爆炸性气体环境电气防爆

2019/8/51爆炸性气体环境电气防爆基础知识2019/8/52目录一.电工术语爆炸性环境用电气设备二.爆炸三.爆炸三要素四.爆炸性混合物的分类、分级和分组五.爆炸性气体危险场所的分类六.防爆电气设备的类、级、组七.电气设备的防爆八.常见的几种防爆型式九.防爆电气设备的安装十.爆炸危险环境的电气线路一般要求十一.爆炸危险环境的电气线路电缆线路十二.爆炸危险环境的电气线路钢管配线2019/8/53目录十三.爆炸危险环境的电气线路本安线路十四.爆炸危险环境的电气线路保护接地十五.爆炸危险环境的电气线路防静电接地十六.接地电阻值的规定十七.防爆电气设备工程交接验收十八.防爆电气设备的日常维护检查十九.防爆电气设备的检修一般规定二十.爆炸性气体环境电气设备的检修隔爆型电气设备“d”检修的要求二十一.爆炸性气体环境电气设备的检修本质安全型电气设备“i”检修的要求二十二.爆炸性气体环境电气设备的检修正压型电气设备“p”检修的要求以及增安型电气设备“e”检修的要求2019/8/54一.GB/T2900.35-1998电工术语爆炸性环境用电气设备1.爆炸性气体环境在大气条件下，气体、蒸汽或薄雾状的可燃物质与空气形成混合物，点燃后，燃烧传至全部未燃混合物的环境在生产、加工、处理、转运或贮存的过程中会出现或可能会出现气体、蒸汽的可燃物质。2.危险区域爆炸性气体环境大量出现或预期可能大量出现，以致要求对电气设备的结构、安装和使用采取专门措施的区域2019/8/553.防爆电气设备按规定条件设计制造而不会引起周围爆炸性混合物（爆炸危险场所）爆炸的电气设备。（例如：防爆电机、防爆灯/按钮、防爆传感器等等）4.防爆形式为了避免点燃周围爆炸性气体环境而对电气设备采取的特定措施的形式隔爆型—d，增安型—e，本质安全型—ia/ib，正压型—p，充油型—o，充砂型—q，无火化型—n，浇封型—m，氧密型—h，特殊型—s，粉尘型—DIPA/B2019/8/56二.爆炸定义：由于氧化反应或者其他放热反应而引起压力和温度的骤升现象产生爆炸的因素分析防爆产品不合格20％防爆安装不合格70％其它原因10％例如错误的操作2019/8/572019/8/58About375employeesofcontractingfirmsJacobsandJEMeritweredoingshutdownmaintenanceworkatanUltracrackerunitneartheIsomerisationunitwhentheblastoccurred.TheywerenotworkingontheIsomerisationunit.2019/8/59Mostofthedamagetotheprocessunitwasthermal(fromthefirewhichensuedaftertheexplosion).2019/8/510“Thefirewasextinguishedbynightfall.Aportionoftheplantwasreducedtoapileofsmouldering,gnarledmetal”(L.A.Times)2019/8/5112019/8/5122019/8/513Ofthosekilled,11workedforcompaniesservicingadifferentpartoftheRefineryentirely.Thisphotoshowsthetemporaryofficesatthebottom,andastorehousenearthetopofthephoto.Severalpeoplediedinthis“temporaryofficetrailer”whichwasusedforSafetyBriefings,ProgressMeetings,andConsultationamongSupervisors.Thetemporaryofficeswaswithin50metresoftheblastzone2019/8/514Thedecision“onwheretoplacesuchtrailerswouldbeabigpartoftheinvestigation,I’msure”–BPSpokesmanBillStevens(NYTimes)2019/8/515ChemicalSafetyandHazardBoardInvestigatorJohnBresland“notedtwoblast-proofcontrolroomsatthesite…sufferedminimaldamage”(HoustonChronicle)2019/8/516三.爆炸三要素：点火源明火电气火花静电火花雷电火花机械火花危险高温易燃物质空气当这三个条件同时存在，而且当爆炸性物质与空气的混合浓度处于爆炸极限范围内(即处于爆炸下限和爆炸上限之间)时，将不可避免的产生爆炸2019/8/517防止爆炸发生的基本方法避免形成爆炸性环境－理想的方法（很难实现）排除、消除可能的点火源－－实际的方法限制其中一个或几个要素，都可以达到防爆要求。如制造正压、爆炸气体浓度监控、限制点燃源(主要手段)2019/8/518爆炸极限爆炸性混合物中的易燃物质与空气的比例，并不是什么比例都会点燃引起爆炸的，只有在某一个范围内，如氢气的爆炸极限是4%~75%。其中4%是氢气的爆炸下限，75%是氢气的爆炸上限可燃性物质的爆炸极限范围各不相同，例如：甲烷[5,15]乙烯[2.7,34]甲醇[5.5,36]丙烷[2,9.5]氢气[4,75.6]……可燃性物质与空气的混合浓度介于爆炸极限范围内时，遇到点火源就会产生爆炸爆炸下限LEL爆炸上限UELLEL越低越危险，爆炸极限范围宽度越大越危险2019/8/519四.爆炸性混合物的分类、分级和分组为了使采用的防爆措施更具有针对性，所以有必要对爆炸性物质进行分类、分级和分组分类：根据不同爆炸混合物的类型进行分类中国：分三大类Ⅰ类：煤矿井下甲烷Ⅱ类：工厂用气体、蒸汽、薄雾Ⅲ类：粉尘、纤维北美：ClassⅠ有可燃性气体或蒸汽类场所ClassⅡ有可燃性粉尘类场所ClassⅢ有易燃纤维或飞絮类场所2019/8/520爆炸性气体分级2019/8/521爆炸性气体分组引燃温度（AIT)：依据标准规定的方法进行试验时，能够引燃爆炸性气体与空气混合物的热表面最低温度2019/8/522爆炸性气体分类、分级、分组举例表类和级最大试验安全间隙MESG毫米最小点燃电流比MICR引燃温度（℃）与组别T1T2T3T4T5T6T＞450450≥T＞300300≥T＞200200≥T＞135135≥T＞100100≥T＞85Ⅰ1.141.0甲烷ⅡA0.9＜MESG＜1.140.8＜MICR＜1.0乙烷、丙烷、丙酮、苯乙烯、氯乙烯、氯苯、甲苯、苯、氨、甲醇、一氧化碳、乙酸乙酯、乙酸丁烷、乙醇、丙烯、丁醇、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸酐、氯乙烯戊烷、己烷、庚烷、葵烷、辛烷、汽油、硫化氢、环己烷乙醚、乙醛亚硝酸乙酯ⅡB0.5＜MESG≤0.90.45＜MICR≤0.8二甲醚、民用煤气、环丙烷环氧乙烷、环氧丙烷、丁二烯、乙烯异戊二烯、四氢呋喃二乙醚、四氯乙烯ⅡCMESG≤0.5MICR≤0.45水煤气、氢乙炔二硫化碳硝酸乙酯2019/8/523五.爆炸性气体危险场所的分类中国：按爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间分三个区域1）0级区域：在正常情况下，爆炸性气体混合物，连续地或长时间存在的场所(1000h/y)2）1级区域：在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所(10-1000h/y)3）2级区域：在正常情况下，爆炸性气体混合物不能出现，仅在不正常情况下偶尔短时间出现(10h/y)北美：Division1（对应中国Zone0和Zone1）Division2（对应中国Zone2）2019/8/524爆炸性危险区域划分标准对照表从定义可知，0(20)区是最危险的，相对而言2(22)区的危险程度最低爆炸危险区域的划分属于设计院的职责范围中国IEC欧洲标准北美标准危险程度0区(20区)Division1高低1区(21区)2区(22区)Division22019/8/525六.防爆电气设备的类、级、组2019/8/526七.电气设备的防爆1.防止爆炸事故的发生，就是要避免上述三种条件同时存在，以达到防爆的目的。2.最基本的技术是将所有可能产生点燃源(电火花和热表面)的电气设备安装在不具有爆炸危险的场所。3.在实际应用中，有相当一部分过程测量与控制用电气设备必须安装在爆炸性危险区域。我们这里所指电气设备防爆炸是特定定义的。即存在于危险场所内使用的电气设备采取一定的措施，防止它们由于故障等作为一个引爆源而引起爆炸事故。它不包括明火点燃产生的爆炸、火灾事故。如加油站吸烟造成的火灾。4.电气设备的防爆技术措施都是基于设法排除上述爆炸三角形中的一个或多个要素，使爆炸的危险减少到一个可接受的程度2019/8/527八.常见的几种防爆型式1.隔爆型（d）：（1区防爆技术）隔爆外壳，它能承受已进入外壳内部的可燃性混合物内部爆炸而不损坏，并且不会引燃外部爆炸性环境的电气设备。这是我们最常见的一种防爆型式，体积笨重，其他比较简单，不需要如安全栅之类的关联设备。但是在打开表盖前，必须先把电源关掉，否则万一产生火花，便会暴露在大气之中，从而出现危险。2019/8/528隔爆型技术要求允许危险气体进入隔爆外壳，外壳内可能产生爆炸。要求外壳必须具有足够的强度；外壳结合面必须有足够长的啮合长度和足够小的间隙，通过间隙防爆以达到降温/熄火效果，使内部爆炸不会穿过隔爆结合面而导致外部环境爆炸。强度设计：至少为参考压力的1.5倍。通常IIB/1MPa,IIC/1.5MPa防锈措施：电镀、磷化、涂防锈油，不准涂油漆。接合面结构形式：平面接合面、圆筒接合面、螺纹接合面等。“W”“L”2019/8/529隔爆型常用电气设备2019/8/5302019/8/5312.本安型：（0区和1区防爆技术）限制电路能量。本安电路所产生的任何火花或任何热效应均不能点燃爆炸性气体环境。在本安型电路中需要用到安全栅，它是接在本安电路和非本安电路之间，用于限制本安电路的电压和电流使其达不到引起点燃程度的装置。本质安全型仪表的防爆性能，不是采用通风、充气、充油、隔爆等外部措施实现的，而是由电路本身实现的，因而是本质安全的。它能适用于一切危险场所和一切爆炸性气体、蒸气混合物，并可以在通电的情况下进行维修和调整。但是，它不能单独使用，必须和本安关联设备（安全栅）、外部配线一起组成本安电路，才能发挥防爆功能。2019/8/532本安型罗斯蒙特3051压力传感器2019/8/533安全栅2019/8/534根据GB3836.4—2000本质安全型电气设备的规定本安电气设备可分为一般本安电气设备和简单电气设备一般本安电气设备：具有储能元件，是需要防爆认证的本安电气设备，如变送器、接近开关等。简单电气设备：对于不超过1.2V，0.1A,25mW，20uJ的电气设备，它们无需防爆认证。可以自由地配置在本安回路中。如：电阻包括可变电阻、发光二极管、开关、热电偶、热电阻、应变仪。2019/8/535本安设备及电路1.本质安全型（简称本安型）电气设备基本有两种型式：ａ．由电池、蓄电池供电的独立的本安电气系统。ｂ．由电网供电的包括本安和非本安电路混合的电气系统。本安电气系统一般由本安设备、本安关联设备和外部配线（包括本安电路和非本安电路）三者构成。2.本安型电气设备按安全程度和使用场所不同，分为ｉａ和ｉｂ两个等级。ia等级：正常工作和施加一个故障和任意组合的两个故障条件下，均不能引起点燃的本质安全型电气设备；ib等级：正常工作和施加一个故障条件下，不能引起点燃的本质安全型电气设备ｉａ等级安全程度高于ｉｂ级。用于０区场所的本安型电气设备应采用ｉａ级，煤矿井下用本安型电气设备可采用ｉｂ级。2019/8/536八.