韩国永动力·YB2系列·化工厂ATEX驱动指南

化工厂用防爆电机
水泵和风机:ATEX防爆选型指南

在可能存在易燃气体、蒸汽或雾的化工厂区域使用普通工业电机存在严重的安全隐患,并且违反相关法规。IEC/ATEX 区域分类系统明确规定了哪些区域需要使用防爆电机,电机必须通过哪一类气体的认证,以及电机表面温度必须低于特定物质燃点的温度等级。本指南将详细介绍在化工厂应用中如何选择合适的防爆电机,并以韩国 Ever-Power YB2 Ex d 系列电机为例进行说明。

Ex d IIB T4
1区和2区
IECEx/ATEX认证
IP55 户外
0.55–200千瓦

例 d
防爆外壳
二IB
气体组:乙烯当量
T4
表面温度低于 135°C
1/2区
IEC 60079-10 分类
IP55
户外化工厂评级

韩国永动力化工设备防爆电机 ATEX YB2 Ex d IIB T4 1区 2区泵风机

韩国永力YB2系列防爆电机,通过Ex d IIB T4认证——其防爆外壳(Ex d)可将任何内部点火阻隔在电机外壳内,防止火势蔓延至周围的爆炸性环境。所有安装在化工厂、炼油厂和溶剂处理设施等IEC 1区或2区危险区域的电机均须强制使用此系列电机。

1. ATEX 1区和2区分类

IEC 60079-10-1 将可能存在爆炸性气体、蒸汽或雾气的区域划分为三个区域。区域划分依据爆炸性气体、蒸汽或雾气出现的频率和持续时间,而非物质的毒性或数量。安装在危险区域的每一台电机都必须获得其所在区域的认证。

0区
爆炸性气体持续存在

在储罐、容器和密闭空间内,如果爆炸性蒸汽-空气混合物持续或长期存在(每年超过1000小时),则必须使用标准电机,包括防爆电机。标准电机不适用于0区。0区需要本质安全型(Ex ia)设备,且该设备必须经过专门认证。安装在密闭工艺容器内的化工厂设备属于0区;驱动容器内搅拌器的电机安装在容器外部,通常属于1区。

1区
正常运行情况下可能存在爆炸性气体环境

通风口周围、泵密封件周围、法兰连接处周围以及工艺设备周围,在正常运行期间(每年 10 至 1000 小时)可能会释放爆炸性蒸汽的区域。处理易燃溶剂的泵房、距开放式排水系统 0.5 米以内的区域以及工艺管道取样点周围的区域通常被划分为 1 区。1 区内的所有电机必须获得 ATEX 或 IECEx 认证,认证等级为 Ex d、Ex e 或同等等级,适用于 II 类气体以及该场所的特定温度等级。

2区
爆炸性气体环境不太可能存在,但并非完全不可能。

在正常运行期间预计不会出现爆炸性蒸汽,但可能偶尔或短时间内(每年少于 10 小时)出现的区域——通常是指 1 区周围从 1 区边界向外延伸 1 至 3 米的区域。化工厂处理易燃材料的一般室外区域通常为 2 区。2 区内的电机必须经过 ATEX/IECEx 认证,适用于 II 类气体,认证等级为 Ex d 或 Ex e。经 1 区认证的电机(Ex d IIB T4)也适用于 2 区安装。

合规要求:在1区或2区危险区域使用标准非防爆电机违反了ATEX指令(欧盟2014/34/EU)、IECEx体系以及大多数国家的国家安全法规。这会在可能存在爆炸性气体的区域内产生点火源。即使电机在火花事件发生时并未运转,接触器接通时的内部电弧、绕线转子电机中的电刷火花或电机机架的静电放电都可能在1区或2区危险环境中引发爆炸。只有经过Ex认证的电机才能安装在危险区域内。

2. 气体组分类:IIA、IIB、IIC

第二类气体根据其最大实验安全间隙 (MESG) 和最小点火电流 (MIC) 比值分为三个子组——这两个比值决定了电机内部的火花或高温表面通过防爆外壳接缝传播到外部爆炸性环境中的可能性。电机必须针对涵盖危险区域内最危险气体的气体组别进行认证。

燃气集团 典型气体和溶剂 中和肌醇 需要汽车驾驶执照 YB2 合适吗?
IIA 丙烷、丁烷、甲烷、丙酮、氨、乙醇、甲苯、二甲苯、甲醇 > 0.9 毫米 Ex d IIA 或更高 是的(IIB涵盖IIA)
二IB 乙烯、乙醚、异丙醇、丁二烯、氯乙烯、苯乙烯 0.5–0.9 毫米 Ex d IIB 或更高 是的(YB2 是 IIB)
工业通信 氢气、乙炔、二硫化碳——爆炸风险最高 小于 0.5 毫米 Ex d IIC 仅限 否(需要 IIC 电机)

韩国Ever-Power YB2系列电机已通过Ex d IIB T4认证,这意味着它适用于所有IIA类和IIB类气体和蒸汽,涵盖绝大多数化工厂环境,包括大多数有机溶剂、石油馏分和工艺气体。对于氢气(IIC类)为危险物质的区域,例如电解装置、氢气储存设施和部分电池设施,则需要使用IIC类认证的电机,YB2 IIB不适用。请在指定电机之前,务必参考区域分类文件确认具体的气体类别。

3. T4温度等级详解

防爆电机的温度等级限制了电机外壳表面的最高温度,使其低于周围危险气体的自燃温度。如果电机表面温度超过周围爆炸性混合物的自燃温度,则无需火花即可发生燃烧——高温表面燃烧与危险区域内的电火花一样危险。

T1 — 最高温度 450°C
电机表面温度不得超过 450°C。极少有化工厂溶剂会在如此高的温度下自燃。
T2 — 最高 300°C
适用于大多数甲烷和丙烷类气体环境。是通用化工厂2区标准。
T3 — 最高 200°C
汽油、煤油和石油醚的必需成分。常见于石油和天然气设施。
T4 — 最高温度 135°C ★
YB2标准等级。涵盖乙烯、乙醛、乙醚。适用于大多数化工厂区域。
T5 — 最高温度 100°C
需要用于去除二硫化碳。标准电机很少指定使用。
T6 — 最高温度 85°C
乙醚和一些极低燃点材料。需要特制电机。

YB2 的 T4 温度等级(表面极限温度 135°C)涵盖乙烯(自燃温度 490°C)、乙醚(160°C)、乙醛(175°C)以及化学制造中常见的大多数有机溶剂。危险区域分类文件必须明确规定特定环境所需的温度等级——切勿在未检查最易燃物质的自燃温度的情况下,假定默认等级足够。

4. Ex d 防爆型与 Ex e 增效型安全型

Ex d — 防爆型

防爆型电机(Ex d)的设计旨在将任何内部爆炸限制在电机壳体内,防止其扩散到外部大气中。电机内部并非完全无火花——其壳体设计能够承受内部爆炸压力(通常为 10 至 15 巴),并且所有外部接头均采用精确的间隙尺寸(MESG)设计,以便在逸出的高温气体排出之前将其冷却至低于周围大气燃点的温度。防爆型电机适用于 1 区和 2 区。

韩国 Ever-Power YB2:Ex d IIB T4。适用于 1 区和 2 区,配备 IIA 和 IIB 气体组。
例如 e — 提高安全性

Ex e 电机通过采用更高的结构标准,消除了 Ex d 电机中仅存在的内部点火源,从而防止在正常运行和特定过载条件下产生火花、电弧或高温表面。Ex e 电机没有电刷触点和换向器,并采用增强型绕组绝缘和温度监控。Ex e 鼠笼式电机通常在 2 区更受青睐,因为其开放式外壳(与 Ex d 电机密封的重型铸铁外壳相比)可提供更好的自然通风和冷却,从而提高效率并减轻重量。Ex e 电机必须配备绕组温度监控装置(PTC 热敏电阻),并连接至经认证的保护继电器。

Ex e:仅适用于 2 区。不加装 Ex d 外壳,不得用于 1 区。

5. 韩国 Ever-Power YB2 系列规格

韩国永力电机YB2系列是一款三相鼠笼式感应电机,符合ATEX指令和IECEx标准的Ex d IIB T4认证要求。它适用于1区和2区危险区域,这些区域的爆炸性气体属于IIA类或IIB类(包括大多数有机溶剂、石油馏分以及除氢气和乙炔以外的化工厂气体)。YB2全系列产品均有现货供应。 防爆电机产品部.

YB2 电机采用与标准 Y2 系列相同的 IEC 72-1 公制框架平台,因此无需对电机底座、联轴器或导管入口位置进行任何改动,即可直接替换现有装置中的标准 Y2 电机。其重型铸铁外壳提供 IP55 防护等级,适用于暴露于雨水和水管冲洗的室外化工厂环境。接线盒采用 Ex d 认证的密封电缆接头,可用于危险区域的铠装电缆或导管系统。

YB2系列主要规格
认证 ATEX + IECEx:Ex d IIB T4
区域适宜性 1区和2区
气体组 IIA 和 IIB(不是 IIC)
表面温度极限 T4 = 最高 135°C
功率范围 0.55–200千瓦
围栏 IP55防护等级,铸铁框架
电压/频率 380伏 50赫兹标准
框架 IEC 72-1(与 Y2 相同)
绝缘 F级

6. 化工厂应用

防爆电机化工泵溶剂输送装置 1区 ATEX YB2

溶剂和化学品输送泵

用于输送易燃溶剂(乙醇、甲苯、二甲苯、丙酮、甲醇、二氯甲烷)的离心泵和齿轮泵安装在1区,泵密封件和法兰周围均需安装。功率范围为0.75至22千瓦的YB2 Ex d IIB T4电机(2极或4极)可提供经认证的危险区域防护。电机通过柔性联轴器与泵直接连接,连接在位于容器或储罐0区内部外部的公共底座上。适用于室外化工厂安装,防护等级为IP55;所有接线盒入口均必须使用Ex d电缆接头。

防爆电机排气扇通风装置,2区化工厂,ATEX YB2

通风和排气扇驱动器

化工厂通风风机和排烟系统用于处理含有易燃气体的空气,其风管连接处位于 1 区,周围区域位于 2 区。风机由 1.5 至 30 kW 的 YB2 Ex d IIB T4 电机驱动,驱动方式为 V 型皮带或直接联轴器。对于喷漆室、涂装线和溶剂回收装置,由于排气风机处理的溶剂浓度可能接近爆炸下限 (LEL),因此无论周围区域的环境区域划分如何,都必须获得相应气体组的 Ex d 认证。

反应堆搅拌器驱动装置

外部搅拌电机通过机械密封驱动化学反应器内的搅拌器,属于1区。YB2型4极或6极电机,功率范围为1.5至22千瓦,通常与NMRV蜗轮减速器配套使用,以实现低速搅拌(10至60转/分)。电机和减速器均须安装在Ex d防爆外壳内。

压缩机和鼓风机驱动装置

化工厂处理易燃工艺气体的气体压缩机和工艺空气鼓风机需要使用功率为 5.5 至 200 kW 的 YB2 Ex d IIB T4 电机。电机必须通过接地导体与压缩机底座接地,该接地导体的规格应足以承受电机故障电流,并能维持足够长的时间以使熔断器或断路器动作。

储罐区装载泵

储罐区用于处理石油产品(汽油、柴油、航空煤油)的液体产品装载泵,在正常运行时为2区,装载时为1区。YB2 Ex d IIB T4 可提供适用于正常运行和装载工况的1区认证,无需两种不同的电机规格。

废水和污水泵

处理含溶剂废水的化工厂废水泵,如果溶剂浓度可能超过 25% LEL,则可能位于 2 区。在 2 区,YB2 Ex d IIB T4 可提供所需的 IP55 防护等级认证,适用于室外集水坑和坑式安装。

7. 危险区域电机的安装规则

电缆入口:仅限 Ex d 认证电缆接头

所有接入 YB2 接线盒的电缆必须使用经 Ex d 认证的电缆接头,且接头的类型和直径必须与所用电缆相匹配。标准的 IP68 或防水电缆接头不足以满足 Ex d 应用的要求——接头必须经过专门认证,可用于 Ex d 外壳,并且必须按照 IEC 60079-0 标准的规定进行安装,以确保接线盒的 Ex d 防护性能。

接地:与大地建立专属连接

YB2电机机架必须通过专用接地导体连接到工厂接地连接网络,该接地导体应连接到电机机架上的外部接地螺栓。接地连续性必须在调试前检查中进行验证,并记录在区域电气检查记录中。

温度监测:长时间过载时需要PTC温度传感器

在 1 区安装环境中,如果电机可能长时间过载(例如泵堵塞或气蚀),则应安装 PTC 绕组热敏电阻并将其连接到经过认证的热敏电阻继电器。过载的 Ex d 电机在电机过载继电器跳闸之前,表面温度可能超过 T4 限值 135°C,即使电机尺寸正确,也存在点火危险。

检查:区域电气检查计划

根据IEC 60079-17标准,危险区域电气设备(包括Ex d电机)必须定期检查,以验证其Ex d防护性能是否保持完好——所有紧固件是否齐全、接线盒盖是否正确安装、电缆接头是否紧固以及电机外壳是否腐蚀。在1区,通常至少每3年进行一次严格检查;在2区,则每5年进行一次严格检查。

韩国 Ever-Power YB2 防爆外壳精密加工

精密外壳加工

韩国永动力防爆电机测试

Ex d 测试

韩国 Ever-Power ATEX IECEx 认证

ATEX 和 IECEx

韩国永动力全球出口防爆电机

全球出口

8. 常见问题

我可以使用变频器来控制YB2防爆电机吗?

是的,但变频器本身必须安装在危险区域之外(安全区域的控制室内,或危险区域内防爆型(Ex d)或防爆型(Ex p)变频器外壳内),并且必须经过专门认证,可与防爆型(Ex d)电机配合使用。当使用变频器驱动防爆型(Ex d)电机时,如果电机在低速满载扭矩下持续运行,变频器的输出波形(脉宽调制,PWM)会导致电机表面温度超过T4限值135°C——YB2电机标配的IC411冷却系统不足以应对低速变频器运行。对于变频器控制的危险区域驱动,韩国永能电机建议选用配备IC416强制冷却选项(YB2电机配备独立风机)的YB2电机,或使用防爆认证的dV/dt输出滤波器来降低电机绕组的谐波发热。请咨询我们的技术团队,以获得完整的防爆电机变频器应用评估。

YB2 是否适用于大气环境仅偶尔易燃的 2 区?

是的。YB2 电机已通过 1 区认证,其中也包括 2 区——通过 1 区认证的电机始终适用于要求较低的 2 区环境。然而,对于仅限 2 区的场所,Ex e(增强型安全)电机也是 Ex d 电机的可接受替代方案,并且由于 Ex e 电机采用更轻的开放式结构而非 Ex d 电机笨重的铸铁外壳,因此在能效和重量方面可能更受欢迎。对于希望采用最简单规格且工厂内所有区域均使用同一款电机的 2 区区域,YB2 Ex d IIB T4 是一款可靠的单一规格解决方案,只需一种电机即可满足 1 区和 2 区的所有要求。

安装防爆电机需要哪些文件存档?

对于安装在防爆区域内的每台 YB2 电机,安装文件应包含:ATEX/IECEx 合格证书(确认 Ex d IIB T4 防爆等级及公告机构证书编号);标明安装位置区域划分的危险区域划分图;该电机的区域电气设备登记信息;初始检查记录(确认安装时的电缆接头、接地和防爆完整性);调试测试记录;以及后续的定期检查记录。在欧盟,此文件用于证明符合 ATEX 用户指令 (1999/92/EC)。韩国永电公司 (Korea Ever-Power) 将 ATEX/IECEx 证书作为标准文件随每台 YB2 电机一同提供。

 

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韩国 Ever-Power YB2 系列:ATEX + IECEx Ex d IIB T4,IP55,0.55–200 kW。通过 1 区和 2 区认证。随附完整的 ATEX 认证文件。

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由 Cxm 编辑