防爆风机在船舶上的应用与选型要点

在船舶的某些特定区域，如油轮的货泵舱、燃油舱的排气口附近、化学品运输船的货舱区以及油漆间等，空气中可能积聚易燃易爆的蒸气、气体或粉尘。这些区域被划分为危险区域（Hazardous Areas）。在此类区域，任何一个微小的电火花或高温表面都可能引发灾难性的爆炸事故。因此，用于这些区域的通风设备，尤其是风机，必须采用特殊的防爆设计。防爆风机是船舶安全体系中不可或缺的“守护卫士”。本文将深入探讨防爆风机在船舶上的应用场景、工作原理及关键选型要点。

防爆风机的核心设计理念不是“防止爆炸发生”，因为爆炸性环境是客观存在的，而是“将爆炸控制在设备内部”或“从根本上消除点燃源”，防止其蔓延到外部环境中，从而避免造成更大的灾难。国际电工委员会（IEC）和国际海事组织（IMO）为此制定了严格的标准（如IEC 60079系列），将危险区域划分为不同的Zone（区），并根据爆炸性介质的特性进行分组。常见的防爆型式主要有隔爆型（Ex d）、增安型（Ex e）、本安型（Ex i）和无火花型（Ex n）等。在船用风机领域，常用的是隔爆型（Flameproof Enclosure）和增安型（Increased Safety）。

隔爆型防爆是应用广泛的形式之一。其原理是将风机中所有可能产生电火花、电弧或高温的部件（如电机、接线盒）封装在一个具有足够强度的外壳内。这个外壳并非密封，而是存在特定的缝隙（隔爆接合面）。当外壳内部发生爆炸时，外壳能够承受爆炸压力而不损坏，同时，通过冷却的火焰通过接合面缝隙传到外壳外部时，其温度已降至点燃外部爆炸性混合物所需的温度以下，从而有效阻止了爆炸的传播。这种风机的外壳通常非常坚固厚重。增安型防爆则采取另一种思路：它不对正常运行时产生火花或电弧的部件进行特殊封装，而是对电机等设备采取额外的强化措施（如提高绝缘等级、加大电气间隙和爬电距离、降低温升、使用更可靠的连接件等），以确保在正常运行或认可的过载条件下不会产生电弧、火花或危险高温。它通常用于在正常运行时不会出现点燃源的设备。

在船舶上，防爆风机主要应用于以下几个关键区域：1. 货泵舱：在油轮或化学品船上，货泵舱是风险高的区域之一。泵和阀门可能泄漏可燃货物蒸气。因此，泵舱通风系统必须使用高质量的防爆风机，以持续稀释和排除可能积聚的可燃气体，确保其浓度远低于爆炸下限（LEL）。风机的启动按钮和控制箱也需是防爆型。2. 危险货物舱室及其通风系统：运输易燃易爆货物的货舱，其通风系统必须配备防爆风机。在装卸货或洗舱时，风机需持续运行。3. 燃油准备间、油漆间：这些舱室存放着易燃液体，其挥发的蒸气可能形成爆炸性环境，因此通风设备也需防爆。4. 其他可能存在可燃气体的封闭处所。

为船舶选型防爆风机时，必须格外谨慎，需遵循以下关键要点：首先，也是重要的，是准确划分危险区域。必须根据船舶设计图纸和国际规范（如IEC 60092-502），明确风机安装位置属于哪个Zone（例如，Zone 1：在正常运行时可能出现爆炸性环境的区域；Zone 2：在正常运行时不太可能出现，如果出现也只是短时间存在的区域）。不同Zone等级对应不同的设备保护级别（EPL）。选用的防爆风机其防爆标志必须与区域的危险等级相匹配，绝不允许降低标准使用。

其次，要确定气体/蒸气的组别和温度组别。爆炸性气体按其实验安全间隙（MESG）和点燃电流比（MICR）分为I（矿井甲烷）、IIA、IIB、IIC（如氢气、乙炔）等组别。船舶环境通常涉及II类气体。同时，设备表面温度不能高于环境中可能出现的气体/蒸气的引燃温度。因此，需要根据具体介质的特性，选择相应气体组别和温度组别（如T1-T6）的防爆风机。

第三，风机整体的防爆一致性。防爆认证是针对整个设备而言的，而不仅仅是电机。这意味着，除了电机和接线盒必须是防爆型外，风机本身的旋转部件（叶轮）与静止部件（机壳）之间不能因摩擦产生火花。因此，防爆风机的叶轮通常采用有色金属（如铝合金）或不锈钢制造，并确保与机壳有足够的安全间隙。所有紧固件也需采用不锈钢材质以防锈蚀。

第四，注重安装与维护的特殊要求。防爆风机的安装必须严格遵循说明书，确保隔爆接合面的完好和清洁，任何损伤都可能影响其防爆性能。电缆引入装置必须使用认证的防爆格兰头。在日常维护中，要特别小心，不能随意更改、替换任何可能影响防爆性能的零件（如轴承、密封圈、紧固件），必须使用原厂或经认证的备件。定期检查隔爆面有无腐蚀或损伤，紧固螺栓是否齐全拧紧。

总之，防爆风机是船舶安全链上的关键一环。其选型、安装和维护是一项专业性强的工作，容不得半点马虎。只有深刻理解其工作原理，严格遵守国际规范和船级社要求，并由专业人员进行操作，才能真正确保危险区域的安全，为船舶和船员构筑一道坚固的防火墙。