สมมติว่าคุณกำลังระบุเครื่องทำความร้อนแบบจุ่มไฟฟ้าสำหรับถังน้ำมันเสียในโรงงานปิโตรเคมี ถังตั้งอยู่ในพื้นที่จัดประเภท ดังนั้นเครื่องทำความร้อน กล่องรวมสัญญาณ และเครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิจึงจำเป็นต้องมีวิธีการป้องกันที่ได้รับการรับรอง ผู้จำหน่ายอุปกรณ์นำเสนอเครื่องส่งสัญญาณที่ปลอดภัยอย่างแท้จริง ผู้ผลิตอุปกรณ์ทำความร้อนนำเสนอเครื่องทำความร้อนแบบหน้าแปลนป้องกันการระเบิด ทั้งสองวิธีป้องกันการจุดระเบิด แต่ทำงานบนหลักการที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง และความแตกต่างนั้นขับเคลื่อนความสามารถด้านพลังงาน ค่าติดตั้ง และกฎการบำรุงรักษา
อุปกรณ์ที่ปลอดภัยจากภายในได้รับการออกแบบมาเพื่อไม่ให้ปล่อยพลังงานไฟฟ้าหรือความร้อนเพียงพอที่จะจุดชนวนบรรยากาศโดยรอบ อุปกรณ์ป้องกันการระเบิดได้รับการออกแบบมาให้มีการระเบิดภายในโดยไม่ปล่อยให้เปลวไฟหรือก๊าซร้อนเล็ดลอดออกมา กล่าวโดยสรุป ความปลอดภัยจากภายในคือกลยุทธ์ในการป้องกัน ในขณะที่การป้องกันการระเบิดคือกลยุทธ์ในการควบคุม
ความแตกต่างนั้นอธิบายปริศนาที่พบบ่อยในภาคสนาม: เครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิสามารถมีความปลอดภัยอย่างแท้จริง แต่เครื่องทำความร้อนที่ดึงพลังงานหลายกิโลวัตต์ไม่สามารถทำได้ อุปกรณ์กำลังสูงไม่สามารถสร้างความปลอดภัยจากภายในได้ เนื่องจากทั้งการทำงานปกติและสภาวะความผิดปกติที่น่าเชื่อถือจะผลิตระดับพลังงานที่สูงกว่าเกณฑ์การจุดระเบิดของส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศทั่วไป
คำศัพท์เฉพาะทางจะแตกต่างกันไปตามภูมิภาคและมาตรฐาน ในทางปฏิบัติในอเมริกาเหนือ คำว่ากันระเบิดถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ในขณะที่มาตรฐานสากลเรียกเทคนิคเดียวกันนี้ว่ากันไฟ ซึ่งเรียกว่า Ex d ในทำนองเดียวกัน ความปลอดภัยภายในถูกกำหนดให้เป็น Ex i การรู้ทั้งสองชื่อจะช่วยในการเปรียบเทียบใบรับรอง ATEX และ IECEx กับการอนุมัติในท้องถิ่น
ความปลอดภัยจากภายในจะจำกัดพลังงานไฟฟ้าที่แหล่งกำเนิด ในวงจร Ex i แรงดัน กระแส และพลังงานที่เก็บไว้จะถูกเก็บไว้ต่ำกว่าระดับที่จำเป็นสำหรับการจุดแก๊สหรือไอเฉพาะที่มีอยู่ แผงกั้นด้านความปลอดภัยที่ติดตั้งในพื้นที่ปลอดภัยจะจำกัดวงจรด้วยตัวต้านทานจำกัดกระแสและส่วนประกอบที่ใช้จับยึดแรงดันไฟฟ้า แม้จะเกิดไฟฟ้าลัดวงจร สายไฟขาด หรือกราวด์โดยไม่ได้ตั้งใจ พลังงานที่เข้าสู่พื้นที่อันตรายยังคงต่ำกว่าเกณฑ์การจุดระเบิด
อุปกรณ์ที่ปลอดภัยจากภายในโดยทั่วไปคือเครื่องมือที่ใช้พลังงานต่ำ: เครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิ เครื่องส่งสัญญาณแรงดัน สวิตช์ระดับ โซลินอยด์วาล์ว และอุปกรณ์สื่อสาร ข้อดีมีทั้งในทางปฏิบัติและทางเทคนิค:
ปัจจัยจำกัดคือกำลัง โดยทั่วไปวงจรที่ปลอดภัยจากภายในจะส่งพลังงานเพียงไม่กี่ร้อยมิลลิวัตต์ ซึ่งเพียงพอสำหรับสัญญาณ แต่ไม่ใช่สำหรับเครื่องทำความร้อน มอเตอร์สตาร์ท หรืออุปกรณ์ติดตั้งไฟ
อุปกรณ์ป้องกันการระเบิดหรือที่เรียกว่าอุปกรณ์ป้องกันไฟหรือ Ex d ใช้วิธีการตรงกันข้าม แทนที่จะจำกัดพลังงาน กลับใช้กล่องหุ้มที่แข็งแรงพอที่จะทนต่อการระเบิดภายในได้ หากก๊าซไวไฟเข้าไปในตัวเรือนและติดไฟ ตู้บรรจุจะมีแรงดันและดับเปลวไฟ ดังนั้นการระเบิดจึงไม่สามารถแพร่กระจายสู่บรรยากาศภายนอกได้
การกักกันอาศัยเส้นทางเปลวไฟที่ออกแบบอย่างแม่นยำ ข้อต่อที่ผ่านการกลึงและช่องว่างแคบจะทำให้ก๊าซที่หลบหนีเย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิติดไฟของบรรยากาศโดยรอบก่อนที่จะออกจากตู้ ตัวเรือนจะต้องต้านทานการเสียรูปภายใต้แรงดันการระเบิดสูงสุด วิธีนี้ใช้ได้ผลโดยไม่คำนึงถึงพลังงานที่เก็บไว้ในอุปกรณ์ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเหมาะกับอุปกรณ์กำลังสูง หากต้องการดูวิธีการออกแบบและบำรุงรักษาเปลือกหุ้มเหล่านี้โดยละเอียดยิ่งขึ้น บทความเกี่ยวกับโครงสร้าง การติดตั้ง และการทำงานของเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าป้องกันการระเบิดถือเป็นข้อมูลอ้างอิงที่มีประโยชน์
ผลิตภัณฑ์ป้องกันการระเบิดทั่วไปในการทำความร้อนทางอุตสาหกรรม ได้แก่:
ข้อเสียคือน้ำหนัก ต้นทุน และการเข้าถึง ตัวเรือนป้องกันการระเบิดมีน้ำหนักมากและสร้างขึ้นเพื่อให้มีพิกัดความเผื่อต่ำ ซึ่งทำให้ต้นทุนการผลิตและการขนส่งเพิ่มขึ้น โดยปกติแล้ว ระบบจะต้องถูกตัดพลังงาน และตรวจสอบพื้นที่เพื่อหาก๊าซก่อนเปิดตู้ อย่างไรก็ตาม สำหรับอุปกรณ์ที่ต้องการกำลังไฟฟ้าจริงในพื้นที่จำแนก โครงสร้างที่ป้องกันการระเบิดมักเป็นตัวเลือกเดียวที่ได้รับการรับรอง
วิธีที่เร็วที่สุดในการเปรียบเทียบทั้งสองวิธีคือการดูหลักการป้องกัน ความจุไฟฟ้า และตัวเครื่อง ตารางนี้สรุปประเด็นที่เกี่ยวข้องมากที่สุดสำหรับผู้ซื้อที่ตรวจสอบข้อกำหนด
| เกณฑ์ | ปลอดภัยจากภายใน (เช่น i) | ป้องกันการระเบิด (เช่น d) |
|---|---|---|
| หลักการป้องกัน | จำกัดพลังงานเพื่อป้องกันการจุดระเบิด | มีการระเบิดภายใน |
| ความจุไฟฟ้าโดยทั่วไป | มิลลิวัตต์ ระดับสัญญาณเท่านั้น | กิโลวัตต์ขึ้นไป |
| สิ่งที่แนบมา | ตัวเรือนอุตสาหกรรมมาตรฐานน้ำหนักเบา | ตัวเรือนกันไฟที่ทนทานด้วยเครื่องจักรหนัก |
| การบำรุงรักษาสด | ได้รับอนุญาตโดยมีการควบคุมดูแลที่ผ่านการฝึกอบรม | ต้องมีการลดพลังงานและการตรวจสอบแก๊ส |
| การใช้งานทั่วไป | เครื่องส่ง เซ็นเซอร์ โซลินอยด์ จอแสดงผล | เครื่องทำความร้อน มอเตอร์ ตู้ควบคุม ระบบไฟส่องสว่าง |
| ต้นทุนระบบสัมพันธ์ | ต้นทุนอุปกรณ์ลดลงบวกกับต้นทุนอุปสรรค | ค่าตู้และค่าติดตั้งที่สูงขึ้น |
เริ่มต้นด้วยความต้องการพลังงานของอุปกรณ์ หากอุปกรณ์ใช้เพียงมิลลิแอมป์และฟังก์ชันอยู่ในระดับสัญญาณ ความปลอดภัยจากภายในมักจะเป็นทางเลือกที่ประหยัดและใช้งานได้จริง หากอุปกรณ์ต้องส่งความร้อนหรือพลังงานกล วงจรไฟฟ้าจะต้องมีโครงสร้างป้องกันการระเบิดหรือวิธีการส่งกำลังสูงอื่นๆ เช่น ความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น (Ex e) หรือแรงดัน (Ex p)
ทั้งสองวิธีอยู่ร่วมกันเป็นประจำในการติดตั้งเดียวกัน ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ลื่นไถลของกระบวนการในพื้นที่อันตรายอาจใช้เครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิที่ปลอดภัยภายในสำหรับสัญญาณ และเครื่องทำความร้อนแบบจุ่มที่ป้องกันการระเบิดสำหรับภาระความร้อน อุปกรณ์แต่ละชิ้นมีเครื่องหมายของตัวเอง ดังนั้นผู้ซื้อจะต้องตรวจสอบว่าเครื่องหมายทุกอันตรงกับโซนตามจริง กลุ่มก๊าซ และระดับอุณหภูมิของสถานที่ มองหา ATEX, IECEx หรือการอนุมัติระดับประเทศ เช่น UL และ CSA เครื่องหมายควรระบุประเภทการป้องกัน กลุ่มก๊าซ (IIA, IIB หรือ IIC) และระดับอุณหภูมิ (T1 ถึง T6) ก่อนทำการสั่งซื้อ ผู้ซื้อจำนวนมากจะตรวจสอบใบรับรองและเกียรติคุณของผู้ผลิตเพื่อยืนยันว่าการอนุมัตินั้นใช้กับรุ่นที่นำเสนอทุกประการ
สำหรับการใช้งานในการทำความร้อน คำถามเชิงปฏิบัติไม่ค่อยมีคำถามว่าตัวทำความร้อนจะปลอดภัยจากภายในหรือไม่ เครื่องทำความร้อนจะต้องส่งพลังงานความร้อนอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นวิธีการป้องกันเครื่องทำความร้อนจึงป้องกันการระเบิด คำถามที่แท้จริงคือเครื่องทำความร้อนได้รับการรับรองสำหรับโซนหรือไม่ ตัวเครื่องขั้วต่อเป็นแบบกันไฟหรือไม่ และด้านควบคุมตรงกับมาตรฐานการป้องกันเดียวกันหรือไม่
เครื่องทำความร้อนแบบจุ่มหน้าแปลนป้องกันการระเบิดที่ได้รับการรับรองได้รับการติดตั้งผ่านหัวฉีดของถังเช่นเดียวกับเครื่องทำความร้อนแบบหน้าแปลนมาตรฐาน แต่กล่องขั้วต่อกันไฟและส่วนประกอบที่ได้รับการรับรองมีคุณสมบัติเหมาะสมสำหรับสถานที่อันตราย สำหรับรถถังขนาดเล็กและขนาดกลาง รุ่นที่ผ่านการรับรอง ATEX ขนาด 6 kW เป็นตัวเลือกที่ระบุไว้บ่อยครั้ง
ฮีตเตอร์แช่หน้าแปลนป้องกันการระเบิดที่ได้รับการรับรอง ATEX 380V 6kW เครื่องทำความร้อนแบบจุ่มหน้าแปลนที่ได้รับการรับรองนี้เหมาะกับถังขนาดเล็กถึงขนาดกลางในพื้นที่อันตราย พร้อมกล่องขั้วต่อกันไฟและการอนุมัติ ATEX/IECEx สำหรับตำแหน่งโซน 1 และ 2 ดูผลิตภัณฑ์ → อุปกรณ์ควบคุมมีความสำคัญพอๆ กับเครื่องทำความร้อน ส่วนประกอบการสลับ การป้องกัน และการควบคุมอุณหภูมิที่อยู่ในพื้นที่จำแนกต้องมีการป้องกันของตัวเอง ตู้ควบคุมกันไฟซึ่งสร้างด้วยหลักการกักกันแบบเดียวกันคือโซลูชันทั่วไปสำหรับบรรจุส่วนประกอบเหล่านี้และทำให้วงจรทำความร้อนเป็นไปตามข้อกำหนด
ตู้ควบคุมป้องกันไฟสำหรับระบบทำความร้อนในพื้นที่อันตราย ตู้ป้องกันไฟนี้บรรจุส่วนประกอบสวิตชิ่ง การป้องกัน และการควบคุมอุณหภูมิสำหรับลูปการทำความร้อนอย่างปลอดภัย ซึ่งมีการระเบิดภายในและเหมาะกับพื้นที่ที่จัดประเภทในอุตสาหกรรมต่างๆ ดูผลิตภัณฑ์ → สำหรับท่อและภาชนะที่ต้องการการบำรุงรักษาอุณหภูมิแทนที่จะให้ความร้อนด้วยกำลังสูง การติดตามความร้อนด้วยไฟฟ้าถือเป็นวิธีแก้ปัญหาทั่วไป และยังทำให้เกิดคำถามในการป้องกันอีกด้วย ตัวสายเคเบิลติดตามความร้อนอาจใช้เทคโนโลยีกำลังไฟคงที่หรือจำกัดตัวเอง แต่แผงควบคุมที่จ่ายจะต้องเหมาะสมกับพื้นที่ ตู้ควบคุมการติดตามความร้อนที่ออกแบบมาสำหรับสถานที่อันตรายผสมผสานการกระจายพลังงาน การป้องกัน และการควบคุมอุณหภูมิไว้ในตู้ที่ป้องกันไฟ ดังนั้นวงการติดตามทั้งหมดจึงตรงตามมาตรฐานเดียวกันกับส่วนที่เหลือของการติดตั้ง
ตู้ควบคุมการติดตามความร้อนสำหรับสถานที่อันตราย ตู้ควบคุมนี้รวมการควบคุมอุณหภูมิ การตรวจจับ และการจัดการพลังงานสำหรับการติดตามความร้อนไฟฟ้า รองรับได้ถึง 72 วงจร และเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมทั่วไปหรือสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย ดูผลิตภัณฑ์ → ประเด็นสำคัญ: ความปลอดภัยภายในและการป้องกันการระเบิดไม่สามารถใช้แทนกันได้สำหรับคำอธิบายการป้องกันเดียวกัน ความปลอดภัยจากภายในป้องกันการจุดระเบิดโดยการจำกัดพลังงาน ซึ่งใช้ได้ดีกับเครื่องมือแต่ใช้ไม่ได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า โครงสร้างป้องกันการระเบิดประกอบด้วยการจุดระเบิดภายในตู้ที่ได้รับการรับรอง ซึ่งทำให้เครื่องทำความร้อนกำลังสูง ตู้ควบคุม และแผงติดตามเป็นไปได้ในพื้นที่อันตราย จับคู่วิธีการป้องกันกับฟังก์ชันของอุปกรณ์ ตรวจสอบเครื่องหมายกับการจัดประเภทโซนของคุณ และซื้อจากผู้ผลิตที่จัดทำเอกสารทั้งระบบคุณภาพและการอนุมัติในพื้นที่อันตราย
