Silniki elektryczne przeznaczone do eksploatacji w strefach zagrożonych wybuchem

Polskie (europejskie) oraz międzynarodowe przepisy dotyczące urządzeń elektrycznych eksploatowanych w strefach zagrożonych wybuchem stawiają precyzyjne, obligatoryjne wymagania w zakresie ich konstrukcji. Są one uzależnione od poziomu bezpieczeństwa (z punktu widzenia użytkownika), jaki należy zapewnić w finalnej aplikacji. Wspomniane przepisy wynikają wprost z obowiązującej Dyrektywy Parlamentu Europejskiego 2014/34/UE (zwanej dalej Dyrektywą ATEX) oraz norm EN/IEC zharmonizowanych z tą Dyrektywą (m.in. normy EN/IEC z serii 60079).

Zgodnie z Dyrektywą ATEX klasyfikacja urządzeń elektrycznych stosowanych w strefach zagrożonych wybuchem wyróżnia dwa obszary:

• urządzenia instalowane w podziemiach kopalń górniczych (Grupa Urządzeń I),
•  urządzenia instalowane na powierzchni (Grupa Urządzeń II). Zakłady Produkcyjne Grupy Cantoni wytwarzają w Polsce silniki przeciwwybuchowe od ponad siedemdziesięciu lat.

W swojej ofercie mamy cały przekrój wykonań silników Ex (różnej budowy), o mocy od 0,06 kW do 4 MW, które stosowane są przez naszych polskich i zagranicznych klientów.

CJN – wymagany obligatoryjny certyfikat ATEX Jednostki Notyfikowanej
DP – możliwość wprowadzenia na rynek, w oparciu na Deklaracji Producenta (certyfikacja w Jednostce Notyfikowanej nie jest obowiązkowa)

Silniki budowy wzmocnionej Ex eb, produkowane przez BESEL SA

Fabryka Silników Elektrycznych BESEL SA, wchodząca w skład Grupy Cantoni, produkuje przeciwwybuchowe silniki indukcyjne klatkowe trójfazowe przeznaczone do pracy w wybuchowych atmosferach gazowych (II 2 G) i pyłowych (II 2 D) o mocy od 0,06 kW do 1,1 kW. W ich konstrukcji zastosowano dodatkowe środki zapewniające zwiększone bezpieczeństwo wobec możliwości powstania nadmiernej temperatury, występowania łuków i iskier – zarówno wewnątrz silnika, jak i na jego elementach zewnętrznych w czasie normalnej pracy. Są to, odpowiednio, silniki budowy wzmocnionej "Ex eb" oraz silniki zabezpieczone przed zapłonem pyłu za pomocą obudowy "Ex tb". Mogą być one stosowane w strefach z zagrożeniem gazowym 1 oraz 2 lub w strefach z zagrożeniem pyłowym 21 oraz 22. Silniki przeciwwybuchowe produkcji BESEL SA mają certyfikat ATEX, zgodnie z wymaganiami Dyrektywy 2014/34/UE, i spełniają wymogi efektywności energetycznej, zgodnie z Rozporządzeniem Komisji (UE) 2019/1781 & 2021/341.

Silniki budowy ognioszczelnej Ex db, produkowane przez CELMA INDUKTA SA

CELMA INDUKTA SA była pierwszym producentem w Polsce, który wprowadził do swojej oferty silniki przeciwwybuchowe ognioszczelne – stało się to jeszcze w latach 50. ubiegłego wieku.

Zakres oferty silników przeciwwybuchowych produkowanych przez CELMA INDUKTA SA, o mocy od 0,37 kW do 315 kW, jest bardzo szeroki (silniki budowy wzmocnionej "Ex ec" i "Ex eb", silniki do stref pyłowych "Ex tc" i "Ex tb", silniki ognioszczelne "Ex db" do strefy I i II), ale najważniejszym obszarem działania pozostają silniki ognioszczelne "Ex db," przeznaczone dla przemysłu górniczego i chemicznego.

Główne założenia konstrukcyjne silników ognioszczelnych to:

• zabezpieczenie przed wydostaniem się ewentualnego zapłonu (wybuchu) mieszanki wybuchowej (gazowej) z wewnątrz silnika na zewnątrz – wyeliminowanie możliwości zapłonu mieszanki wybuchowej wokół silnika (na instalacji);
• ograniczenie temperatury na obudowie silnika do wartości bezpiecznej, wynikającej z temperatury zapłonu mieszanki wybuchowej wokół silnika (temperatura na jego obudowie nie może przekroczyć temperatury wynikającej z klasy temperaturowej T).

Spełnienie pierwszego założenia konstrukcyjnego wymaga zastosowania odpowiednich przejść ognioszczelnych w obszarach łączenia ze sobą poszczególnych detali silników (np. połączenia tarczy łożyskowej z kadłubem, skrzynki zaciskowej z kadłubem itd.). Właściwie zaprojektowane złącza ognioszczelne pomiędzy elementami tworzącymi obudowę ognioszczelną pozwalają na wygaszenie płomienia wybuchu wewnątrz silnika, a tym samym – na wyeliminowanie możliwości zapłonu mieszanki wybuchowej wokół silnika.

Dodatkowo, ze względu na możliwość wystąpienia eksplozji mieszanki wewnątrz obudowy silnika, konstrukcja poszczególnych komponentów musi być zaprojektowana w sposób uniemożliwiający uszkodzenie obudowy ze względu na wysokie ciśnienia występujące podczas wybuchu mieszanki (odpowiednia wytrzymałość mechaniczna).

Uwzględniając ponad pięćdziesięcioletnie doświadczenie w produkcji silników ognioszczelnych, a także sugestie naszych klientów oraz biorąc pod uwagę nowe wymagania w zakresie minimalnego poziomu sprawności, wynikające z Rozporządzenia Komisji (UE) 2019/1781 & 2021/341, firma CELMA INDUKTA SA zaprojektowała od podstaw, a następnie zaatestowała nową serię silników ognioszczelnych Ex db (eb) z zakresu wielkości 90…315, przeznaczonych dla przemysłu chemicznego (w tym petrochemicznego) w klasie sprawności IE3 – serię (E)cSTe(b).

Silniki z systemem nadciśnienia Ex eb pxb, produkowane przez EMIT SA

Największe silniki przeciwwybuchowe produkowane są w Grupie Cantoni przez firmę EMIT SA – modele o mocy znamionowej do 4 MW. Jeden z ich rodzajów stanowią silniki z systemem nadciśnienia, oznaczane cechą przeciwwybuchowości "Ex eb pxb". Są one wyposażone w zamontowany na obudowie system nadciśnienia, służący do przewietrzenia, a następnie wytwarzania i utrzymywania nadciśnienia wewnątrz obudowy silnika, co zabezpiecza przed przedostaniem się do jego wnętrza czynników potencjalnie wybuchowych z otoczenia. Takie rozwiązanie pozwala na zaoferowanie silników w miejsca, gdzie użycie tradycyjnych rozwiązań silników przeciwwybuchowych (ognioszczelnych lub budowy wzmocnionej) jest technicznie niemożliwe bądź bardzo trudne. Poza wymaganiami klienta konieczność stosowania silników z systemem nadciśnienia w niektórych wypadkach wynika z normy EN 60079-1, dotyczącej zabezpieczeń urządzeń za pomocą osłon ognioszczelnych "d". Wskazuje ona, że łożyska ślizgowe są niedopuszczalne w maszynach elektrycznych wirujących grupy IIC, więc dla silników 2-biegunowych dużej mocy z takimi łożyskami, przeznaczonych dla grupy IIC, jedyną opcją pozostaje ich wyposażenie w opisany powyżej system nadciśnienia.

Hamulce i zwalniaki, produkowane przez EMA-ELFA

Uzupełnieniem oferty silników elektrycznych wytwarzanych w Polsce przez BESEL SA, CELMA INDUKTA SA i EMIT SA w wykonaniu przeciwwybuchowym są hamulce elektromagnetyczne oraz zwalniaki w wykonaniu Ex (stosowane m.in. w układach napędowych z silnikami elektrycznymi), powstające w polskiej fabryce EMA- ELFA Sp. z o.o., wchodzącej również w skład Grupy Cantoni.

W aktualnej ofercie EMA-ELFA Sp. z o.o. znajdują się hamulce serii NEX, spełniające zasadnicze wymagania dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem gazów i pyłów (strefa 2 i 21, wg Dyrektywy 2014/34/UE ATEX). Rozwinięciem tej serii są hamulce serii HEX o pełnej obudowie ognioszczelnej, przeznaczone dla przemysłu górniczego i chemicznego.

Oferta EMA-ELFA Sp. z o.o. obejmuje również zwalniaki elektrohydrauliczne Ex serii ExZE (o napięciu zasilania do 1000 V) i ExwZE (o napięciu zasilania do 1250 V), spełniające zasadnicze wymagania dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w obszarach zagrożonych metanem oraz przestrzeniach zagrożonych wybuchem gazów. Są to urządzenia mechaniczne o ruchu prostoliniowym, które w większości przypadków stosuje się do luzowania (otwierania) hamulców szczękowych i tarczowych, występujących w napędach maszyn transportowych, w dźwignicach, przenośnikach, windach itp.

Wysoka sprawność

Należy podkreślić, że silniki przeciwwybuchowe oferowane przez Grupę Cantoni, produkowane od podstaw na terenie Polski (nie mylić z krajowym montażem komponentów dostarczanych z rynków azjatyckich), spełniają lub przewyższają aktualne wymagania w zakresie sprawności, obowiązujące na terenie EU (IE2, IE3, IE4) oraz w innych obszarach świata (NEMA PREMIUM). Zastosowanie bezpiecznych, w pełni europejskich silników przeciwwybuchowych (zaprojektowanych zgodnie z obowiązującymi przepisami i zaatestowanych w Europejskich Jednostkach Notyfikowanych), o wysokiej sprawności, pozwala dodatkowo na obniżenie zużycia energii elektrycznej.

Cantoni Group
www.cantonigroup.com/pl