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電氣設(shè)備防爆知識(shí)

日期：2024-12-22 23:05
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摘要：
電氣設(shè)備防爆知識(shí)
　　隨著石油、化工、冶金等工業(yè)的訊速發(fā)展，生產(chǎn)**引起了社會(huì)各界的普遍重視。特別是由于生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和自動(dòng)
化程度的不斷提高，在生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)現(xiàn)場將不可避免的產(chǎn)生性物質(zhì)的泄漏，形成性場所。這給包括自動(dòng)化儀表在
內(nèi)的各類電氣設(shè)備的**應(yīng)用增加了困難。
　　所謂危險(xiǎn)場所是指存在或可能存在可燃性氣體與空氣混合物的場所。據(jù)資料，煤礦井下約有60%的場所屬于性危險(xiǎn)場所
，石油開采現(xiàn)場和精煉廠約有60%～80%的場所屬于性危險(xiǎn)場所。在化學(xué)工業(yè)中，約有80%以上的生產(chǎn)車間是性危險(xiǎn)場所
。用于這些危險(xiǎn)場所的電氣設(shè)備都必須采取特殊有效的預(yù)防措施來避免其成為危險(xiǎn)點(diǎn)燃源。
　　通常情況下，為了使采取的預(yù)防措施做到經(jīng)濟(jì)、合理、可靠、性氣體危險(xiǎn)環(huán)境至少需按兩種不同的形式劃分場所。其
一是，按氣體的類型進(jìn)行劃分(即氣體分級(jí)和分組);其二是，按出現(xiàn)可燃性氣體的可能性進(jìn)行劃分(即區(qū)域)。它們是定義性
危險(xiǎn)場所的獨(dú)立參數(shù)。
　　目前，世界各國對性危險(xiǎn)場所的定義不盡相同，但歸納起來大致可分為兩個(gè)派系。其中，包括中國和歐洲在內(nèi)的
大多數(shù)采用國際電工委員會(huì)(IEC)的劃分方法，而以美國和加拿大為主要代表的其他則采用北美劃分方法。
　　1、性物質(zhì)的分類
　　在我國，性物質(zhì)分為三類：
　　I：礦井甲烷;　?、颍盒詺怏w混合物(含蒸汽、薄霧);　?、螅盒苑蹓m和纖維。
　　北美將性物質(zhì)分為三類(英文稱之為“Class”，常譯為“級(jí)”)。它們分別是：
　　ClassI：性氣體;　　ClassⅡ：性粉塵;　　ClassⅢ：纖維。
　　2、性氣體的分級(jí)和分組
　　1)、性氣體的分級(jí)
　　I類性物質(zhì)(只有甲烷氣體一種)不分級(jí)。
　?、蝾愋詺怏w，可按其不同的點(diǎn)燃特性進(jìn)行分級(jí)。
　　我國與IEC標(biāo)準(zhǔn)一樣，對Ⅱ類性氣體，按其*大試驗(yàn)**間隙(MESG)和*小點(diǎn)燃電流比其*大試驗(yàn)**間隙(MESG)和*
小點(diǎn)燃電流比(MICR)進(jìn)一步分為A、B、C三級(jí)。其中，A級(jí)的代表氣體是甲烷;B級(jí)的代表氣體是乙烯;C級(jí)的代表氣體是氫氣。
　　北美將性氣體(Class I)又細(xì)分為A、B、C和D四級(jí)(英文稱之為“Group”，常譯為“組”)。其中，Group　A的代
表氣體是乙炔;Group B的代表氣體是氫氣;Group C的代表氣體是乙烯;Group　D的代表氣體是丙烷和甲烷。
　　由此可見，兩種不同氣體分級(jí)方法在形式上存在較大的差異。但是，仔細(xì)分析后可以發(fā)現(xiàn)它們在本質(zhì)上卻有著一定的聯(lián)系
。表1-1給出了兩者的對應(yīng)關(guān)系。
　　從表中可以看出，甲烷需要的點(diǎn)燃能量*大。ⅡC級(jí)氣體則*醫(yī)被點(diǎn)燃。
不同氣體分級(jí)體系對比
典型氣體 中國、IEC歐洲標(biāo)準(zhǔn) 北美標(biāo)準(zhǔn) 點(diǎn)燃特性
甲烷 I D
難
 
 
 
易
丙烷 ⅡA
乙烯 ⅡB C
氫氣 ⅡC B
乙炔 A
　　2)、性氣體的分組
　　溫度(熱表面)是性氣體產(chǎn)生的重要點(diǎn)燃源。每一種性氣體都有一個(gè)特定的溫度。在該溫度下，即使沒有任何
外界點(diǎn)燃源的條件下，它都將發(fā)生點(diǎn)燃。通常，人們將這一溫度稱作為該氣體的引燃溫度(AIT)。它是反映性氣體點(diǎn)燃特性
的又一重要特征參數(shù)。
　　按照IEC標(biāo)準(zhǔn)的推薦，我國將性氣體按其引燃溫度分為T1～T6六個(gè)組別。北美對溫度組別的劃分與IEC基本一致，它們
只是將部分溫度組別劃分的更細(xì)而已。表1-2給出了兩種分組體系的對應(yīng)關(guān)系。
　　從下表可以看出，不同的性氣體的引燃溫度千差萬別，各不相同。溫度組別為T1的氣體引燃溫度*高，而溫度組別為
T6的氣體則*易被點(diǎn)燃。在實(shí)踐中，我們應(yīng)嚴(yán)格控制電氣設(shè)備的*高表面溫度，并使之不能點(diǎn)燃設(shè)備使用環(huán)境中*易點(diǎn)燃的爆
炸性氣體混合物，即保證設(shè)備的*高表面溫度不超過設(shè)備可能接觸到的氣體的引燃溫度。因此，就電氣設(shè)備的*高表面溫度而
言，凡滿足T6溫度組別氣體環(huán)境用的電氣設(shè)備，它也必定能滿足T1～T5組別的氣體環(huán)境的應(yīng)用要求。
　　*108而附錄列舉了絕大多數(shù)可燃性氣體、蒸氣的級(jí)別和組別。借助于該附錄，我們可以分別查閱出特定可燃性氣體、蒸氣
的組別和組別。
溫度組別與引燃溫度的關(guān)系
中國、IEC歐洲標(biāo)準(zhǔn) 北美標(biāo)準(zhǔn) 引燃溫度t/℃ 點(diǎn)燃特性
T1 T1 <450
難
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
易
T2 T2 300≤t<450
- T2A 280≤t<300
- T2B 260≤t<280
- T2C 230≤t<260
- T3D 215≤t<230
T3 T3 200≤t<215
- T3A 180≤t<200
- T3B 165≤t<180
- T3C 160≤t<165
T4 T4 135≤t<160
- T4A 120≤t<135
T5 T5 100≤t<120
T6 T6 85≤t<100
　　3、性危險(xiǎn)場所的區(qū)域劃分
　　由于性氣體的物理性質(zhì)、出現(xiàn)的方式、涉及的范圍、存在的機(jī)率和持續(xù)的時(shí)間的不同，發(fā)生的可能性及危害程度
是不一樣的。因此，除了需對性環(huán)境中存在的氣體進(jìn)行分級(jí)、分組外，還應(yīng)根據(jù)性氣體的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間，對爆
炸性氣體危險(xiǎn)場所進(jìn)行區(qū)域劃分。
　　跟IEC標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定一樣，我國GB3836.14-2000《性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備　*14部分：危險(xiǎn)場所分類》、GB50058-1992
《和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》和《中華人民共和國危險(xiǎn)場所電氣**規(guī)程》均規(guī)定了性氣體危險(xiǎn)場所劃
分為三個(gè)區(qū)域(Zone)，即0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)。它們對應(yīng)的定義如下。
　　0區(qū)(Zone 0)：
　　在正常情況下，性氣體混合物連接地或長時(shí)期的存在的場所。
　　1區(qū)(Zone 1)：
　　在正常情況下，性氣體混合物有可能出現(xiàn)在場所。
　　2區(qū)(Zone 2)：
　　在正常情況下，性氣體混合物不可能出現(xiàn)，即使出現(xiàn)也只是短時(shí)間存在的場所。
　　這里的正常工作是指正常的開車、運(yùn)轉(zhuǎn)、停車、易燃物質(zhì)產(chǎn)品的裝卸、密閉容器蓋的開閉，**閥、排放閥以及所在工廠
設(shè)備在涉及規(guī)定要求范圍內(nèi)的工作狀態(tài)。
　　從上述定義可知，三個(gè)區(qū)域中，0區(qū)是*危險(xiǎn)的場所，而2區(qū)相對來說比較**。這是一種傳統(tǒng)的定性判斷的概念。通常，
對于一個(gè)具有潛在危險(xiǎn)氣體的工廠，可基于區(qū)域的定義和相關(guān)的要素劃分區(qū)域。劃分時(shí)，需要考慮下列主要因素：
　　1)、存在危險(xiǎn)氣體的可能性;　2)、危險(xiǎn)氣體的釋放量;　3)、危險(xiǎn)氣體的特性(如：氣體的密度等);
　　4)、環(huán)境條件(如：氣壓、溫度、濕度以及通風(fēng)情況等);
　　5)、遠(yuǎn)離釋放源的距離。
　　此外，在具體的劃分實(shí)踐中，通常還必須同時(shí)考慮由產(chǎn)生的后果的嚴(yán)重性。如果可能會(huì)導(dǎo)致大量人身傷亡，則危
險(xiǎn)區(qū)域的劃分應(yīng)提高**。但是，對于裝有自動(dòng)控制的檢測儀器，當(dāng)場所內(nèi)任意地點(diǎn)的混合物濃度接近下限的25%時(shí)，能可
靠地發(fā)出報(bào)警并同時(shí)起動(dòng)有效通風(fēng)設(shè)施的場所可降低**。當(dāng)符合下列條件時(shí)，可劃分為非危險(xiǎn)區(qū)域。
　　1)、沒有釋放源而易燃物質(zhì)又不可能侵入?yún)^(qū)域；
　　2)、易燃物質(zhì)可能出現(xiàn)的*高體積濃度不超過下限(LEL)的10%。
　　3)、在生產(chǎn)過程中，使用明火的設(shè)備附近或熾熱部件表面溫度超過區(qū)域內(nèi)易燃物質(zhì)引燃溫度的設(shè)備附近；
　　4)、在生產(chǎn)裝置區(qū)外，露天或開敞設(shè)置的輸送易燃物質(zhì)的架空管道地帶(但其閥門等的密封處除外)。
　　4、電氣設(shè)備防爆技術(shù)
　　1)、三角形原理
　　具有潛在危險(xiǎn)的環(huán)境產(chǎn)生必須具備下列三個(gè)條件，也叫“三角形原理”。
　　引爆源
　　熱的表面、機(jī)械火花、電氣設(shè)備的安裝摩擦、瞬變電流、靜電、閃電、超聲波的能量、激光等。
　　氧化劑
　　空氣(含21%的氧氣)、純氧、釋放氧氣的化合物(如錳酸鉀)等。
　　易燃物質(zhì)
　　可燃?xì)怏w、可燃液體揮發(fā)的氣體或可燃固體的粉末(如原油及它的衍生物、氫氣、甲烷、天然氣和合成氣、金屬屑、碳?jí)m、
纖維等)。
　　當(dāng)這三個(gè)條件同時(shí)存在，而且當(dāng)性物質(zhì)與空氣的混合濃度處于極限范圍內(nèi)(即處于下限和上限之間)時(shí)，
將不可避免的產(chǎn)生。
　　2)、電氣設(shè)備的防爆
　　防止事故的發(fā)生，就是要避免上述三種條件同時(shí)存在，以達(dá)到防爆的目的。*基本的技術(shù)是將所有可能產(chǎn)生點(diǎn)燃源(電
火花和熱表面)的電氣設(shè)備安裝在不具有危險(xiǎn)的場所，即**場怕。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，有相當(dāng)一部分過程測量與控制用
電氣設(shè)備必須安裝在性危險(xiǎn)區(qū)域。
　　我們這里所指電氣設(shè)備防是特定定義的。即存在于危險(xiǎn)場所內(nèi)使用的電氣設(shè)備采取一定的措施，防止它們由于故障等
作為一個(gè)引爆源而引起事故。它不包括明火點(diǎn)燃產(chǎn)生的、火災(zāi)事故。如加油站吸煙造成的火災(zāi)。
　　3)、電氣設(shè)備的防爆形式和典型應(yīng)用
　　電氣設(shè)備的防爆技術(shù)措施都是基于設(shè)法排除上述三角形中的一個(gè)或多個(gè)要素，使的危險(xiǎn)減少到一個(gè)可接受的程度
　　電氣設(shè)備的一系列防爆措施已列為國際標(biāo)準(zhǔn)，并為世界各國接受，主要形式和應(yīng)用范圍見下表。自動(dòng)化儀表及控制系
統(tǒng)主要的防爆形式：本質(zhì)**型、隔爆型、正壓型。
防爆技術(shù) 防爆型式 允許使用場所 防爆型式符號(hào) 標(biāo)準(zhǔn) 典型應(yīng)用
隔離措施 充油型 Ⅱ區(qū) O GS3836.6-1987 變壓器、開關(guān)裝置
正壓型 Ⅰ、Ⅱ區(qū) P GS3836.5-1987 控制室、儀表盤、馬達(dá)、分析儀器
充砂型 Ⅱ區(qū) q GS3836.7-1987 儀表裝置
澆封型 Ⅰ、Ⅱ m GS3836.9-1987 儀表，控制裝置

特定的結(jié)構(gòu)
設(shè)計(jì)

 增安型 Ⅰ、Ⅱ區(qū) e GS3836.3-2000 馬達(dá)、照明燈具、接線盒
無火花型 Ⅱ區(qū) n+ GS3836.7-1987 馬達(dá)燈具
本質(zhì)**型 0、Ⅰ、Ⅱ區(qū) ia或ib GS3836.4-2000 儀表、控制裝置
防爆保護(hù)
外殼		 隔爆型 Ⅰ、Ⅱ區(qū) d GS3836.2-2000 開關(guān)裝置、馬達(dá)、泵、閥、儀表、控制裝置
特殊設(shè)計(jì) 氣密型 Ⅰ、Ⅱ區(qū) h GS3836.10-1991 氣體探測器

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