Odporové teploměry Ex e pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu

Transkript

1 Odporové teploměry Ex e pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu Cílová skupina: Odborné elektrotechnicky znalé osoby podle směrnice EU 1999/92/EG a pracovníci seznámení B B Návod k obsluze

2

3 Obsah Strana 1 Předmět a účel použití Označení Bezpečnostní upozornění Shoda norem Technická data, legenda Jiskrově bezpečné připojení, nevýbušné provedení Ex i Všeobecně k nevýbušnému provedení Instalace Údržba Typy zapojení odporového teploměru... 10

4 1 Předmět a účel použití Odporové teploměry firmy JUMO jsou nasazovány pro měření teploty v kapalných a plynných médiích stejně tak i v prachu jako jiskrově bezpečné i, s pevným uzávěrem d nebo zvýšenou bezpečnostní e. Teploměr se skládá z ochranné armatury s různými typy procesních připojení, připojovací hlavice nebo kabelu a podle typu s vyměnitelnou měřicí vložkou. Všechny armatury (styčné díly) se podrobují zkoušce těsnosti. V armatuře je uložen teplotní senzor Pt100 podle DIN EN v toleranční třídě A nebo B ve dvou-, tří- nebo čtyřvodičovém zapojení (viz bod 8). Nasazení senzorů s vyšší základní hodnotou (Pt 500; Pt 1000; Pt 2000; Pt 5000) je možné. Stejně tak je možné použití dalších senzoru NTC, jako např. KTY nebo dalších senzorů PTC. Možné jsou také provedení s dvěma nebo třemi měřícími obvody. Pro přenos měřených hodnot jednotkovým signálem (např. 4 20mA) může být vestavěn převodník do hlavice. Snímače splňují požadavky pro skupinu s nebezpečím výbuchu II kategorie 1 G a 1 D, tak i 2 G a 2 D. Proto se hodí pro nasazení do prostředí s nebezpečím výbuchu do zón 1 a 2 u plynu (Gas) a do zón 21 a 22 u prachu (Dust). Armatura snímače smí při určitých předpokladech vyčnívat do zóny 0 resp. 20 (oddělení zón). Příslušné teploměrem specifické vlastnosti jsou uvedeny v odpovídajícím typovém listu a / nebo v tomto návodu k použití na nalepené etiketě. Podle požadavků potřeby a úkolu měření mohou být odporové teploměry dodány s různými typy připojovacích hlavic, s různým procesním připojením, s odpovídající ochranou jímkou s nebo bez výměnné měřicí vložky nebo s namontovaným připojovacím kabelem. Odporové teploměry s nevýbušným provedením Ex i jsou certifikovány pro připojení na jiskrově bezpečné proudové obvody kategorie ib (pro použití v zónách 1 a 2, s oddělovacím prvkem v zóně 0), tak i kategorie ia (pro nasazení jímky čidla v zóně 0, 1 a 2). Odporový teploměr v tlakovém uzávěru (připojovací hlavice a kabelová průchodka) jsou rovněž vybaveny měřicí vložkou v jiskrově bezpečném provedení k připojení na jiskrově bezpečný proudový obvod. Při připojení na proudový obvod, který není jiskrově bezpečný, musí být zabezpečeno oddělení na straně použití dle spotřebovaného výkonu a typu, aby nedošlo k překročení maximálního povrchového ohřevu podle teplotní třídy po odečtení bezpečné vzdálenosti! Viz také kapitola 5 Technická data. 2 Označení Typ použitého odporového teploměru je vyznačen na typovém štítku resp. připojovací hlavici. Každému odporovému teploměru s vlastním označením (např ) je přiřazeno čidlem specifické označení resp. typový list. Díky odpovídajícímu označení jsou všechny čidla jednoznačně identifikovatelná a zpětně vyrobitelná. Čidlem specifické hodnoty jsou vyznačeny na jeho označení, typovém listu a / nebo přilepeny samolepkou v návodu k použití. 3 Bezpečnostní upozornění Relevantní technická data pro nasazení přístroje v prostředí s nebezpečím výbuchu jsou uvedeny v příslušném technickém typovém listu a / nebo uvedeny na nalepené samolepce tohoto návodu k použití. Všechny odporové teploměry provozujte podle určení pouze v nepoškozeném a čistém stavu!

5 Nesmí být provedeny žádné změny na odporovém teploměru. Případná bezchybná funkce není již poté zajištěna. Tímto zaniká nárok na záruku. Při výměně vyměnitelných měřicích vložek je nutné použít pouze stejné typy výrobků JUMO. Při vestavbě a práci na a s odporovým teploměrem, tak i při montáži v místě dbejte na národní a mezinárodní předpisy pro bezpečnost a ochranu proti úrazům. Za další dodržování zákonných ustanovení je zodpovědný provozovatel zařízení. U pokračujících připojovacích vedení dbejte na specifické délkové závislé kapacity a indukčnosti. 4 Shoda norem Odporové teploměry odpovídají požadavkům těchto norem: Nová norma: Původní norma: DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN DIN EN Tabulka 1: shoda norem JUMO systém řízení jakosti podle EN ISO 9001 je základem pro shodu se směrnicí EU 94/9/EG příloha IV (ATEX). Odporové teploměry jsou vyvíjeny, zhotovovány a zkoušeny podle odpovídajícího stavu techniky a podle příslušných norem. 5 Technická data, legenda Pozor: specifická data jsou uvedena v v typovém listu / výkresu a / nebo na nalepené etiketě v tomto návodu k použití. 5.1 Jiskrově bezpečné připojení, nevýbušné provedení Ex i Zařízení v prostředí s nebezpečím výbuchu obsahují pouze jiskrově bezpečné proudové obvody. Proudový obvod je jiskrově bezpečný, pokud v normálním a poruchovém stavu nevznikne zkratem jiskra schopná zapálení a vlivem protékajícího proudu přístrojem nedojde k povrchovému ohřevu většímu, než je stanoveno teplotní třídou (viz také EN ). Aby se mohl proudový obvod označit jako jiskrově bezpečný, musí být všechny přístroje nacházející se v obvodu instalovány jako jiskrově bezpečné. Dále musí být prověřeno, že všechna zapojení jiskrově bezpečných přístrojů splňují požadavky na jiskrově bezpečné obvody. Společné zapojení libovolných jiskrově bezpečných přístrojů ještě samo o sobě negarantuje jiskrově bezpečný obvod.

6 U odporového teploměru teče měřicí proud snímacím prvkem. Dochází k vlastnímu ohřevu prvku a nakonec ke zvýšení teploty na povrchu ochranné armatury. Musí být proto zajištěno, že nedojde k překročení hranice stanovené teplotní třídy. Teplotní třída Maximální teplota povrchu zařízení 1 Zápalná teplota hořlavých látek T1 450 C > 450 C T2 300 C > 300 < 450 C T3 200 C > 200 < 300 C T4 135 C > 135 < 200 C T5 100 C > 100 < 135 C T6 85 C > 85 < 100 C Tabulka 2: teplotní třídy Povrchový ohřev je stanoven z konstrukce teplotního čidla, z okolních podmínek (tepelná vazba na měřené médium) tak i z odebíraného výkonu. Vlastní reakce na ohřev snímače je charakterizována konstantou ochranné jímky SK [K/W], která je udána při klidovém vzduchu povrchového ohřevu k okolní teplotě v závislosti na spotřebovaném výkonu. Konstantu ochranné jímky SK od firmy JUMO lze zjistit na výkresu / typovém listě nebo nalepené samolepce. Provozovatel musí zjistit, zda je teploměr podle příslušného typu aplikace a připojených přístrojů pro aplikaci vhodný. Maximální povolená teplota na špici snímače se stanový z následující rovnice: T S = T K - P i x SK. T s T k P i SK Nejvyšší dovolená teplota na špici snímače Nejvyšší dovolená povrchová teplota v závislosti na teplotní třídě Výkon potvrzený pro jiskrově bezpečný obvod Konstanta ochranné jímky (viz typový list / výkres) Následující graf zobrazuje příkladně reakci vlastního ohřevu povrchu čidla jednoho odporového teploměru v závislosti na spotřebovaném výkonu a vnitřní teplotě čidla. Reakce ohřevu není závislá na nevýbušném provedení a stejně tak na tlakovém uzávěru! Graf 1: Reakce vlastního ohřevu Pt100-odporového teploměru 1 Vysvětlivky: Dodatečně je nutné dodržet následující bezpečnostní vzdálenosti: Kategorie 1: Podle DIN EN :2008 bodu (horké povrchy) nesní překročit teplota na všech površích přístrojů nasazení v zóně 0, 80% zápalné teploty! Teplotní třída mínus 20%! Dodatečně se ještě jednou odečítá u teplotní třídy T1 a T2 10 C a teplotní třídy T3-T6 5 C. Kategorie 2: u teplotní třídy T1 T2 je nutné odečíst 10 C, u teplotní třídy T3 - T6 je 5 C.

7 Příklad 1: Snímač má být nasazen v teplotní třídě T4 (maximální teplota 135 C, hranice je zredukována o 5K jako bezpečná; Konstanta ochranné jímky SK = 80 K/W Maximální výkon proudového obvodu P = 0,5 W Ts = 130 C 0,5 W x 80 K/W Ts = 130 C 40 K = 90 C Maximální teplota (měřicí teplota resp. teplota média) na špici snímače nesmí překročit hodnotu 90 C, protože v případě chyby je možné, že dojde k překročení mezní hodnoty pro teplotní třídu. Nebezpečí výbuchu! Příklad 2: Stejný snímač má být nasazen jako ve výše uvedeném prostředí, avšak maximální výkon je podstatně menší, jelikož je zapojen převodník JUMO dtrans T01, tím dojde ke zřetelnému rozšíření jeho spektra použití. Konstanta ochranné jímky SK = 80 K/W Maximální výkon proudového obvodu P = 0,011 W (typ ) Ts = 130 C 0,011 W x 80 K/W Ts = 130 C 0,88 K = 129,12 C Maximální teplota (měřicí teplota resp. teplota média) na špici snímače nesmí překročit hodnotu 129,12 C, protože v případě chyby je možné, že dojde k překročení mezní hodnoty pro teplotní třídu. Nebezpečí výbuchu! Pokud bude instalován teploměr s převodníkem v připojovací hlavici, je nutné dodržet všechny mezní hodnoty vztažené i pro tento převodník. Převodník je hermeticky uzavřen v připojovací hlavici. Teplota v připojovací hlavici se zvyšuje na základě okolní teploty, přivedeného teplota z měřeného média, ochranné jímky a také vlastním ohřevem převodníku. Údaje z certifikátu typu nasazeného převodníku je bezpodmínečně nutné dodržovat. Příklad převodníku: Měření teploty v třídě T4 max. 135 C, okolní teplota připojovací hlavice 40 C, ohřev hlavice 18 K. Z toho plyne maximální teplota v připojovací hlavici 40 C + 18K = 58 C. Nasazen bude převodník dtrans T01 podle typového listu v II1G, jehož okolní teplota při nasazení v třídě T4 je max. 60 C. Protože je 58 C < 60 C, může být převodník provozován v připojovací hlavici v okolí rozsahu teplotní třídy T Všeobecně k nevýbušnému provedení Obecně musí být udána reakce vlastního ohřevu přístrojů také při nasazení jiných nevýbušných provedení podle DIN EN a musí nastat zařazení do odpovídající teplotní třídy.

8 Pro nasazení v prostředí s nebezpečím prachu výbuchu je nutné uvažovat následující hodnoty teplot. Pro všechny zóny platí: Povrchová teplota přístrojů nesmí stoupat tak rychle, aby nemohl být zapálen rozvířený prach nebo prach usazený na přístrojcích. Tohoto stavu se dosáhne splněním následujících podmínek: Bez prachových usazenin Povrchová teplota nesmí překročit 2/3 zápalné teploty v C příslušné sloučeniny prachu / vzduchu. S prachovými usazeninami Plochy, na kterých na kterých nelze zamezit nebezpečným usazeninám, nesmí překročit teplota povrchu, která je snížena o 75 K oproti teplotě doutnání příslušného prachu. Při tloušťce stěny přes 5mm je nutné další snížení teploty povrchu. Při kombinaci rozvířeného a usazeného prachu je rozhodující nižší teplota z výše uvedených hodnot. Poznámka: Povrchovou plochou se myslí vnější povrchová plocha provozního prostředku, viz také DIN EN a DIN EN Upozornění: Teplota zápalu a doutnání existujícího prachu resp. směsi prachu a vzduchu je zjistitelná od provozovatele zařízení! Graf 2: Snížení maximální povolené teploty povrchu zvyšující se tloušťce steny

9 6 Instalace Pro zřízení / provoz je vždy nutné dodržovat platné evropské a národní předpisy. Směrodatné jsou obecně uznávaná pravidla a tento návod k použití. Odporové teploměry firmy JUMO slouží pro nasazení měření teploty uvnitř prostředí s nebezpečím výbuchu, v nichž mohou být hořlavé i nehořlavé kapaliny, plyny nebo sloučeniny vzduchu s plyny tak i případně výbušný prach. U přístrojů s jiskrovou bezpečností Ex i se provádí napájení a vyhodnocení proudovým obvodem s potvrzenou vlastní jiskrovou bezpečností. Odporové teploměry se na místo montáže upevňují prostřednictvím procesního připojení. Podle procesního připojení může nebo musí být k odporovému teploměru přimontována dodatečná jímka se závitem nebo návarná jímka. Pokud je na procesním připojení umístěn závit, musí být odporový teploměr zamontován do plné délky závitu. Přívodní vedení k odporovému teploměru musí být pěvně umístěno. Vodiče se montují na konzolu nebo do žlabů, když se nacházejí trvale nebo dlouhodobě v prostředí s nebezpečím výbuchu směsi plynu a vzduchu nebo prachu (zóna 0, 20 resp. kategorie 1D a 1G). Vyrovnání potenciálů (uzemnění zařízení) musí být zahrnuto v celé délce vedení! Kovové kryty konektoru jsou zemněny k místu vyrovnání potenciálů. Nekovové kryty konektorů nesmí překročit maximální plochu podle DIN EN Jímky se závitem a návarné jímky slouží někdy k oddělení zón, jsou z oceli, nerezu atd. a mají nejmenší tloušťku stěny 1mm. Pozor: Odpovědnost za rozdělení zón přechází ve všech případech na provozovatele zařízení a ne na výrobce / dodavatele přístrojů! Rozdělení do zón Plyn, mlha, pára Prach Existence výbušné atmosféry Směrové hodnoty Zóna 0 Zóna 20 Trvalá nebo dlouhodobá nebo častá > 1000 hodin / rok Zóna 1 Zóna 21 Náhodná hodin / rok Zóna 2 Zóna 22 Krátkodobá a řídká < 10 hodin / rok Tabulka 4: rozdělení do zón 7 Údržba Pro údržbu / prověřování dodržujte příslušné evropské a národní ustanovení a předpisy. V rámci údržby prověřujte především ty části, na nichž závisí nevýbušnost prostředí. Čištění teploměrů s plastovou připojovací hlavicí tak i všechny další plastové části (např. průchodky atd.) je nutné provést vlhkým hadříkem, aby se zabránilo vzniku elektrostatického pole.

10 8 Typy zapojení odporového teploměru (platí rovněž pro hlavici a vedení odporových teploměrů JUMO) Mohou být realizovány kombinace následujících zapojení, např. 2x třívodičové zapojení a 1x čtyřvodičové zapojení. 2-vodičové zapojení 3-vodičové zapojení 4-vodičové zapojení 2 x 2-vodičové zapojení 2 x 3-vodičové zapojení 2 x 4-vodičové zapojení 3 x 2-vodičové zapojení

11 Změny v návodu vyhrazeny výrobcem! JUMO GmbH & Co.KG Hausadresse: Moltkestrasse Fulda, Germany Lieferadresse: Mackenrodtstrasse Fulda, Germany Postadresse: Fulda, Germany Telefon: Telefax: mail@jumo.net Internet: JUMO Měření a regulace s.r.o. Adresa: Křídlovická 24a Brno, CZ Telefon: Telefax: info@jumo.cz Internet: JUMO Slovensko s.r.o. Adresa: Půchovská Bratislava, SK Telefon: +421 (2) Telefax: +421 (2) info@jumo.sk Internet: