防爆基本知識

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1、*,1,2010.6,防爆基本知識,2,爆炸性危險(xiǎn)場所,爆炸性環(huán)境,：,可能發(fā)生爆炸的環(huán)境（氣體和粉塵）。凡涉及爆炸性物質(zhì)生產(chǎn)、加工、處理、儲存、運(yùn)輸?shù)膱鏊伎赡苄纬杀ㄐ原h(huán)境。,危險(xiǎn)場所,：,爆炸性環(huán)境大量出現(xiàn)或預(yù)期出現(xiàn)的數(shù)量足以要求對電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、安裝和使用采取專門預(yù)防措施的區(qū)域。,在石油、化工、煤炭等生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)⒉豢杀苊獾禺a(chǎn)生爆炸性物質(zhì)的泄漏，并與空氣形成爆炸性危險(xiǎn)場所。據(jù)資料：,-,在煤礦井下，2/3的場所屬于爆炸性危險(xiǎn)場所；,-,在石油開產(chǎn)現(xiàn)場和精煉廠約有60-80%屬爆炸性危險(xiǎn)場所；,-,在化學(xué)工業(yè)中，約有80%以上的生產(chǎn)車間屬爆炸性危險(xiǎn)場所。,3,可燃性物質(zhì)與空氣的混合濃度介于爆

2、炸極限范圍內(nèi)時(shí)，遇點(diǎn)火源就會產(chǎn)生爆炸。,-,爆炸下限,LEL,-,爆炸上限,UEL,可燃性物質(zhì)的,爆炸極限,范圍各不相同,:,-甲烷5,15 -丙烷2,9.5,-乙烯2.7,34-氫氣4,75.6,產(chǎn)生爆炸的基本條件,(爆炸三角形原理),1.爆炸性物質(zhì),2.空氣（氧氣）,3.點(diǎn)火源（如電火花、熾熱表面）,防止爆炸發(fā)生的基本方法,1.避免形成爆炸性環(huán)境,理想的方法,2.排除/削除可能的點(diǎn)火源,實(shí)際的方法,爆炸極限與防爆基本原理,4,電氣設(shè)備的電火花和溫度是產(chǎn)生爆炸的主要點(diǎn)燃源。,不同爆炸性物質(zhì)的電火花和溫度點(diǎn)燃特性各不相同。,為了使采取的防爆措施更具針對性，有必要,對爆炸性物質(zhì)進(jìn)行分類、分級、分

3、組，并對爆炸危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行分區(qū)。,物質(zhì)點(diǎn)燃特性,丙烷,乙烯,氫氣,電火花,-,MIE，uJ,180,60,20,溫度,-,AIT，,466(,T1),425(,T2),560(,T1),爆炸性危險(xiǎn)物質(zhì)點(diǎn)燃特征,5,爆炸性危險(xiǎn)物質(zhì)分類,中國將爆炸性物質(zhì)分為三類：,I,類,：礦井甲烷；,II,類,：爆炸性氣體混合物(含蒸氣、薄霧)；,III,類,：爆炸性粉塵和纖維。,北美將爆炸性物質(zhì)分為三類(級)。它們分別是：,Class I,爆炸性氣體；,Class II,爆炸性粉塵；,Class III,-,爆炸性纖維。,6,(基于,MESG,和,MICR,),典型氣體,最大試驗(yàn)安全間隙,(MESG),mm,最

4、小點(diǎn)燃電流比,(MICR),中國、,IEC,、歐共體標(biāo)準(zhǔn),北美標(biāo)準(zhǔn),（,Group,）,點(diǎn)燃特性,甲烷,1.14,1.0,I,D,難,易,丙烷,0.9MESG1.14,0.8,MICR,1.0,II,A,乙烯,0.5,MESG,0.9,0.45,M,I,CR,0.8,II,B,C,乙炔,MESG,0.5,MICR,450,T2,T2,300t?450,-,T2A,280t?300,-,T2B,2,60t?,2,80,-,T2C,2,30t?26,0,-,T2D,2,15t?,2,30,T3,T3,2,00t?,2,15,-,T3A,180t?200,-,T3B,165t?,1,80,-,T3C

5、,16,0t?165,T4,T4,1,35t?160,-,T4A,1,20,t?,1,35,T5,T5,100t?12,0,T6,T6,85t?100,難,易,8,爆炸性氣體分級、分組舉例,類別,級別,爆炸性氣體溫度組別,T1,T2,T3,T4,T5,T6,I,甲烷,IIA,乙烷、丙烷、丙酮、苯乙烯、氯苯、甲苯、苯、氨、一氧化碳、甲醛、苯氨,丁烷、甲醇、乙醇、丙烯、氯乙烯、醋酸丁酯、乙酸戊酯,戊烷、巳烷、庚烷、癸烷、辛烷、,汽油,、氯丁烷,乙醚、三甲胺,亞硝酸乙酯,IIB,焦?fàn)t煤氣、環(huán)丙烷、丙烯腈,環(huán)氧乙烷、,2-,環(huán)氧丙烷、乙烯、,1,3-,丁二烯,二甲醚、硫化氫、四氫膚喃、丙烯醛,四氟乙烯

6、、二乙醚,IIC,水煤氣、氫氣,乙炔,二硫化碳,硝酸乙酯,具體可查閱,GB3836.1,附表,氣體或蒸氣爆炸性混合物分級分組舉例,爆炸性危險(xiǎn)區(qū)域的劃分,爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分的主要,標(biāo)準(zhǔn)依據(jù),-,GB50058-1992,爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范,-GB3836.14-2000,爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第14部分 危險(xiǎn)場所分類,-,中華人民共和國爆炸危險(xiǎn)場所電氣安全規(guī)程(試行),1987年,爆炸性危險(xiǎn)區(qū)域主要以爆炸性,危險(xiǎn)物質(zhì)出現(xiàn)的,頻繁程度,和,持續(xù)時(shí)間,為劃分依據(jù)的。,與,IEC,標(biāo)準(zhǔn)一樣，對于,爆炸性氣體危險(xiǎn)場所劃分為3個(gè)區(qū)域，即0區(qū)、1區(qū)和2區(qū),。它們對應(yīng)的定義如下：,0 區(qū)：,

7、在正常情況下，爆炸性氣體混合物連續(xù)地或長時(shí)期存在的場所。（,1000h/y,以上）（,1 y,8760 h,）,1 區(qū)：,在正常情況下，爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場所。（,10-1000h/y,）,2 區(qū)：,在正常情況下，爆炸性氣體混合物不可能出現(xiàn)，或即使出現(xiàn)也只是短時(shí)間存在的場所。（,10h/y,以下）,安全場所：,小于,1h/y,。,10,爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分對照,注釋,：,1、美國,NEC,（,1996,年起）和加拿大,CEC,都已接受,Zone,劃分方法。,2、加拿大已要求新工程基于,Zone,劃分方法實(shí)施安裝。,危險(xiǎn)區(qū)域定義,中國、,IEC,、,EN,標(biāo)準(zhǔn),（,Zone,）,北 美 標(biāo)

8、 準(zhǔn),（,Division,）,危險(xiǎn)程度,正常情況連續(xù)出現(xiàn),0,區(qū),Division 1,高,低,正常情況間斷出現(xiàn),1,區(qū),僅在異常時(shí)出現(xiàn),2,區(qū),Division 2,11,主要?dú)怏w防爆技術(shù),防爆型式,目前，世界范圍內(nèi)普遍接受的主要?dú)怏w防爆技術(shù)有：,1.隔爆型(,Ex d),2.本安型(,Ex ia/ib),3.增安型(,Ex e),4.正壓型(,Ex px,py,pz),5.油浸型(,Ex o),6.充砂型(,Ex q),7.,n,型(,Ex nA,nC,nL,nR,nZ),8.澆封型(,Ex ma,mb),解決主要點(diǎn)燃源：由電氣因素引起的電火花和熱效應(yīng)。,為什么要有這么多種防爆技術(shù)？,1

9、2,中國標(biāo)準(zhǔn)化成果與國際對照,防爆型式,中國標(biāo)準(zhǔn),GB3836-,IEC,標(biāo)準(zhǔn),IEC60079-,歐洲標(biāo)準(zhǔn),CENELEC,EN 60079-,北美標(biāo)準(zhǔn),FM,防爆型式符號,中國,/,IEC,/,歐洲,Ex,北美國家,通用要求,1,0,0,FM3810,FM3600,-,-,隔爆型,2,1,1,FM3615,d,XP,增安型,3,7,7,-,e,-,本質(zhì)安全型,4,11 (,設(shè)備,),25 (,系統(tǒng),),27 (FISCO),11 (,設(shè)備,),25 (,系統(tǒng),),27 (FISCO),FM3610,ia,ib,ic,ia,ib,ic,IS,AIS,正壓型,5,2,2,3620,px,py,

10、pz,PX,PY,PZ,APX,APY,APZ,充油型,6,6,6,-,o,-,充砂型,7,5,5,-,q,-,n,型,8,15,15,FM3611,nA,nC,nL,nR,nZ,NI,澆封型,9,18,18,-,ma,mb,-,中國防爆標(biāo)準(zhǔn),GB,基本等同或等效采用,IEC,標(biāo)準(zhǔn)。,由于,IEC,標(biāo)準(zhǔn)和,EN,標(biāo)準(zhǔn)基本一致，所以中國標(biāo)準(zhǔn),GB,也與,EN,標(biāo)準(zhǔn)等同或等效。,13,防爆電氣設(shè)備的類、級、組,按設(shè)備適用的環(huán)境，分為三類,：,I,類：礦井用-,Mining Industry,II,類：工廠用,Surface Industry,III,類：爆炸性粉塵和纖維環(huán)境用,II,類設(shè)備分級分組

11、：,同氣體分級、分組,分級：分為A,B,C三級,。,分組：分為,T1,T6,六組。,它與氣體溫度組別不同，是指,設(shè)備最高表面溫度,，且它的確定與防爆型式有關(guān)。,I,類和,III,類設(shè)備不分級分組，但,III,類設(shè)備分為,A、B,型設(shè)備。,設(shè)備溫度組別,氣體引燃溫度,允許最高表面溫度,T1,450,450,T2,300,300,T3,200,200,T4,135,135,T5,100,100,T6,85,85,14,防爆電氣設(shè)備標(biāo)志舉例,中國、,IEC,、歐洲,Ex ia IIC T4,-,表示該本安設(shè)備可適用于,0,區(qū)工廠爆炸性氣體環(huán)境。（采用,ia,本安技術(shù)，適用于,IIC,級、溫度組別不高

12、于,T4,的爆炸性氣體場所）,Ex de IIC T6,-表示該隔爆增安設(shè)備可適用于,1,區(qū)工廠爆炸性氣體環(huán)境。,Ex dib IIC T6,-表示該隔爆設(shè)備可適用于1區(qū)工廠爆炸性氣體環(huán)境，并含有可與,1,區(qū)氣體危險(xiǎn)場所用本安設(shè)備相連的關(guān)聯(lián)電路（安全柵）,。,(,注：溫度組別可直接標(biāo)志最高表面溫度),15,防爆產(chǎn)品安全應(yīng)用環(huán)節(jié),全生命周期內(nèi)整體防爆安全,設(shè)備檢修,采購驗(yàn)收,工程驗(yàn)收,設(shè)備選型,正確安裝,檢查維護(hù),人員培訓(xùn),區(qū)域劃分,16,防爆產(chǎn)品安全應(yīng)用職責(zé),區(qū)域劃分,一般為設(shè)計(jì)院,設(shè)備選型,設(shè)計(jì)院、工程公司或最終用戶,采購驗(yàn)收,工程公司或其它采購單位,正確安裝,工程公司或其它安裝單位,檢查維

13、護(hù),用戶、業(yè)主,設(shè)備檢修,用戶、業(yè)主、專業(yè)修理單位,人員培訓(xùn),用戶、業(yè)主,17,爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分實(shí)踐,基于出現(xiàn)危險(xiǎn)物質(zhì)的持續(xù)時(shí)間和頻繁程度，主要考慮以下因素：,1）存在危險(xiǎn)物質(zhì)的可能性,2）危險(xiǎn)物質(zhì)的釋放量,3）危險(xiǎn)物質(zhì)的特性（如比重：氫氣,0.07,；環(huán)氧乙烷,1.52,）,4）環(huán)境條件（如氣壓、溫濕度及通風(fēng)情況、風(fēng)向等）,5）遠(yuǎn)離釋放源的距離,6）危險(xiǎn)物質(zhì)泄漏監(jiān)控設(shè)施配置情況,7）爆炸后果的嚴(yán)重性,18,油罐區(qū)爆炸性危險(xiǎn)區(qū)域劃分舉例,典型的帶有呼吸閥的露天油罐的危險(xiǎn)區(qū)域劃分示例,r,一呼吸閥閥口半徑（,m）R2,一油罐半徑（,m）,19,汽車灌裝區(qū)爆炸性危險(xiǎn)區(qū)域劃分舉例,油罐車灌裝裝置，戶

14、外，在頂部注入汽油,(GB3836.14-2000,示例,9),考慮到相關(guān)參數(shù)，從本例中可得出下列典型數(shù)值：,a=1.5 m,，距釋放源水平距離；,b=1.5 m,，水平到島際,(,橋式,),邊界；,c=1.5 m,，釋放源上方距離；,d=1m,，高于地面；,e=4.5 m,，距排水槽水平距離；,f=1.5 m,，距,1,區(qū)的水平距離；,g=1.0 m,，高于,1,區(qū)的距離。,注：若系統(tǒng)帶有蒸氣回收裝置，則上述標(biāo)注距離可縮小，例如：,1,區(qū)范圍可縮小到忽略不計(jì)，,2,區(qū)也明顯縮小。,20,油泵區(qū)爆炸性危險(xiǎn)區(qū)域劃分舉例,一般工業(yè)用泵，安裝在戶內(nèi)地面，抽吸可燃性液體。,(GB3836.14-200

15、0,示例,2),考慮到相關(guān)參數(shù)，對泵工作容量為,50 m3/h,，在低壓下工作時(shí)，可得出下面典型的數(shù)值：,a=1.5m,，從釋放源計(jì)其水平距離；,b=1m,，從地面到釋放源上方,1m,；,c=3m,，從釋放源計(jì)其水平距離。,21,油品碼頭危險(xiǎn)區(qū)域劃分舉例,0,區(qū),1,區(qū),2,區(qū),碼頭罐裝區(qū)區(qū)域劃分,22,油品碼頭危險(xiǎn)區(qū)域劃分舉例,船體周邊區(qū)域劃分,0,區(qū),1,區(qū),2,區(qū),23,碼頭泊位區(qū)域劃分,0,區(qū),1,區(qū),2,區(qū),油品碼頭危險(xiǎn)區(qū)域劃分舉例,24,儲運(yùn)自動(dòng)化中最常用的防爆技術(shù),隔爆技術(shù),Exd,是一種,間隙防爆技術(shù),，,利用間隙來達(dá)到降溫熄火效果,。,歐洲用“,Flameproof”,；美國

16、用“,Explosion-proof”,。,允許危險(xiǎn)氣體進(jìn)入隔爆外殼，但可能產(chǎn)生的,內(nèi)部爆炸將不會穿過隔爆接合面而導(dǎo)致外部環(huán)境爆炸,。,外殼必須具有,足夠的的強(qiáng)度,；各外殼接合面必須具有,足夠長的有效嚙合長度,和,足夠小的間隙,。,25,本安防爆技術(shù),Exi(a/b),是一種從,限制能量,入手，可靠地將電路中的電壓和電流限制在一個(gè)允許的范圍內(nèi)，以保證電氣設(shè)備在正常工作或發(fā)生短接和元器件損壞等,故障情況下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)不致于引起其周圍可能存在的危險(xiǎn)氣體的爆炸,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕,可帶電維護(hù)、標(biāo)定和更換零件,不會因?yàn)橥饨Y(jié)構(gòu)件損壞等原因降低電氣設(shè)備的安全可靠性,它是一種,“,弱電,”,技術(shù)，現(xiàn)場的應(yīng)用不會引起觸電傷亡等事故的發(fā)生,是,唯一可適用于,0,區(qū)危險(xiǎn)場所的防爆技術(shù),簡單設(shè)備（如熱電阻、二極管、觸點(diǎn)等）不需特別認(rèn)證即可接入本安防爆回路系統(tǒng),26,本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)的構(gòu)成,：現(xiàn)場本安電氣設(shè)備、,關(guān)聯(lián)設(shè)備（安全柵）、連接電纜,現(xiàn)場本安電氣設(shè)備：,簡單設(shè)備,根據(jù)制造商的技術(shù)條件，電氣參數(shù)值均不超過,1.2V,0.1A,25mW,450,T1-T6,T2,300 T2-T6,T3