固液分离机械设备中的离心机，在工业生产的许多领域如化工、制药、农药、生化等行业中应用极广，其仍然是目前化工中间体、医药原料药等生产工艺中固液分离的主要设备。由于这些行业离心机应用的场合、工艺、介质等的物理和化学性质的不同，对离心机的使用也有不同的防爆要求。结合现场环境与操作情况，以下对离心机在防爆场所中的使用安全进行分析研究。

1 爆炸机理分析

广义地说，爆炸是物质在瞬间以机械功的形式释放出大量气体和能量的现象。爆炸发生时主要特征是压力的急骤升高。

爆炸按物质是否改性分物理性爆炸和化学性爆炸。化学性爆炸根据瞬时燃烧速度的不同可分为轻爆、爆炸、核爆炸。

爆炸还可以按物质是否改性分物理性爆炸和化学性爆炸。化学性爆炸根据瞬时燃烧速度的不同可分为轻爆、爆炸、核爆炸。

爆炸还可以按爆炸反应的相分为：气相爆炸、液相爆炸和固相爆炸3种。

可燃气体爆炸分为两种类型。一类是分解性气体爆炸，这类气体即使在没有氧气（隔绝空气）的情况下，遇到点火源也会发生爆炸，爆炸所需的能量是由此类气体本身分解时放出的分解热提供的。另一类是爆炸性混合气体爆炸，可燃气体、可燃液体蒸气与空气混合形成的混合物，遇火源可能发生的爆炸就属此类，这类爆炸需要具备一定的条件，它们的危险性比前类较低。但这类爆炸造成的事故很多，遍及工业、交通、生活各个领域，造成的损失与危害很大，因此特别应该引起人们的重视。

在工业生产的许多领域如化工、制药、农药、生化等行业中应用极广的离心机，其爆炸一般就属于爆炸性混合气体爆炸。其爆炸范围是指可燃气体与空气的混合气中可燃气体的爆炸下限与爆炸上限之间的浓度范围。常见可燃气体在空气中爆炸上下限（体积分数）一般由实验测定，可查相关书籍。

2 离心机设备防爆要求与措施

危险场所必须按国家标准《爆炸性气体环境用电气设备》划定危险场所区域等级图，并按危险区域等级和爆炸性混合物的级别、组别配置相应符合国家标准规定的防爆等级的电气设备。防爆电气设备的配置应符合整体防爆要求，不可任意降低防爆等级。

2.1 离心机本体设备的防爆要求

根据爆炸性气体环境用电气设备危险场所分类、爆炸性气体分级分组和电气设备表面温度分组要求，以及我们多年对设计、生产、现场调试使用离心机的防爆要求的了解，在适合使用离心机情况下，离心机防爆等级一般选择Exd II BT4即可满足要求，也就是离心机所配置的电气产品防爆等级必须全部不低于Exd II BT4，尤其是全自动离心机。除了常规的电机和现场防爆操作箱（主要包含防爆按钮与指示灯等）外，配置的仪器仪表和传感器比较多，例如防爆电磁阀、料位传感器、振动传感器、压力变送器、测氧仪等均应满足该要求。离心机一般要求较高的强电接地（或接零），现场防爆操作箱等电气设备接地连接线一般不小于4mm²；还要有单独的静电接地系统，一般用不小于M10的螺栓、有防松措施以螺母压紧进行接地线的连接；同时爆炸危险场所的绝缘导线须穿水管或煤气管敷设，且钢管连接处应当密封。

除了电气要求外，传动皮带要用防静电皮带，相对运动部件不得有相撞或摩擦现象以免产生静电与火花。对于制动装置，现已不采用机械摩擦式制动装置、改用非接触式电磁能耗制动形式。

2.2 离心机外围配套设备的防爆要求

（1）进料与出液应安装自动阀，一旦有气体爆炸，迅速停机，同时自动关闭进料阀与出液阀；以免爆炸危险波及料罐、储液罐等其他设备。同时出液管路可设液封，可以在离心机与储液罐之间起到一定隔离作用。

（2）出料斗与干燥机之间也应安装自动阀，一方面隔绝干燥机的热源，防止离心机运行时工作温度超高；另一方面隔绝爆炸气体，有气体爆炸迅速自动关闭。

（3）对压力管线要有防止高低压窜气、窜液措施。

2.3 离心机运行过程中的防爆措施

即使离心机的机械与电气零部件均严格按防爆等级要求进行制造与配置，操作维护人员也严格按防爆要求与操作规程进行操作与维护，但离心机是高速旋转的动设备、且由于加料机构或滤布问题等使转鼓内布料不均而产生一定的振动，所以长期使用后，可能有零部件松动移位现象，如设备未能及时维护检修，这就有可能相互间产生摩擦碰撞而产生火花。另一方面，有些物料由于流动、加料等产生静电，如果静电的聚集速度高于释放速度，就有可能产生电火花。

由于离心机运行时有火花存在的可能，其运行过程中的防爆措施往往显得更为重要。具体措施有三：

（1）配置抽空管路。比较简单的办法是从离心机上盖接抽空管与抽空阀，离心机加料或加有机溶剂洗涤时，根据溶剂挥发程度可以及时开启抽空阀，有效降低易燃易爆气体浓度。但该措施问题有二：一，难于确保易燃易爆气体浓度不在爆炸极限范围内；二，在抽空过程中，易将空气抽入离心机系统，难于确保氧含量不在爆炸极限范围。因此，离心机配置抽空管路，仍有爆炸危险。

（2）配置爆破膜式泄爆装置。一旦有爆炸危险，爆破膜或片先爆，然后将爆炸物通过排泄管排放至安全的地方。这样排泄管径一般较大，不利于离心机安装使用；同时离心机运行状态差异较大，爆破膜或片有效面积难于精确计算与确定；并且配置爆破膜片，也属于被动防爆措施。因此，离心机配置爆破膜片，仍有爆炸危险。

（3）对于爆炸危险极高或爆炸造成停机停工损失较大的，建议选配离心机自动充氮保护系统，该系统包含自动充氮排气阀与在线测氧仪等，在离心机使用前或加料、加有机溶剂洗涤时均可灵活检测氧含量并根据需要进行充氮保护。有条件的或大批量使用离心机的，应配备可燃气体浓度分析检测仪。这样，离心机运行时，操作人员对其系统内的氧含量和可燃气体浓度可以清楚掌握，彻底避免爆炸危险。

3 安装、操作、维护和检修的防爆要求

（1）离心机所处位置应远离各种引爆源和生活、办公区，并尽可能采用半露天布置，布置在室内应有足够的通风量、足够的泄压面积和必要的安全通道。

（2）爆炸危险场所的设备应保持完好，并应定期进行校验、维护保养和检修，其完好率和泄漏率都必须达到规定要求。

（3）防爆电气设备的施工、安装、维护和检修也必须符合规程要求。防爆电气的安装、维修工人必须经过培训、考核合格，持证上岗。检验和检修防爆电气产品的单位必须经过资格认可。电缆线路通过不同的爆炸危险区域的交界处、爆炸危险区域与非爆炸危险区域的分界处，均应采取相应的隔离措施；电缆管线或保护钢管与墙壁、楼板或地坪间的缝隙、敷设电缆时预留的孔洞，均应进行密封；并且电缆线芯的连接应采用压接、熔焊或钎焊，中间过渡接头设置在非防爆区，如在防爆区内则必须在隔爆接线盒内进行导电体的连接。新敷电缆在安装工作结束后，应按照试验标准，每条电缆经绝缘检测，耐压试验合格后方准投入运行。

（4）爆炸危险场所的管理人员和操作工人，必须经培训考核合格后才能上岗。危险性较大的操作岗位，企业应规定操作人员的文化程度和技术等级。

（5）企业必须有安全操作规程，操作工人应按操作规程操作。

4 生产工艺的防爆要求

（1）应是成熟的生产工艺、应有完善的生产工艺控制手段，设置具有可靠的温度、压力、流量、液面与氧含量等工艺参数的控制仪表，确保含有离心机的生产装置或系统安全、稳定和有序地生产运行。

（2）有静电积聚危险的生产装置应采用控制流速、导除静电接地、静电消除器、添加防静电等有效的消除静电措施。

5 结论

对爆炸风险管理来说，目标就是将爆炸导致不可接受的结果降低到可接受的水平，达到这样目标的手段应当至少满足下列要求之一：降低爆炸发生的可能性；减轻爆炸后果并减少爆炸载荷增加的可能性；技术上控制爆炸，将爆炸载荷降低到可接受的程度。

所以就设备而言，必须所有机械与电气零部件均严格达到防爆要求。就操作维护人员而言，必须严格按防爆要求与操作规程进行操作与维护，且能及时发现爆炸隐患与险情，确保离心机等设备安全、稳定和有序地生产运行。