述 进行这项试验的目的是;在隔爆外壳(即进气系统或排气系统)内人为地产生可能出现的最严重的 爆炸并测量之 5.3.3.2试验装置 四冲程内燃机 a 试验时需用下列装置 模拟气缸体 它代替气缸体,用于安装配件 模拟气缸体应装有一个容积不大于气缸容 积的模拟燃烧室 如果证实气缸盖对试验结果没有影响,则可用相应的体积代替 注，试验已丧明气缸容积对试验结果没有影响 2) 低能点燃源 它们安装在模拟燃烧室内的底板上 底板的设计应能使点燃源安装在模拟 燃烧室的每个出人口处
GB20800.3一2008 进气阀 它安装在模拟燃烧室内的底板上 3) 压力传感器和压力记录系统 至少有三个压力传感器,安装在底板上靠近点燃源或远离 点燃源、阻火器内或靠近阻火器处 测量系统应采用5kHz士10%的频率限值,以便得到 平滑的测量压力 供给相应试验气体混合物的装置 试验容器 它有下列单元组成: 容纳隔爆外壳[进气系统和(或)排气系统]用的气密试验罩,如透明塑料袋或钢制容 器,或二者的组合;或者 单独的透明塑料袋,用于封闭远离管道和各个接合面的系统端部 试验容器的任何部分都不应在距隔爆外壳上任何排气口或接合面300mm范围内 b 二冲程内燃机排气系统 试验装置应符合5.3.3.2a)的规定 二冲程内燃机进气系统 c 试验时需用下列装置 内燃机气缸内径上进气口用的密封装置 2) 低能点燃源 试验装置的设计应能使点燃源依次安装在距各个气缸进气口30m范 围内 试验气体混合物引人内燃机扫气箱的进气阀 3) 压力传感器和压力记录系统 压力传感器至少安装两个，一个安装在扫气箱内一个安装 4 在紧靠进气口阻火器的内燃机侧 测量系统应采用5kHz士10%的频率限值,以便得到 平滑的测量压力 5供给相应试验气体混合物的装置 试验容器 它有下列单元组成 o 容纳隔爆外壳[进气系统和(或)排气系统]用的气密试验罩,如透明塑料袋或钢制容 器,或二者的组合;或者， 单独的透明塑料袋,用于封闭远离管道和各个接合面的系统端部 试验容器的任何部分都不应在距隔爆外壳上任何排气口或接合面300mm范围内 d)四冲程或两冲程内燃机的特殊情况 如果对于特殊内燃机进行试验时不能使用上述装置,应尽可能根据5.3.3.2a),b)或c)的要求来建 造试验设备 设计制造试验设备时应遵循下列原则;试验气体的点燃点应在距正常运行条件下燃烧室 的进气口或排气口30mm范围内 5.3.3.3试验程序 a)安装受试隔爆外壳,它包括气缸盖(如果采用的话)以及从内燃机气缸(燃烧室)的进气口或排 气口到阻火器的所有内燃机系统部件(见图1),也包括与阻火器紧邻的部件 有关的阀门应 处于打开位置 b安装并密封气密试验罩或透明塑料袋,作为容纳受试隔爆外壳和气体的试验容器 至少用6倍受试系统容积的试验气体混合物冲洗受试系统并确定试验气体混合物的状态 c -环境温度(040C); 大气压力 d)冲洗之后用低能点燃源点火引爆,记录所得到的爆炸压力 重新充人符合要求的试验气体混合物,确认系统连接正确,再次引爆 e 用每一个位于进、出口位置的点燃源分别对进气口处和排气口处进行多次试验 在形成最大压力 的进出口处至少进行5次试验
GB20800.3一2008 记录每次试验过程中显示的最大压力作为最大爆炸压力 对水基阻火器进行试验时,试验前的液位应为制造商规定的最高液位,并且应在静态条件下(无气 流)进行爆炸 注:爆炸有危险,应采取预防保护措施 5.3.4过压试验 5.3.4.1概述 进行这项试验的目的是,对隔爆外壳施加一个大于在最严重的爆炸条件下曾经出现过的最大爆炸 压力的控制压力,用以表明在这种条件下隔爆外壳能保持其完整性 5.3.4.2静压试验装置 试验时需用下列装置 a)模拟气缸体 它代替气缸体,并密封通往周围环境的开口 增压装置 用于充水和增压 b) e)压力计 用于记录静压试验的压力 5.3.4.3静压试验的试验程序 a)安装受试系统、底板和充水系统 b) 把系统加压到试验压力,即1.5倍5.3.3.3测得的最大爆炸压力 e)断开增压系统 5.3.4.4合格判据 如果液压压力保持1nmin以上没有减少,且隔爆外壳没有发生有损其完整性的可见的变形,则认为 系统组件试验合格 5 .3.5内部点燃不传爆试验 5.3.5.1概述 进行这项试验的目的是,在进气系统或排气系统中制造一次可能出现的最严重的爆炸,并以此证 明,在这些条件下隔爆外壳能够承受住爆炸,且爆炸不会传到周围环境中 5.3.5.2试验用气体混合物 隔爆外壳不传爆试验用气体混合物应符合5.3.2的规定 5.3.5.3试验装置 试验装置应符合5.3.3.2的规定 5.3.5.4试验程序 试验程序应符合5.3.3.3的规定,但隔爆外壳内,外都应充人爆炸性气体混合物 隔爆外壳应放置 在试验容器内 在出现最大爆炸压力的进出)口处至少应进行10次爆炸 对于水基阻火器,不传爆试验应在下列条件下进行: -试验前阻火器的液位应为制造商规定的最小值; -阻火器的横向和纵向倾角应为制造商规定的最大值; -在试验过程中,应用等于排出气体最大流量的流量把试验气体混合物充人系统中 最大流量 应由制造商规定 5.3.5.5合格判据 如果每一次试验时隔爆外壳外部的试验气体混合物都没有被点燃,则认为系统试验合格 5.3.6内燃机整套装置及附属配件的型式试验 5.3.6.1概述 进行这些试验的目的是,证实本部分所列的安全要求是正确的 试验既可以在试验台上进行,也可 以在现场进行 10
GB20800.3一2008 5.3.6.2内燃机运行 内燃机应在其最高表面温度状态下运行,或者,按内燃机及其用途的特定工作循环运行 如果机壳 和通风装置的安装能准确地代表使用的实际状态,则可通过连接普通的驱动设备、测功机或采取其他适 当的措施来施加负载 5.3.6.3测量仪器 试验用设备和仪器应符合GB/T6072.1一2000规定的精度要求 试验应按照制造商的说明进行 使内燃机按照规定的速度和工况运行足够长的时间,直至温度稳定之后,方可读取数据 5.3.6.4试验数据 在内燃机运行并吸人环境气体时,测量并记录下列数据: a 环境空气温度 b 最高表面温度 在内燃机上可能是最热的点处测量温度,并验证这个温度已达到最大值 用 这种方法确定最高表面温度 在内燃机停机之后还应继续测量温度,直至温度记录显示温度 下降时停止测量 对于每个表面,所测得的温度都应加上实际环境温度与最大环境温度之差值进行修正 C d按4.15.2要求安装的安全装置和报警装置的运行状况 水基火星熄灭器或冷却系统中液体的消耗率 当采用单独冷却系统时,内燃机冷却系统冷却液的最高温度和隔爆单元冷却系统冷却液的最 高温度 冷却系统中温度自动调节器的功能应符合制造商规定的技术要求 用低惯性测温装置(例如裸露的热电偶),直接在排气口阻火器的出口处测量排出气体的最高 温度 在内燃机空载情况下,增大内燃机转速,直至进气截止阀或燃料关闭阀关闭 记录内燃机最 h 大转速 进行该试验时,可能需要使内燃机调速器超限 5.4火星熄灭器试验 4.1概述 5. 火星熄灭器应按5.4.2或5.4.3的规定进行试验 5.4.2捕集效率试验 火星熄灭器捕集效率试验应使用包含下列装置的试验设备 -鼓风机 微粒喷射器; 试验用火星熄灭器; 捕集通过火星熄灭器的微粒的过滤器; 测量通过火星熄灭器的气体流量的测量装置 当火星熄灭器在内燃机上进行试验时,应使用内燃机排出的气体来代替鼓风机的吹气 此时,不需 要对排出气体流量进行测量 为了确定捕集效率,应把试验用微粒喷人鼓风机鼓吹的空气中或内燃机排出的气流中 捕集效率 为过滤器中捕集的微粒的质量与喷人的微粒的质量之比 试验用微粒应是不燃的,视密度应小于0.9g/em 试验用微粒的规格等级为0.1mm,0.2mm和 0.5 mm 应以代表火星熄灭器设计的排气流量范围内的中间值进行试验 当火星熄灭器在内燃机上进行试验时,应至少分别以无载和息速、50%的额定功率和额定转速,以 及100%的额定功率和额定转速进行试验 在每种流量和每种微粒规格等级情况下,至少进行一次测量来确定火星熄灭器的捕集效率 微粒 对空气或微粒对排出气体的质量比应约为1/100. 试验用微粒应以均匀的比率喷人鼓风机鼓吹的空气中或内燃机排出的气流中,喷人时间大约1 min ll
GB20800.3一2008 误差为士5%) 注:在内燃机上进行该试验时,应注意对水、燃烧过的和未燃烧过的微粒进行调整 5.4.3目测检查 火星熄灭器可安装在受试内燃机上进行型式试验,或者,安装在有类似排气流量的内燃机上进行型 式试验 在进行型式试验时,火星熄灭器应尽可能安装在靠近内燃机排气管道的位置 试验应使用新研磨的炭,粒度在0.5mm和1mm之间 内燃机应在去掉空气滤清器和进气口阻火器的情况下达到运行稳定温度 在内燃机进气口以均匀的速率(L/4)g/、喷人粉末状炭,喷人时间为30s,误差为土5%(L--内燃 机排量,单位为L). 试验应在暗室条件下进行,观察试验情况,并用摄像方法记录试验结果 试验应在内燃机下列工况下进行: 最大功率 1) 2) 空载且高怠速 3) 在30s的时间内,从低息速加速到高息速 如果看到从火星熄灭器内喷出火星,则认为火星熄灭器没有通过试验 5.5型式试验报告 型式试验报告应包括以下综合资料: a)内燃机型号(包括出厂编号); D 内燃机排量; 内燃机制造商提出的全部制造技术要求,包括被审查认可的功率和速度设定 防爆设备制造商对安装在内燃机上的设备规定的全部技术性能 dD 被审查认可的试验条件(例如,是全负荷全速度试验台,或是特定应用特定试验循环) 规定的温度; 限定的环境温度条件 h)试验室标识 参考本部分的内容 制造商向用户提供的资料 6 总则 制造商向用户提供的资料,除符合GB/T15706.2一1995第5章中规定的技术要求外,还应满足以 下要求 6 随机文件 制造商应提供一些随机文件,详细说明本部分所包括的内燃机的全部维护要求,并指明内燃机限制 使用的条件 由于使用条件的不同,可能会出现后续危险,这可能需要一些附加安全措施 内燃机安装设计者应 考虑这些情况 特别是,随机文件应指出,4.2规定的热表面和热气体的温度不应超过爆炸性环境的点燃温度,以 及有碰撞或摩擦危险的外部可接触部件应符合GB3836.1一2000中8.1的要求 检查项目 随机文件应根据内燃机的使用情况和工作制规定下列项目的检查周期 内燃机的一般维护和外部清洁; a b 阻火器的清洁状况、尺寸和工况,还有进气口阻火器的腐蚀损坏程度; 安装火星熄灭器的排气系统:积炭、腐蚀损坏程度; c 12
GB20800.3一2008 d)旋转机械部件;牢固性,和静止部件无接触; 风扇皮带:工况和松紧度; 电气设备:损坏和老化程度; 停机系统传感器:设定限值的功能状态; h)进气截止阀和超速燃料关闭阀:设置和动作可靠性; 通气阀和呼吸器:清洁状态和设置 紧固件和结合面:紧固性; 起动器和蓄电池的电气连接:紧固性; 挠性管;损坏情况 注:建议用户使用维护日志来记录这些检查的具体情况 特殊说明 制造商应在随机文件中说明对固定连接和隔爆结合面的限制条件,详细说明各个使用阶段或接合 面有故障时连接或接合面的维修方法 制造商还应详细说明如何拆卸、安装及固定接合面 5 6 燃油系统安装说明 制造商应在结构说明书中说明内燃机(燃油系统)安装的设计依据(见4.7.6) 标志与铭牌 标志 在内燃机的明显部位应设置和内燃机体积大小相适合的永久性的“Ex”标志,表示内燃机为防爆 型的 铭牌 每台内燃机都应设置清晰的永久性铭牌 铭牌应包含下列内容 -制造商的名称或商标; 国家授权的质量监督检验机构的名称或标志; 产品名称; 产品型号; 表示防爆的专用标志“Ex”符号; 温度; 注铭牌上可标志“防爆标志”,以代表上述相关内容 防爆标志的标示方法见GB3836.1一200o. -防爆合格证编号; 内燃机应用区域; 制造日期 本部分的标准编号 13
GB20800.3一2008 附 录A 资料性附录 各种危险一览表 本部分根据GB/T16856一1997的规定对使用在潜在爆炸性环境的内燃机所具有的各种危险列举 如下 由机械加工、使用、排出或喷射出的物料产生的危险,包括火灾和爆炸(见4.4,4.10,4.11); 由控制系统出现故障或失灵产生的各种危险(见4.15); 由防护装置或安全装置(包括起动装置和停机装置,也包括安全信号和安全标志,警告装置或 信息)的位置不正确或没有而引起的各种危险(见4.5,4.6,4.7,4.8,4.9) 主要点燃源是 热表面 火焰(火星)和热气体; 机械火花 电气设备和系统 静电 可能点燃周围爆炸性环境的潜在点燃源列于附录B.2中 内燃机的设计技术条件,应根据内燃机的运行环境尽可能地减小点燃的可能性,并规定 温度组别 存在可燃性粉尘; 存在除甲炕以外的其他可燃性气体 14
GB20800.3一2008 B 附 录 规范性附录 内燃机的工况和点燃源 B.1内燃机的工况 B.1.1正常运行工况 正常运行工况包括 -内燃机运行的最大持续负载和速度工况 -环境温度范围为-20C十40C; -当吸人危险气体时火焰长度会增加,从排气支管中排出; -从排出的气体中喷出火花(例如,由于负载变化引起的); 当吸人危险气体时进气口排出火焰 静电位的产生; 由于各种原因形成的电火花和电弧 由于辅助设备的压缩温度引起的点燃; 由于吸人危险气体引起超速 B.1.2可预见故障 可预见故障包括 -可导致排气口火焰增长和出现火花的内部故障; -由外物碰撞或运动部件和静止部件之间的摩擦而产生的机械火花 进气阀或排气阀的故障 冷却系统的故障; 进气管中可能产生回火 B.1.3不常见故障 不常见故障包括 -增压装置的故障; 润滑失效导致内燃机卡住; 连杆大头和连杆小头轴承的故障 凸轮轴传动机构的故障; 活塞环的故障,造成燃烧气体大量泄漏到曲轴箱内; 人 气缸盖密封垫的故障,造成燃烧室中进水和(或)冷却水回路中进人废气; 由于调速器出现故障引起超速 B.1.4严重故障 严重故障包括 曲轴断裂 曲轴箱爆裂 B.2点燃源 B.2.1热表面 能够接触爆炸性气体一空气混合物的热表面包括: -仅接触进人气体的燃烧室的内表面; 15
GB20800.3一2008 -温度,特别是排气阀的温度,在正常运行工况下可能超过所有可燃性气体的点燃温度; 能够接触周围大气的排气系统的外部表面,在满载工况下,可预见故障和不常见故障情况下测 得的温度 -能够接触周围大气的涡轮增压器的外部表面,在满载工况下可预见故障和不常见故障情况下 测得的温度; 永久地固定在内燃机上的辅助设备的(诸如泵和压缩机)外部表面,在满载工况下,可预见故障 和不常见故障情况下测得的温度; B.2.2火焰和热气体 热废气的排出 a 在满载工况下,可预见故障和不常见故障情况下测得的温度 b)排气口火焰的喷出 任何火焰都能点燃任意爆炸性混合物 这一点被认为是可预见故障或不常见故障 B.2.3火星(火花 由排气管中喷出的火星能够点燃可燃性混合物,是一种可预见故障或不常见故障 应考虑到这种 情况,应注意相关的可燃性混合物的特征 当外物冲击或落到内燃机的静止部件时,或者,当外物被风机吸人其内时,可能会产生机械火花 应把这种情况看作是可预见故障或不常见故障 B.2.4电气设备 静电 B.2.5 B.2.6绝热压缩 由内燃机驱动的作为附属配件的增压装置和压缩机可能会出现绝热压缩 这种情况应在运行条件下根据有关的可燃性混合物的点燃特性予以考虑 16
GB20800.3一2008 c 附 录 资料性附录 本部分章条编号与EN1834-2;2000章条编号对照一览表 本部分章条编号与EN1834-2;2000章条编号对照见表C.1 表c.1本部分章条编号与N1834-2;2000章条编号对照一览表 本部分章条编号 EN1834-2;:2000章条编号 3, 3.2 3.2 3.3 3.3 3.4 3.4 3.4.l 3.4.l1 3.4.2 3,4.2 3.4.3 3.5 3.5 3.6 3.6 3.7 3.7 3.7.1l 3.7.1 3.7.2 3.7.2 4.l 5.l 5.2 5.3 5.4 .4 4.5 5.5 4.6 5.6 4.7 5,7" 4.7.1 5.7.l1 4.7.2 5.7.2 ！ 5,7.3 .7.3 4.7.4 5.7.4 4.7.5 5.7.5 5.7.6 4.7.6 4.8 5.8
GB20800.3一2008 表c.1(续 本部分章条编号 EN1834-2:2000章条编号 4.9 5.9 5,9.1 4.9.1 4.9.2 5,9,2 4.9.3 5,9.3 4.10 5.10 4.10.1 5.l0.1 5.10.2 4.10.2 5.10.3 4.10.4 5.10.4 5.11 4.11 4.12 5.12 4.12.1 5.12.1 4.12.2 5.12.2 4.13 5.13 5,14 .l5 4.15 5 4.15.1 4.15.2 5.15.1 4.15.3 5.15.2 5.1 6.1 5.2 6.2 5.3 5.3.l 5.3.2 6,3.1 5.3.3 6.3.2 6.3.3 5.3.4 5.3.5 6.3.4 5.3.6 6.3.5 5.4 6.4 5.4.l 5.4.2 6,4.1 5.4.3 6.4.2 5.5 6.5 8
GB20800.3?2008 c.1( EN1834-2:2000 6. 6.2 7. 6.3 7.2 6.4 7.3 6.5 7.4 7.1 ?A ?B ?A ?C ?D ?ZA 19
GB20800.3一2008 D 附 录 资料性附录 本部分与N1834-2;2000技术性差异及其原因 本部分与EN1834-2;2000技术性差异及其原因见表D.1 表D.1本部分与EN1834-2:2000技术性差异及其原因一览表 本部分章条编号 技术性差异 原 因 删除EN1834-2:2000第1章“范围”中第2、5、6,8、9和 遵照GB/T1 1.12000的规定 10段 增加“本部分适用于内燃机的防爆结构设计、制造和检验” 往复式内燃机的术语和定义应 增加往复式内燃机术语和定义的国家标准的标准编号 按国家标准GB/T1883.1一2005 GB/T1883.1一2005,GB6809.1一1986,GB6809.2一1988、 GB6809.1一1986、GB6809. (GB6809,31989,GB6809.4一1989 1988,(GB6809.3一1989,(GB6809,4 增加“I类M级内燃机”“I类M2级内燃机”的级别 1989执行 定义 根据ATEX指令"94/9/EC)附 录I的规定予以明确定义 增加“注” 遵照GB3836.1一2000的规定 7.1 增加内燃机外部明显部位标示“Ex”符号的规定 参照GB3836.1一2000的规定 7.2 增加“防爆标志”的内容 参照GB3836.1一2000的规定 附录A 代替EN1834-2;2000第4章 遵照GB/T1.1一2000的规定 增加“本部分章条编号与EN1834-2;2000章条编号对照 遵照GB/T20000.2一20o1的 附录C -览表” 规定 遵照GB/T20000.2一2001的 附录D 增加“本部分与EN1834-2;2000技术性差异及其原因” 规定 删去EN1834-2;2000附录ZA 不符合我国国情 ”欧洲议会和欧盟理事会94/9/EC号指令;《关于各成员国有关潜在爆炸性环境用设备和保护系统的法律的一 致性(1 1994.5.23)英文版),简称“ATEx指令" 20