在石油、化工、制药、矿山、粮食加工等存在爆炸性气体或粉尘的工业环境中,通风系统是保障安全生产的生命线。防爆通风机作为这一系统的核心动力设备,其职责远超普通的通风换气——它必须在高效输送空气的同时,坚决杜绝自身成为爆炸的点火源。本文将系统讲解防爆通风机的基本类型及其严格的技术要求。

普通通风机在运行时,可能会产生足以引燃爆炸性环境的危险源:
电气火花: 电机内部的接线、换向器、开关等部位可能产生电火花。
机械火花: 叶轮与壳体摩擦、轴承损坏导致金属碰撞可能产生机械火花。
高温表面: 电机过热、轴承润滑不良导致摩擦生热,可能形成高温热点。
防爆通风机通过特殊的设计和制造,消除了这些隐患,确保即使在风机内部或通风管道内存在可燃物,也不会引发爆炸。
二、 基本类型:按结构与防爆原理划分防爆通风机的分类主要基于其结构和所采用的防爆技术。
1. 按风机与电机结构关系划分
直联式防爆通风机
结构: 风机的叶轮直接安装在防爆电机的转轴上,两者同速运转。
优点: 结构紧凑、传动效率高、重量轻、维护点少。
缺点: 电机完全处于气流中,对电机的冷却和自身的防爆要求更高;电机损坏可能需要整体拆解。
适用: 中小型风量、风压的场合,是最常见的形式。
皮带传动式防爆通风机
结构: 采用普通防爆电机,通过皮带和皮带轮带动风机叶轮旋转。
优点: 可通过更换皮带轮方便地调节风机转速和性能;电机与气流隔离,工作环境更好,维护方便。
缺点: 结构复杂,占地面积大;存在皮带摩擦静电和磨损的风险;需要定期检查和调整皮带。
适用: 需要调速、或大风量高风压、以及电机不便置于气流中的场合。
2. 按防爆型式划分(核心分类)
这是根据国家标准GB 3836系列进行的本质安全分类,直接决定了风机的适用环境。
隔爆型(Ex d)
原理: 将风机电机和可能产生火花、电弧的电气部件封装在一个坚固的外壳内。即使内部发生爆炸,外壳也能承受爆炸压力,并通过特殊的“隔爆接合面”缝隙冷却火焰,阻止其传播到外壳外部。
特点: 外壳沉重、坚固,是防爆风机中最主流、最可靠的形式之一。
适用: 1区、2区爆炸性气体环境。
增安型(Ex e)
原理: 不对电机内部点火源进行封闭,而是采取额外的保护措施,增强其安全性,使其在正常运行或规定的异常条件下不会产生电弧、火花或危险高温。
措施: 采用高质量的绝缘材料、加大电气间隙和爬电距离、降低温升、使用特殊的接线端子等。
特点: 结构相对轻便,成本较低。
适用: 仅适用于2区爆炸性环境,或作为隔爆型电机的辅助保护。
正压外壳型(Ex p)
原理: 向装有普通电机的风机机壳内持续通入保护性气体(如洁净空气或惰性气体),并保持内部压力高于外部压力,从而阻止外部爆炸性气体进入。
特点: 需要配套一套气源和监控系统,结构复杂,成本高。
适用: 大型或特殊结构的风机,当采用Ex d或Ex e结构困难时。
3. 按风机本身空气动力结构划分
离心式防爆风机
特点: 气流沿轴向进入,在叶轮内90度转向后沿径向流出。风压高,流量相对稳定,适用于系统阻力较大的通风网络(如长管道、多弯头、需克服过滤器阻力)。
常见型号: 后倾式(高效、节能)、前倾式(风压高、体积小)。
轴流式防爆风机
特点: 气流沿轴向进入,并大致沿轴向流出。风量大,风压较低,适用于直接开墙或短距离大风量换气的场合。
常见型号: 壁式、管道式、岗位式。
三、 关键技术要求:从标准到实践的硬性规定防爆通风机的设计、制造和检验必须满足一系列强制性标准和技术要求。
1. 防爆标志与选型要求
风机必须有清晰、完整的防爆标志,如 Ex d IIB T4 Gb。
IIB: 适用于除乙炔、氢气外的大多数化工气体。
T4: 设备最高表面温度≤135℃。
Gb: 适用于1区、2区。
选型必须匹配危险区域分区(0区、1区、2区)和存在的爆炸性介质。
2. 材料与结构要求
外壳材质: 必须有足够的机械强度以承受内部爆炸压力。通常采用高强度铸铁、铸钢或焊接钢板。
隔爆接合面: 这是隔爆型(Ex d)的核心。其间隙宽度、结合面长度和表面粗糙度必须严格符合GB 3836.2的规定,任何损伤、锈蚀或涂漆都是不允许的。
叶轮与壳体的间隙: 必须有足够的间隙,防止因摩擦产生火花和高温。叶轮需进行动平衡校正,确保运行平稳。
紧固件: 所有裸露的紧固件(如螺栓)必须采用不锈钢材质或进行防锈处理,防止锈死影响拆卸维护。
3. 静电防护要求
风机的旋转部件(特别是叶轮)和外壳必须有良好的静电导除结构,确保摩擦产生的静电荷能及时导入大地。通常要求静电电阻值不大于1×10⁶ Ω。
4. 热保护与温度组别
防爆电机应内置热保护元件(如PTC或PT100),防止电机因过载、堵转等原因导致过热,其表面温度绝对不能超过其标志的温度组别(T1-T6)。
5. 电缆引入装置
电源进线必须使用防爆电缆引入装置(格兰头),并配备合适的密封圈,确保电缆被牢牢夹紧且隔爆腔体与外部隔离。
6. 性能与效率要求
在满足防爆安全的前提下,风机仍需满足其气动性能指标:风量、风压、轴功率、效率等。高效节能的设计同样重要。
四、 选型与应用建议明确环境: 首先确定爆炸危险区域的分区、气体/粉尘种类及其引燃温度。
匹配性能: 根据通风系统的风量、风压要求,选择离心式或轴流式。
优选结构: 在条件允许下,优先选择结构简单、维护方便的直联式隔爆风机。
核查认证: 确保产品具备国家授权的防爆电气产品质量监督检验机构颁发的防爆合格证。
结论防爆通风机是现代工业安全生产中不可或缺的“呼吸卫士”。其技术内涵深远,从宏观的结构选型到微观的隔爆接合面精度,无不体现着对安全的极致追求。只有深刻理解其类型划分背后的安全逻辑,并严格遵守各项技术要求,才能为危险环境选择并维护好一道可靠的生命安全屏障。