เหตุใดการเลือกมอเตอร์แบบพีเอ็มกันระเบิดจึงจำเป็นต้องสอดคล้องกับมาตรฐานการจัดประเภทอันตรายจากการระเบิดที่แตกต่างกัน

ในหอแยกสารละลายด้วยการกลั่นในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี สถานีอัดก๊าซธรรมชาติ เหมืองถ่านหินใต้ดิน และห้องบดเมล็ดพืชหรือผงในอุตสาหกรรมยา แก๊สที่ติดไฟได้ ไอระเหยที่ระเหยง่าย และฝุ่นที่ติดไฟได้จะผสมกับอากาศรอบข้างจนเกิดบรรยากาศที่อาจระเบิดได้ การตรวจสอบความปลอดภัยในโรงงานพบว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าหมุนที่เลือกใช้ไม่ตรงตามข้อกำหนดเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการจุดระเบิดในเหตุการณ์อันตรายในโรงงาน เมื่่วิศวกรฝ่ายจัดซื้อหรือวิศวกรโรงงานเลือก มอเตอร์พีเอ็มแบบกันระเบิด โดยไม่ตรวจสอบให้ตรงกับกลุ่มแก๊สเฉพาะ โซนฝุ่น รูปทรงของช่องรอยแยกที่กันเปลวเพลิง (flamepath gap geometry) และระดับอุณหภูมิผิว (T-rating) ของสถานที่ติดตั้งอย่างเคร่งครัด ความผิดปกติของขดลวดภายในเพียงครั้งเดียว หรือพื้นผิวโครงมอเตอร์ร้อนจัดเกินไป ก็อาจก่อให้เกิดการระเบิดครั้งใหญ่ในโรงงานได้

ไม่ใช่ทุกสถานที่อันตรายจะมีหลักการจุดระเบิดแบบเดียวกัน: การกักเก็บการระเบิดภายในของไฮโดรเจนหรืออะเซทิลีน ต้องใช้ช่องว่างของข้อต่อแบบกันระเบิดที่แคบกว่ามากเมื่อเทียบกับการกักเก็บโพรเพนหรือมีเทน ในขณะที่การป้องกันไม่ให้ฝุ่นถ่านหินหรือฝุ่นธัญพืชเกิดการจุดระเบิดจำเป็นต้องใช้การปิดผนึกแบบกันฝุ่นได้ตามมาตรฐาน IP6X อย่างสมบูรณ์ และควบคุมอุณหภูมิผิวภายนอกให้อยู่ในขีดจำกัดที่เข้มงวดอย่างยิ่ง การติดตั้งมอเตอร์แบบกันระเบิดที่ได้รับการรับรองซึ่งออกแบบโดย ENNENG รับประกันความสอดคล้องอย่างแม่นยำกับมาตรฐานการจัดประเภทพื้นที่อันตราย IEC 60079, ATEX และ NFPA 70 พร้อมมอบความปลอดภัยด้านอุณหภูมิที่เย็นกว่าปกติจากเทคโนโลยีมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร

จุดเด่นทางเทคนิค: การถอดรหัสกลุ่มก๊าซ โซนฝุ่น และหลักฟิสิกส์การจุดระเบิดด้วยความร้อน

เหตุใดการจับคู่ข้อต่อแบบกันระเบิดที่ไม่ตรงกัน (IIA/IIB/IIC) และระดับอุณหภูมิ (T1–T6) จึงก่อให้เกิดหายนะ

มอเตอร์ไฟฟ้าสามารถจุดระเบิดบรรยากาศที่ติดไฟได้ผ่านกลไกหลักสองประการ คือ (1) การลัดวงจรหรือการเกิดประกายไฟภายในที่รั่วไหลออกมาจากตัวเรือน และ (2) อุณหภูมิผิวของตัวเรือนด้านนอกสูงเกินกว่าอุณหภูมิการติดไฟเอง (AIT) ของก๊าซหรือชั้นฝุ่นรอบข้าง ตามมาตรฐาน IEC 60079-0 และ IEC 60079-10 บรรยากาศที่ติดไฟได้แบ่งออกเป็นสามกลุ่ม ได้แก่ กลุ่ม I (เหมืองถ่านหินใต้ดินที่มีก๊าซมีเทน), กลุ่ม II (สภาพแวดล้อมก๊าซบนพื้นดิน แบ่งย่อยเป็น IIA สำหรับโพรเพน/มีเทน, IIB สำหรับเอทิลีน, และ IIC สำหรับไฮโดรเจน/อะเซทิลีน), และกลุ่ม III (ฝุ่นที่ติดไฟได้ แบ่งย่อยเป็น IIIA สำหรับเศษวัสดุลอยในอากาศ, IIIB สำหรับฝุ่นที่ไม่นำไฟฟ้า, และ IIIC สำหรับฝุ่นโลหะที่นำไฟฟ้า) การเลือกมอเตอร์แบบ Ex d สำหรับกลุ่ม IIB ไปใช้งานในหน่วยรีฟอร์เมอร์ระดับโซน 1 ของโรงกลั่น ซึ่งมีไฮโดรเจนกลุ่ม IIC อยู่นั้น เป็นการกระทำที่อันตรายถึงชีวิต เนื่องจากระยะการดับเปลวไฟของไฮโดรเจนสั้นมาก ทำให้เปลวไฟภายในสามารถลุกลามผ่านรอยต่อของปลอกแบบ IIB ที่กว้างกว่าได้อย่างง่ายดาย

ขอบเขตความปลอดภัยเชิงความร้อนโดยธรรมชาติของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบกันระเบิดของ ENNENG

การจับคู่กับ ENNENG มอเตอร์พีเอ็มแบบกันระเบิด การจัดหมวดหมู่อันตรายของสถานที่ให้ข้อได้เปรียบด้านความปลอดภัยเชิงเทอร์โมไดนามิกที่ชัดเจนเหนือมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่กันระเบิดแบบดั้งเดิม:

• การสูญเสียพลังงานจากทองแดงในโรเตอร์เป็นศูนย์ ป้องกันประกายไฟที่โรเตอร์และภาวะร้อนเกินผิวหน้า: ในมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่กันระเบิด กระแสเริ่มต้นที่สูงมากหรือโรเตอร์ที่ค้างอยู่อาจทำให้แท่งกรงกระรอก (squirrel-cage) ร้อนจัดเกินไป และทำให้อุณหภูมิของโครงมอเตอร์สูงเกินขีดจำกัด T3 (200°C) หรือ T4 (135°C) ขณะที่มอเตอร์แบบพีเอ็มกันระเบิดของ ENNENG กำจัดกระแสที่เหนี่ยวนำในโรเตอร์ออกไปโดยสิ้นเชิง ทำให้อุณหภูมิของโครงมอเตอร์เย็นลง 15–25 เคลวิน
• ข้อต่อแบบสปิกอ็อต (spigot) กันระเบิดชนิด Ex d ที่ขึ้นรูปด้วยความแม่นยำสูง: เปลือกหุ้มที่ผลิตจากเหล็กหล่อหรือเหล็กแผ่นที่ประกอบขึ้น มีรอยต่อแบบ flamepath ที่ขัดแตะด้วยความแม่นยำสูง เพื่อดับแรงดันจากการระเบิดภายใน (ทดสอบด้วยแรงดันไฮโดรสแตติกสูงสุด 15–20 บาร์) สำหรับกลุ่มก๊าซ IIA, IIB และ IIC
• ระบบตรวจสอบอุณหภูมิขณะใช้งานร่วมกับอินเวอร์เตอร์ (VFD) ที่ได้รับการรับรอง (PT100/PTC): เนื่องจากมอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบกันระเบิดทำงานด้วยระบบขับความถี่แปรผัน จึงมีเทอร์มิสตอร์พีทีซีสามตัวฝังอยู่ภายในและตัววัดอุณหภูมิแบบอาร์ทีดีพีที100 เพื่อให้การล็อกความร้อนแบบปลอดภัยสูงสุดในช่วงความเร็วทั้งหมด

ข้อได้เปรียบหลักของระบบมอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบกันระเบิดของ ENNENG

มอเตอร์แบบอินเวอร์เตอร์-เดริฟต์ ให้แรงบิดสูงอย่างปลอดภัย ในช่วงแรงดันไฟฟ้า 110–690 โวลต์ สำหรับพื้นที่อันตราย

มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบกันระเบิดที่เริ่มต้นด้วยการต่อเข้าสายไฟแบบดั้งเดิม จะดึงกระแสเริ่มต้น (inrush current) ขณะสตาร์ทสูงถึง 600% ถึง 800% ของกระแสล็อกโรเตอร์ ส่งผลให้เกิดความเครียดเชิงความร้อนอย่างรุนแรงบริเวณปลายขดลวดสเตเตอร์ และทำให้แรงดันตกในแผงควบคุมไฟฟ้าที่ติดตั้งในพื้นที่อันตราย มอเตอร์แบบเพอร์มาเนนต์แมกเนต (PM) กันระเบิดของ ENNENG สามารถสตาร์ทได้อย่างราบรื่นโดยใช้ไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) แบบเฉพาะที่ติดตั้งอยู่ในห้องไฟฟ้าปลอดภัย โดยทำงานได้ตลอดช่วงแรงดันรวม 110–690 โวลต์ พร้อมทอร์กเริ่มหมุน (breakaway torque) สูงกว่า 150% และจำกัดกระแสสตาร์ทให้อยู่ในระดับกระแสที่ระบุไว้บนป้ายชื่อ (nameplate) นอกจากนี้ ประสิทธิภาพระดับ IE5 แบบอัลตรา-พรีเมียมยังช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องในกระบวนการเคมีและน้ำมัน-ก๊าซที่ดำเนินการตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน นอกเหนือจากมอเตอร์ไดรฟ์สำหรับพื้นที่อันตรายแล้ว ENNENG ยังผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเพอร์มาเนนต์แมกเนตในช่วงกำลังรวม 5 กิโลวัตต์ ถึง 5 เมกะวัตต์ (แรงดัน 110–690 โวลต์) และกังหันลมแกนแนวตั้งในช่วงกำลัง 1–10 กิโลวัตต์ (โดยเน้นรุ่น 3, 5 และ 10 กิโลวัตต์)

เป็นไปตามมาตรฐาน IEC 60079-1 (Ex db), IEC 60079-31 (Ex tb) และ ATEX 2014/34/EU

มอเตอร์แบบกันระเบิด PM ทุกตัวของ ENNENG ได้รับการออกแบบและทดสอบตามมาตรฐานสากลสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงต่อการระเบิดอย่างเข้มงวด ตัวเรือนมอเตอร์แบบกันเปลวไฟสำหรับกลุ่มก๊าซนั้นเป็นไปตามข้อกำหนด IEC 60079-1 (การป้องกันอุปกรณ์ด้วยตัวเรือนกันเปลวไฟ "d") โดยมีผนังทำจากเหล็กหล่อที่เสริมความแข็งแรง รอยต่อเพลาแบบเขาวงกตที่ช่วยระบายแรงดัน และกล่องขั้วต่อแบบกันระเบิด สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นติดไฟได้ (เช่น เครื่องบดถ่านหิน เครื่องบดยาในอุตสาหกรรมเภสัชกรรม และเครื่องยกธัญพืช) ตัวเรือนจะเป็นไปตามข้อกำหนด IEC 60079-31 (การป้องกันการจุดติดของฝุ่นด้วยตัวเรือน "t" – Ex tb IIIC Db IP65/IP66) นอกจากนี้ เนื่องจากการใช้งานร่วมกับอินเวอร์เตอร์จำเป็นต้องมีการรับรองความร้อนร่วมกันระหว่างมอเตอร์กับไดรฟ์ตามคำสั่ง ATEX 2014/34/EU และมาตรา 500 ของ NFPA 70 ENNENG จึงใช้ฉนวน VPI ที่ไม่เกิดการปล่อยประจุบางส่วนตามมาตรฐาน IEC 60034-18-41 พร้อมเซ็นเซอร์ป้องกันความร้อนที่ได้รับการรับรองจากผู้ผลิตเพียงรายเดียว

สถานการณ์การใช้งานในภาคอุตสาหกรรมและคู่มือการบำรุงรักษาเชิงวิศวกรรม

1. ปั๊มไฮโดรคาร์บอนในโรงกลั่น เครื่องอัดไฮโดรเจน และสายพานลำเลียงในเหมืองถ่านหิน

ในการถ่ายโอนตัวทำละลายในโซน 1 ของอุตสาหกรรมปิโตรเคมี และคอมเพรสเซอร์รีไซเคิลไฮโดรเจนกลุ่ม IIC อาจเกิดการรั่วไหลของก๊าซขึ้นได้ระหว่างการปฏิบัติงานตามปกติ การระบุมอเตอร์แบบถาวรแม่เหล็ก (PM Motor) ที่ผ่านมาตรฐาน ENNENG Ex db IIC T4 สำหรับใช้งานในพื้นที่ระเบิดได้ จะรับประกันว่าอุณหภูมิสูงสุดบนผิวเปลือกมอเตอร์จะไม่เข้าใกล้จุดอุณหภูมิที่ก๊าซสามารถลุกไหม้เองได้ แม้ขณะทำงานที่ความเร็วต่ำจากอินเวอร์เตอร์ควบคุมความเร็ว (VFD)

2. แนวทางปฏิบัติจริงสำหรับการคัดเลือก การตรวจสอบ และการบำรุงรักษา

เพื่อให้มั่นใจว่าสอดคล้องกับข้อบังคับอย่างสมบูรณ์และปลอดภัยในการปฏิบัติงาน ทั้งในขั้นตอนการเลือกและการบำรุงรักษามอเตอร์แบบถาวรแม่เหล็ก (PM Motor) ที่ใช้งานในพื้นที่ระเบิดได้ โปรดปฏิบัติตามแนวปฏิบัติด้านวิศวกรรม 5 ขั้นตอนนี้:

• ตรวจสอบแผนผังการจัดจำแนกพื้นที่อันตราย (Zone/Division และกลุ่มก๊าซ/ฝุ่น): เปรียบเทียบกับแผนที่การจัดจำแนกพื้นที่อันตรายของสถานที่ เพื่อยืนยันว่าตำแหน่งดังกล่าวอยู่ในโซน 1 หรือโซน 2 (ก๊าซกลุ่ม IIA, IIB หรือ IIC) หรืออยู่ในโซน 21/22 (ฝุ่นกลุ่ม IIIB หรือ IIIC) ก่อนระบุรหัสการป้องกันของมอเตอร์แบบถาวรแม่เหล็ก (PM Motor) ที่ใช้งานในพื้นที่ระเบิดได้
• จับคู่ระดับชั้นอุณหภูมิ (T-Rating) โดยมีระยะปลอดภัย 20%: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าชั้นอุณหภูมิที่ได้รับการรับรองสำหรับมอเตอร์ (เช่น T4 ≤ 135°C) ต่ำกว่าอุณหภูมิการลุกไหม้เองต่ำสุด (AIT) ของไอระเหยสารเคมีทั้งหมด หรือชั้นฝุ่นหนา 5 มม. ที่มีอยู่ในหน่วยกระบวนการ
• เชื่อมต่อเซ็นเซอร์ PTC/PT100 แบบฝังไว้ภายในมอเตอร์เข้ากับรีเลย์ความปลอดภัยที่ได้รับการรับรอง: เดินสายเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิของสเตเตอร์ที่ฝังไว้ภายในมอเตอร์ไปยังแอมพลิฟายเออร์ตัดวงจรที่ได้รับการรับรองตามมาตรฐาน ATEX/IECEx ซึ่งติดตั้งอยู่ในตู้ VFD บริเวณพื้นที่ปลอดภัย เพื่อตัดกระแสไฟฟ้าทันทีทันใดเมื่อเกิดภาวะความร้อนผิดปกติ
• รักษาช่องว่างของเส้นทางการดับเปลวเพลิง (flamepath) และข้อต่อสายไฟแบบ Ex ที่ได้รับการรับรองไว้ให้สมบูรณ์ระหว่างการบำรุงรักษา: ห้ามทำการกลึง ขีดข่วน หรือทาสีบริเวณรอยต่อแบบ flange ของระบบกันระเบิดชนิด Ex d โดยเด็ดขาด ให้เคลือบพื้นผิว flamepath ด้วยจาระบีป้องกันการกัดกร่อนชนิดไม่แข็งตัวตามมาตรฐาน IEC 60079-14 เท่านั้น และใช้ข้อต่อสายไฟแบบ Ex d ที่ได้รับการรับรองสำหรับทุกช่องเข้าของแรงดัน 110V–690V

ข้อได้เปรียบด้านการปรับแต่งเฉพาะของ ENNENG

การติดตั้งอุตสาหกรรมที่มีความเสี่ยงสูงต้องการความสอดคล้องอย่างแม่นยำระหว่างการรับรองความปลอดภัยตามระดับภูมิภาค อุณหภูมิแวดล้อมสุดขั้ว (-40°C ถึง +55°C) และโครงสร้างพื้นฐานของปั๊มหรือคอมเพรสเซอร์แบบกลไก ซีรีส์มอเตอร์แบบถาวรแม่เหล็ก (PM) ที่ผ่านมาตรฐานกันระเบิดของเอนเนิง ได้รับการออกแบบเฉพาะสำหรับช่วงแรงดันไฟฟ้ารวม 110V–690V โดยปรับแต่งเฟรมสำหรับงานเหมืองแร่ตามมาตรฐาน Ex db I Mb เคสสำหรับอุตสาหกรรมปิโตรเคมีตามมาตรฐาน Ex db IIB/IIC T4 และรูปแบบกันการจุดระเบิดจากฝุ่นตามมาตรฐาน Ex tb IIIC ให้สอดคล้องกับมาตรฐานการติดตั้งแบบ IEC และ NEMA

ติดต่อ ENNENG วันนี้

ปรึกษาเอกสาร ทีมวิศวกรด้านพื้นที่อันตรายของเอนเนิง เพื่อให้สอดคล้องกับการจัดหมวดหมู่ความเสี่ยงจากการระเบิดของสถานที่ของท่าน และรับข้อเสนอสำหรับมอเตอร์แบบถาวรแม่เหล็กที่ผ่านมาตรฐานกันระเบิดที่ออกแบบเฉพาะ

• วอตส์แอป: +86 18562780228
• อีเมล:  [email protected]
• โทรศัพท์: +86 532 66000559

คำถามที่พบบ่อย

คำถาม: ทำไมมอเตอร์แบบถาวรแม่เหล็กที่ผ่านมาตรฐานกันระเบิดสำหรับกลุ่มก๊าซ IIB จึงไม่สามารถใช้งานในสภาพแวดล้อมไฮโดรเจนซึ่งจัดอยู่ในกลุ่ม IIC ได้?

A:ก๊าซที่ติดไฟได้มีค่าช่องว่างปลอดภัยสูงสุดในการทดลอง (MESG) และพลังงานจุดระเบิดที่แตกต่างกัน กลุ่มก๊าซ IIC เช่น ไฮโดรเจนและอะเซทิลีนสามารถจุดติดได้ง่ายกว่ามาก และต้องใช้ช่องว่างของข้อต่อแบบกันระเบิดที่แคบเป็นพิเศษ (มักไม่เกิน 0.15–0.20 มม.) เพื่อดับเปลวเพลิงภายใน ในขณะที่ก๊าซเอทิลีนในกลุ่ม IIB ยอมให้มีช่องว่างที่กว้างกว่า ผู้ใช้งานต้องเลือกมอเตอร์แบบถาวรแม่เหล็กกันระเบิดของ ENNENG ให้สอดคล้องกับอันดับกลุ่มก๊าซที่ไวไฟที่สุดในสถานที่นั้นเสมอ

คำถาม: เทคโนโลยีแม่เหล็กถาวรทำให้มอเตอร์แบบถาวรแม่เหล็กกันระเบิดมีความปลอดภัยมากขึ้นอย่างไรเมื่อควบคุมด้วยระบบ VFD แบบปรับความเร็วได้?

A:เมื่อมอเตอร์แบบเหนี่ยวนำกันระเบิดมาตรฐานทำงานที่ความเร็วต่ำภายใต้การควบคุม VFD การไหลของอากาศจากพัดลมระบายความร้อนจะลดลง ประกอบกับการสูญเสียพลังงานความร้อนในกรงโรเตอร์ที่สูงมาก อาจทำให้อุณหภูมิของเปลือกภายนอกเกินระดับอุณหภูมิที่รับรองไว้ (T3 หรือ T4) แต่มอเตอร์แบบถาวรแม่เหล็กกันระเบิดของ ENNENG ไม่มีการสูญเสียพลังงานความร้อนในกรงโรเตอร์เลย จึงทำงานเย็นกว่ามากในช่วงความเร็วต่ำ และรักษาระดับความปลอดภัยด้านอุณหภูมิ (T-rating thermal margin) ไว้ได้อย่างมั่นคง