电气防爆知识课件学习

电气仪表防爆安全技术朱信华2011.5.22近年来，随着党和国家政府对安全生产管理的进一步深入，石油、海洋石油、石油化工和化学工业等行业在争创效益的同时，以人为本、安全生产的意识正在逐步提高。因此，爆炸危险场所的电气设备、仪器仪表和照明设备（简称电气设备）等在采购、设计、安装、使用和维修后的防爆安全性能已经越来越得到这些行业的重视。Ⅱ类非矿用防爆电气设备（工厂用防爆电气设备）90%是用于石油、海洋石油、石油化工、化学工业和制药等行业（简称石化行业）,这些行业中的危险化学品作业场所存在的易燃易爆气体/蒸气种类繁多（目前世界上已经定性的有大约4000余种，其中定量的有1900余种），生产、储存、运输等环节工艺装备复杂多变，释放源种类繁多，爆炸危险因素难以分析判定。所以如何全面正确认识电气仪表防爆安全技术，是我们这次交流的内容。爆炸性危险环境/场所爆炸性物质释放源的概念危险区域划分防爆电气仪表概念防爆电气仪表设备的保护等级防爆电气仪表设备的选型防爆电气仪表设备鉴别安装与维护爆炸性物质和爆炸危险环境/场所对气体或液体物质而言：•在防爆技术中，可燃性物质是指物质（这包括气体、液体和固体）本身是可燃性的，并能够产生可燃性气体、蒸气或薄雾。可燃性液体又包括：可燃性液体和易燃性液体。闪点高于45℃的称为可燃性液体；闪点低于45℃的称易燃性液体。对固体物质而言：•粉尘：在大气中依靠自身重量可沉淀下来，但也可持续悬浮在空气中一段时间的固体微小颗粒。•可燃性粉尘：与空气混合后可能燃烧或闷燃、在常温压力下与空气形成爆炸性混合物的粉尘。•导电性粉尘：电阻系数等于或小于1×103Ω·m的粉尘、纤维或飞扬物。爆炸性物质是指可燃性物质与空气的混合物。•爆炸是燃烧的加速度反应。它是可燃物质在点燃源能量的作用下，在空气或氧气中，进行化学反应，引起温度的升高，释放出热辐射及光辐射的现象。如果燃烧速度急剧加快，温度猛烈上升，导致燃烧生成物和周围空气激烈膨胀，形成巨大的爆破力和冲击波并发出强光和声响，这就是爆炸。•爆炸的三个基本条件：即要有可燃物质、助燃物质和点燃源，三者缺一不可。•爆炸性危险环境是指：在大气条件下，可燃性物质与空气的混合物被点燃爆炸后，燃烧将传至全部未燃混合物的环境。•爆炸危险场所是指：有人员作业的爆炸危险区域。释放源的概念•释放源是指可能把可燃气体、薄雾或液体释放到大气中以至形成爆炸性混合物的某个部位或某个点。•每一台加工设备：如罐、泵、管道、容器等都应视作潜在的可燃性物质的释放源。如果这类设备不再盛装可燃性物质，很明显它的周围就不会形成爆炸区域。如果这类设备盛装可燃性物质，但不向大气层释放，同样是潜在的释放源，如果设备向大气中释放可燃物质，首先要确定大概的释放频率和持续时间，来确定释放源的级别。连续级释放源：连续释放或预计长期释放的释放源。例如：处理容器的内部，与大气相通的储罐，在储油（液）槽中油(液)上方的蒸气空间和低于水平面的空间等。第一级释放源：正常运行时，预计可能周期性或偶尔释放的释放源。例如：设备正常运行时，会释放易燃物质的泵、压缩机和阀门的密封件处；正常操作时会向大气释放物质的取样点第二级释放源:在正常运行时，预计不可能释放，如果释放也仅是偶尔和短时释放的释放源。例如：法兰、管接头、连接件；在正常运行时不可能出现释放的泵、压缩机和阀门的密封件处、安全阀、排气孔。多级释放源:由上述两种或多种级别组成的释放源。按连续级或第一级释放源来划分。爆炸危险区域划分我国对爆炸性危险场所（气体/蒸汽）划分的依据是：GB3836.14-2000《爆炸性气体环境用电气设备第14部分危险场所分类》GB50058-1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》根据爆炸性气体（蒸气）环境出现的频率和持续时间把危险场所分为以下区域。0区：爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所。1区：在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所。2区：在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场所。爆炸性气体/蒸气危险环境区域的划分是依据释放源的性质来确定的。原则上，在没有任何外界条件影响的情况下，连续级释放源周围形成0区；第一级释放源周围形成1区；第二级释放源周围形成2区。通风，即空气流动，使新鲜的空气置换释放源周围的大气以促进可燃性气体逸散。通风速率适当，也能避免爆炸性气体环境的持久性，影响区域类型。通风形式：A）自然通风；B）人工通风:整体或局部通风。在露天场所，自然通风通常能够对消散场所中出现任何爆炸性环境起到重要作用。人工通风：例如：采用通风机或排气装置。人工通风主要用于户内或封闭的空间场所。分为：高级通风（VH）；中级通风（VM）和低级通风（VL）三种。释放源通风（等级）高中低有效性良好一般差良好一般差良、一般或差连续级(0区NE)非危险(0区NE)2区(0区NE)1区0区0区＋2区0区＋1区0区一级(1区NE)非危险(1区NE)2区(1区NE)2区1区1区＋2区1区＋2区1区或0区二级(2区NE)非危险(2区NE)非危险2区2区2区2区1区至0区1.NE表示范围可忽略不计；2.“＋”表示被……包围。可燃性粉尘危险区域的划分依据是：根据可燃性粉尘环境出现的频率和持续时间，把危险场所分为三个区域。它们是：20区、21区和22区。20区：在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现，其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物和/或可能形成无法控制和极厚的场所及容器内部。21区：在正常运行过程中，可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物但未划入20区。22区：在异常条件下,可燃性粉尘云偶而出现并且只是短时存在、或可燃性粉尘偶而出现堆积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉尘空气混合物的场所。防爆电气设备概念GB3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求GB3836.2-2000爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”GB3836.3-2000爆炸性气体环境用电气设备第3部分：增安型“e”GB3836.4-2000爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型“i”GB3836.5-2004爆炸性气体环境用电气设备第5部分：正压外壳型“p”GB3836.6-2004爆炸性气体环境用电气设备第6部分：油浸型“O”GB3836.7-2004爆炸性气体环境用电气设备第7部分：充砂型“p”GB3836.8-2003爆炸性气体环境用电气设备第8部分：“n”型电气设备GB3836.9-2006爆炸性气体环境用电气设备第9部分：浇封型“m”GB12476.1-2000可燃性粉尘环境用电气设备第1部分：用外壳和限制表面温度保护的电气设备第1节：电气设备的技术要求防爆电气设备的通用技术要求GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求》所规定的是各种防爆结构类型电气设备所共同需要遵守的技术指标。这些技术条款约束着它们共性的潜在危险。这个标准的内容除非被其它专业标准修改或补充。●适用条件：按此标准制造的防爆电气设备一般的运行条件：环境温度:-20℃～+40℃；大气压力：80kPa（0.8bar）～110kPa（1.1bar）和标准氧含量体积比为21％的空气。对在超出上述范围以外的环境条件中使用的电气设备需要特殊考虑。例如：当在低于-20℃环境温度下运行的设备，其相关的防爆参数都要进行试验验证或相应的修正。当在高于+40℃环境温度下运行时，其电气设备的表面温度值应进行相应的修正测量来确定其温度组别。若设备铭牌上或证书中没有特殊说明，均视为一般的运行条件。●防爆型式为防止电气设备引起周围爆炸性气体引燃而采取的特定措施。也称之为“防爆结构型式”。●特定的爆炸性环境的设备（特殊型）依据特定应用的爆炸性气体环境，对设备进行特定检验。这种情况，应在设备上作出相应的标志“s”,并在防爆合格证中说明允许应用的危险区域。例如：“ExsⅡT4”。●爆炸性气体混合物的分级由于每一种气体/蒸气的物理、化学性质不同，其点燃、爆炸的特性也各不相同。根据气体/蒸气的最大试验安全间隙和最小点燃能量的大小，将其划分不同的级别：即ⅡA、ⅡB、ⅡC，其中ⅡA级的约占全部气体/蒸气的80%左右，ⅡB级的约占15～20%左右，ⅡC级的仅确认有6种。爆炸混合物分级,主要是便于该环境的隔爆型电气设备和本质安全型电气设备和nC、nL型的制造及应用。其他防爆结构类型不存在级别划分。分级最大试验安全间隙MESG（mm）最小点燃电流比MICⅡAMESG＞0.9MIC＞0.8ⅡB0.5≤MESG≤0.90.45≤MIC≤0.8ⅡCMESG＜0.5MIC＜0.45●气体点燃温度组别划分：所谓点燃温度是指:在规定的测试条件下,点燃爆炸性介质所需的最低温度。一般是指爆炸性气体接触的发热部件/外壳表面的点燃温度。温度组别最高表面温度℃T1450T2300T3200T4135T5100T685在环境温度-20℃～+40℃下使用，不需附加标志。否则应标注特定的环境温度。●符号“U”的表示用来表示Ex元件的符号。所谓Ex元件表明：此元件只是防爆结构型式的一个部分，不能够单独使用，只能与其它元件或部件配合，才能成为一个完整的防爆设备。此元件往往是制造商的通用配件。一般在此Ex元件的防爆合格证号后加注“U”。例如：“CE081036U”●符号“X”的表示用来表示特殊安全使用条件或限定条件的符号。例如：对设备安装位置的限定要求、对引入电缆的选用要求、对外壳抗冲击能量的说明等。一般是在防爆合格证号后加注“X”，并在备注栏中说明限制条件。例如：防爆灯具的合格证CE081023X，备注栏中注明“此灯具限垂直向下安装”。●对外壳的要求：1、强度要求：对于防爆电气设备外保护的壳体应能承受一定的抗物的冲击能力，防止壳体损坏，造成防爆性能或保护性能失效。跌落高度h，质量1kgm（J)设备分类Ⅰ类Ⅱ类机械危险程度高低高低a）外壳和外壳外部可接触的部件（透明件除外）20.70.70.4b）保护网、保护罩、风扇保护罩、电缆引入装置20.70.70.4c）无保护网的透明件0.70.40.40.2d）带有单个网孔尺寸为625mm2到2500mm2的保护网的透明件；见21.1（试验时不带保护网）0.40.20.20.1注：对于透明件保护网单个网孔尺寸为625mm2到2500mm2，降低冲击危险，但是不能防止冲击。此外，对于手持式或便携式电气设备除了保证其抗冲击外，还应在使用状态下保证从1m高自由跌落到水平的混凝土地面上而不损坏。2、对外壳的材料要求：轻合金外壳允许按下列的质量百分比：★对于0区，铝、镁、钛和锆的总含量不允许大于7.5％；★对于1区，镁的总含量不允许大于7.5％；★对于2区，除风扇、风扇罩和挡风板应符合1区的要求外，其他无要求。如果超过了以上规定的含量，设备应按要求加标志“X”，并且安全使用的特殊条件应包含足够的信息使用户确定设备特殊应用的适应性。例如：“避免由于冲击或摩擦的点燃危险”。非金属外壳和外壳的非金属部件：★非金属材料的外壳或外壳部件的耐热和耐寒性能（热稳定性）应满足规定的试验要求。★设备外壳表面应设计为在正常使用、维护和进行清洁的情况下，能避免产生引燃危险的静电电荷的结构，该要求可通过下列措施之一来满足:a)外壳的表面电阻不大于1GΩ；或者b)通过限定外壳非金属部件的表面积;C）设置警告标志，例如：“清洁时，请用湿布擦拭”。★耐光照性能：如果与防爆型式有关的外壳或外壳部件是非金属材料，并且无防光照保护，则外壳应保证耐光照试验合格。所谓“光照”包括日光和灯光（尤其是大功率光源）。★透明玻璃罩及观察窗应采用具有一定强度的材料制成，并能够承受热剧变试验合格。胶粘材料：用于防爆电气设备外壳或部件粘接的材料应保证在预期的工作条件下和设备额定运行值范围内，对于其所承受的最低温度和最高温度应有足够的热稳定性，防止材料变质，影响防爆性能。3、对外壳的防护要求：★防爆电气设备的外壳应合理地采取防护措施（IP），这样做的目的：一是满足有些防爆型式的特定要求；二是起到设备正常运行防护的需要，尤