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電氣設備防爆知識

日期:2024-12-22 23:05
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摘要:
電氣設備防爆知識
  隨著石油、化工、冶金等工業(yè)的訊速發(fā)展,生產(chǎn)**引起了社會各界的普遍重視。特別是由于生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大和自動
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)生性物質的泄漏,形成性場所。這給包括自動化儀表在
內的各類電氣設備的**應用增加了困難。
  所謂危險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%的場所屬于性危險場所。在化學工業(yè)中,約有80%以上的生產(chǎn)車間是性危險場所
。用于這些危險場所的電氣設備都必須采取特殊有效的預防措施來避免其成為危險點燃源。
  通常情況下,為了使采取的預防措施做到經(jīng)濟、合理、可靠、性氣體危險環(huán)境至少需按兩種不同的形式劃分場所。其
一是,按氣體的類型進行劃分(即氣體分級和分組);其二是,按出現(xiàn)可燃性氣體的可能性進行劃分(即區(qū)域)。它們是定義性
危險場所的獨立參數(shù)。
  目前,世界各國對性危險場所的定義不盡相同,但歸納起來大致可分為兩個派系。其中,包括中國和歐洲在內的
大多數(shù)采用國際電工委員會(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、性物質的分類
  在我國,性物質分為三類:
  I:礦井甲烷;  Ⅱ:性氣體混合物(含蒸汽、薄霧);  Ⅲ:性粉塵和纖維。
  北美將性物質分為三類(英文稱之為“Class”,常譯為“級”)。它們分別是:
  ClassI:性氣體;  ClassⅡ:性粉塵;  ClassⅢ:纖維。
  2、性氣體的分級和分組
  1)、性氣體的分級
  I類性物質(只有甲烷氣體一種)不分級。
 ?、蝾愋詺怏w,可按其不同的點燃特性進行分級。
  我國與IEC標準一樣,對Ⅱ類性氣體,按其*大試驗**間隙(MESG)和*小點燃電流比其*大試驗**間隙(MESG)和*
小點燃電流比(MICR)進一步分為A、B、C三級。其中,A級的代表氣體是甲烷;B級的代表氣體是乙烯;C級的代表氣體是氫氣。
  北美將性氣體(Class I)又細分為A、B、C和D四級(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,兩種不同氣體分級方法在形式上存在較大的差異。但是,仔細分析后可以發(fā)現(xiàn)它們在本質上卻有著一定的聯(lián)系
。表1-1給出了兩者的對應關系。
  從表中可以看出,甲烷需要的點燃能量*大。ⅡC級氣體則*醫(yī)被點燃。
不同氣體分級體系對比
典型氣體 中國、IEC歐洲標準 北美標準 點燃特性
甲烷 I D
 
 
 
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)生的重要點燃源。每一種性氣體都有一個特定的溫度。在該溫度下,即使沒有任何
外界點燃源的條件下,它都將發(fā)生點燃。通常,人們將這一溫度稱作為該氣體的引燃溫度(AIT)。它是反映性氣體點燃特性
的又一重要特征參數(shù)。
  按照IEC標準的推薦,我國將性氣體按其引燃溫度分為T1~T6六個組別。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而已。表1-2給出了兩種分組體系的對應關系。
  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*易被點燃。在實踐中,我們應嚴格控制電氣設備的*高表面溫度,并使之不能點燃設備使用環(huán)境中*易點燃的爆
炸性氣體混合物,即保證設備的*高表面溫度不超過設備可能接觸到的氣體的引燃溫度。因此,就電氣設備的*高表面溫度而
言,凡滿足T6溫度組別氣體環(huán)境用的電氣設備,它也必定能滿足T1~T5組別的氣體環(huán)境的應用要求。
  *108而附錄列舉了絕大多數(shù)可燃性氣體、蒸氣的級別和組別。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系
中國、IEC歐洲標準 北美標準 引燃溫度t/℃ 點燃特性
T1 T1 <450
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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、性危險場所的區(qū)域劃分
  由于性氣體的物理性質、出現(xiàn)的方式、涉及的范圍、存在的機率和持續(xù)的時間的不同,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)境中存在的氣體進行分級、分組外,還應根據(jù)性氣體的頻繁程度和持續(xù)時間,對爆
炸性氣體危險場所進行區(qū)域劃分。
  跟IEC標準的規(guī)定一樣,我國GB3836.14-2000《性氣體環(huán)境用電氣設備 *14部分:危險場所分類》、GB50058-1992
《和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》和《中華人民共和國危險場所電氣**規(guī)程》均規(guī)定了性氣體危險場所劃
分為三個區(qū)域(Zone),即0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)。它們對應的定義如下。
  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)也只是短時間存在的場所。
  這里的正常工作是指正常的開車、運轉、停車、易燃物質產(chǎn)品的裝卸、密閉容器蓋的開閉,**閥、排放閥以及所在工廠
設備在涉及規(guī)定要求范圍內的工作狀態(tài)。
  從上述定義可知,三個區(qū)域中,0區(qū)是*危險的場所,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,
對于一個具有潛在危險氣體的工廠,可基于區(qū)域的定義和相關的要素劃分區(qū)域。劃分時,需要考慮下列主要因素:
  1)、存在危險氣體的可能性; 2)、危險氣體的釋放量; 3)、危險氣體的特性(如:氣體的密度等);
  4)、環(huán)境條件(如:氣壓、溫度、濕度以及通風情況等);
  5)、遠離釋放源的距離。
  此外,在具體的劃分實踐中,通常還必須同時考慮由產(chǎn)生的后果的嚴重性。如果可能會導致大量人身傷亡,則危
險區(qū)域的劃分應提高**。但是,對于裝有自動控制的檢測儀器,當場所內任意地點的混合物濃度接近下限的25%時,能可
靠地發(fā)出報警并同時起動有效通風設施的場所可降低**。當符合下列條件時,可劃分為非危險區(qū)域。
  1)、沒有釋放源而易燃物質又不可能侵入?yún)^(qū)域;
  2)、易燃物質可能出現(xiàn)的*高體積濃度不超過下限(LEL)的10%。
  3)、在生產(chǎn)過程中,使用明火的設備附近或熾熱部件表面溫度超過區(qū)域內易燃物質引燃溫度的設備附近;
  4)、在生產(chǎn)裝置區(qū)外,露天或開敞設置的輸送易燃物質的架空管道地帶(但其閥門等的密封處除外)。
  4、電氣設備防爆技術
  1)、三角形原理
  具有潛在危險的環(huán)境產(chǎn)生必須具備下列三個條件,也叫“三角形原理”。
  引爆源
  熱的表面、機械火花、電氣設備的安裝摩擦、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
  可燃氣體、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、碳塵、
纖維等)。
  當這三個條件同時存在,而且當性物質與空氣的混合濃度處于極限范圍內(即處于下限和上限之間)時,
將不可避免的產(chǎn)生。
  2)、電氣設備的防爆
  防止事故的發(fā)生,就是要避免上述三種條件同時存在,以達到防爆的目的。*基本的技術是將所有可能產(chǎn)生點燃源(電
火花和熱表面)的電氣設備安裝在不具有危險的場所,即**場怕。但是,在實際應用中,有相當一部分過程測量與控制用
電氣設備必須安裝在性危險區(qū)域。
  我們這里所指電氣設備防是特定定義的。即存在于危險場所內使用的電氣設備采取一定的措施,防止它們由于故障等
作為一個引爆源而引起事故。它不包括明火點燃產(chǎn)生的、火災事故。如加油站吸煙造成的火災。
  3)、電氣設備的防爆形式和典型應用
  電氣設備的防爆技術措施都是基于設法排除上述三角形中的一個或多個要素,使的危險減少到一個可接受的程度
  電氣設備的一系列防爆措施已列為國際標準,并為世界各國接受,主要形式和應用范圍見下表。自動化儀表及控制系
統(tǒng)主要的防爆形式:本質**型、隔爆型、正壓型。
防爆技術 防爆型式 允許使用場所 防爆型式符號 標準 典型應用
隔離措施 充油型 Ⅱ區(qū) O GS3836.6-1987 變壓器、開關裝置
正壓型 Ⅰ、Ⅱ區(qū) P GS3836.5-1987 控制室、儀表盤、馬達、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

特定的結構
設計

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

蘇公網(wǎng)安備32058102001207號