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第二册基础知识第5章防爆知识场(厂)内专用机动车辆检验员(NC-1)取证专业培训检验员(NC-1)培训2主要内容1、危险场所爆炸事故的危害与预防2、危险物质3、危险环境4、防爆电气设备的分类与识别5、常见防爆设备6、防爆电气设备的主要类型及原理7、防爆电气设备的一般要求8、防爆电气设备的选型9、防爆电气线路和防爆电气设备的安装10、防爆场车主要防爆系统及防爆技术11、防爆场车点燃源及控制1危险场所爆炸事故的危害与预防第1部分危险场所爆炸事故的危害与预防1危险场所爆炸事故的危害与预防爆炸危险环境(1)爆炸性危险场所(可能发生爆炸的气体或/和粉尘环境);(2)石油开采现场和精炼厂,60~80%属于爆炸性危险场所;化学工业,80%以上的生产车间属于爆炸性危险场所。为了防止电气部件、机械运动部件产生危险火花、危险能量或危险高位,潜在爆炸危险区域须使用相应防爆等级的防爆设备,以此降低爆炸环境的点燃、爆炸风险。1危险场所爆炸事故的危害与预防爆炸性混合物在大气条件下,气体、蒸气、薄雾、粉尘或纤维状的可燃物质与空气混合,点燃后燃烧能在整个范围内传播的混合物。危险场所爆炸性混合物大量出现或预期出现的数量足以要求对电气设备的结构、安装和使用采取专门预防措施的区域。1危险场所爆炸事故的危害与预防工业领域潜在的爆炸性危险环境石油开采、炼油厂化工企业燃油/燃气充装站制药业气体管线和输配站表面喷涂工业印刷工业电子器件制造业地下煤矿工业污水处理厂医院手术室制糖业木材加工区粮食处理和储存金属表面研磨,特别是铝粉和粒子1危险场所爆炸事故的危害与预防点燃源电火花高温表面静电火花冲击火花摩擦火花雷电……1危险场所爆炸事故的危害与预防防爆场车的防爆安全重要性作为在爆炸环境使用的场车,称为“防爆场(厂)内专用机动车辆(简称“防爆场车”)”。防爆场车是按照特定标准要求设计制造,不会引起周围环境中可燃性混合物爆炸的特种设备。依其动力型式不同可分为防爆柴油场车和防爆蓄电池场车。其主要功能是在具有易燃易爆的危险场所使用中既能完善地实现其电气、机械功能,又能确保场所的防爆安全。据报道许多发生在石油、化工、油漆、制药、军火行业的爆炸及火灾,大多都被确定为非防爆车辆在爆炸性作业环境中违规使用引起的。1危险场所爆炸事故的危害与预防爆炸的形成与爆炸三角形原理1、燃烧与爆炸燃烧:一种发热发光的化学反应。当反应放出的热量使反应介质温度升高到一定程度时,可以形成可见的火焰。爆炸:燃烧的一种形式。当氧化反应的速度达到一定程度时,由于反应瞬时释放大量的热,造成气体激烈膨胀,形成冲击波,并伴有声响。引起1危险场所爆炸事故的危害与预防爆炸的形成与爆炸三角形原理2、爆炸三角形原理引燃源1危险场所爆炸事故的危害与预防爆炸性物质的性能参数1、爆炸极限可燃性物质与空气的混合浓度介于爆炸极限范围内,遇点火源就会产生爆炸。-爆炸下限LEL-爆炸上限UEL可燃性物质的爆炸极限范围各不相同。-甲烷[5,15]-丙烷[2,9.5]-乙烯[2.7,34]-氢气[4,75.6]-甲醇[5.5,36]-环氧乙烷[3.0,100]爆炸极限范围随环境条件变化而变化。1危险场所爆炸事故的危害与预防2、引燃温度指按照标准试验方法试验时引燃爆炸性混合物的最低温度。气体名称引燃温度℃气体名称引燃温度℃二硫化碳102乙烯425乙醚170环氧丙烷430乙醛140乙炔305辛烷210环丙烷495戊烷285甲烷537异戊间二烯220丙烷466丁烷365氨气630甲胺430氢气560几种常见的可燃性气体或蒸气的引燃温度1危险场所爆炸事故的危害与预防3、闪点定义:指在标准条件下,使可燃性液体变成蒸气的数量能够与空气形成可燃性气体混合物的最低液体温度。类别:根据液体闪点,国家有关技术标准将易燃、可燃液体分为甲、乙、丙三个类别。闪点小于28℃的液体为甲类液体,如丙酮闪点-20℃、乙醇闪点12℃。闪点大于等于28℃小于60℃的液体为乙类液体,如松节油闪点35℃、异丁醇闪点28℃。闪点大于等于60℃的液体为丙类液体,如糠醛闪点75℃、环己酮闪点63.9℃、苯胺闪点70℃。测量方法:测量闪点方法有闭杯法和开杯法。1危险场所爆炸事故的危害与预防4、最大试验安全间隙(MESG)定义:在标准规定的试验条件下,一个外壳内所有浓度的被试气体或蒸气与空气的混合物点燃后,通过25mm长的接合面均不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分之间的最大间隙。测量方法:《爆炸性环境用防爆电气设备最大试验安全间隙测定方法(GB3836.11-1991)》规定了最大试验安全间隙的试验设备和测量方法。对“隔爆型”电气设备而言,气体和蒸气的分级是以最大试验安全间隙(MESG)为基础,可分为A、B、C三级。A级:MESG大于0.9mmB级:MESG在0.5mm~0.9mm之间;C级:MESG小于0.5mm。1危险场所爆炸事故的危害与预防常见的可燃性气体或蒸气的最大试验安全间隙气体名称MESG/mm气体名称MESG/mm氨气3.17氰化氢0.80甲烷1.14丙烯晴0.87异丙醇0.99环氧丙烷0.70醋酸甲酯0.99二甲醚0.86醋酸戊脂0.99丙烯酸甲酯0.85丁醇0.94丁二烯0.79甲醇0.92乙烯0.65丙酮1.02二硫化碳0.34丁烷0.98乙炔0.37丙烷0.92氢气0.291危险场所爆炸事故的危害与预防5、最小点燃能量(MIE)定义:在最易点燃浓度混合物中,一个电路的一次放电正好足够点燃混合物,这个电路总能量的最小值,即为相应的物质与空气混合物的最小点燃能量(MIE)。测量方法:最小点燃能量可以利用充电的电容器产生短路放电火花引燃爆炸性混合物的方法来测量。应用:每一种可燃性物质均可作出相应的点燃特性曲线。当可燃性物质与空气形成的混合物浓度处于爆炸下限(LEL)和爆炸上限(UEL)之间的可燃范围内时,总存在一个最小点燃能量点(MIE)。如果点燃能量大于MIE值时,则混合物就会被火花点燃,反之,如果点燃能量小于MIE值时,则是安全的。1危险场所爆炸事故的危害与预防6、最小点燃电流(MIC)定义:指在规定的试验条件下,能点燃最易点燃混合物的最小电流。最小点燃电流比(MICR):最小点燃电流比是指相应气体的最小点燃电流相对于甲烷最小点燃电流之比。最小点燃电流比(MICR)是相对于甲烷最小点燃电流而言。类、级别MESG(mm)MICR代表性气体(MESG/MIC)点燃特性Ⅰ1.141甲烷1.14mm/85mAⅡAMESG≥0.9MICR>0.8丙烷0.92mm/70mA丁烷0.98mm/80mA乙醇0.91mm/75mAⅡB0.9>MESG>0.50.8≥MICR≥0.45乙烯0.65mm/45mAⅡCMESG≤0.5MICR<0.45氢气0.28mm/21mA乙炔0.37mm/24mA难易1危险场所爆炸事故的危害与预防7、最大爆炸压力爆炸性混合物被点燃爆炸后,释放的热量可使气体剧烈膨胀,因而产生很高的爆炸压力。由于可燃性气体的性质相异,最大爆炸压力也不尽相同。这里所说的最大爆炸压力值是指在常温常压下用容积为8L的球形容器测得的数值。难易气体名称爆炸压力气体名称爆炸压力硫化氢0.50丙烷0.86乙酸0.54丁烷0.86氨0.60乙烯0.89乙醇0.75丙酮0.89柴油0.75苯0.90氢0.74环氧乙烷0.99煤油0.80乙炔1.03汽油0.80~0.85硝酸乙酯1.081危险场所爆炸事故的危害与预防爆炸防护的基本原理1、防止爆炸的措施(1)一次防爆措施—避免场所环境中存在爆炸性危险环境可燃物浓度的抑制氧浓度的控制(2)二次防爆措施—在爆炸环境中避免点燃源如果爆炸性环境不可避免,则在环境中消除点燃源。控制点火源使防止爆炸事故的重要措施之一。1危险场所爆炸事故的危害与预防2、电气防爆原理2危险物质第2部分危险物质2危险物质爆炸性危险物质分类中国将爆炸性物质分为三类:Ⅰ类:矿井甲烷;Ⅱ类:爆炸性气体混合物(含蒸气、薄雾);Ⅲ类:爆炸性粉尘和纤维。北美将爆炸性物质分为三类(级)。它们分别是:ClassI–爆炸性气体;ClassII–爆炸性粉尘;ClassIII-纤维。2危险物质爆炸性气体分级(基于MESG和MICR)类别、级别MESG/mmMICRⅠMESG=1.14MICR=1.0ⅡAMESG≥0.9MICR>0.8ⅡB0.5<MESG<0.90.8≥MICR≥0.45ⅡCMESG≤0.5MICR<0.452危险物质(基于AIT)☞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。2危险物质爆炸性气体分级、分组举例☞具体可查阅GB3836.1附表《气体或蒸气爆炸性混合物分级分组举例》2危险物质爆炸性粉尘的分级2危险物质粉尘引燃温度及温度组别粉尘引燃温度(GB50058-92附录四_爆炸性粉尘特性表)-测定依据标准:GB/T16429或IEC61241-2-1-粉尘云引燃温度(Tcl)、(特定厚度的)粉尘层引燃温(TL)可燃性粉尘温度组别依据标准粉尘温度组别引燃温度备注GB50058T11T12T13270℃200℃T≤270℃150℃T≤200℃✘GB12476.2T1T2T3T4T5T6T450℃300℃T≤450℃200℃T≤300℃135℃T≤200℃100℃T≤135℃85℃T≤100℃✔IEC最新标准3危险环境第3部分危险环境3危险环境爆炸危险区域划分的主要标准依据GB50058-2014爆炸危险环境电力装置设计规范GB3836.14-2000爆炸性气体环境用电气设备第14部分危险场所分GB12476.3-2007可燃性粉尘环境用电气设备第3部分存在或可能存在可燃性粉尘的场所分类AQ3009-2007危险场所电气安全规程爆炸危险区域划分的主要标准依据爆炸性危险场所区域主要以爆炸性危险物质出现的频繁程度和持续时间为划分依据的。对于粉尘场所,还应考虑粉尘层堆积厚度。3危险环境爆炸性气体环境的危险区域划分气体爆炸危险场所区域等级区域等级GB3836.14-2000定义说明0区爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所属于0区的场所在工程上相对较少,例如具有排气口的油罐的顶部与油面之间的空间。连续地存在,爆炸物质出现时间大于1000h/a的区域。1区在正常运行时可能出现爆炸性气体环境的场所例如,生产车间中工艺装置上可燃性气体或液体的取样阀门周围属于1区。断续地存在,爆炸物质出现时间在10~1000h/a的区域。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事故状态下存在的,爆炸物质出现时间在0.1~10h/a的区域。3危险环境可燃性粉尘环境的危险区域划分区域等级说明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粉尘层的场所及容器内部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区的场所。该区域包括,与充入或排放粉尘点直接相邻的场所、出现粉尘层和正常操作情况下可能产生可燃浓度的可燃性粉尘与空气混合物的场所22区在异常条件下,可燃性粉尘云偶尔出现并且只是短时间存在,或可燃性粉尘偶尔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。如果不能保证排除可燃性粉尘堆积或粉尘层时,则应划分为21区粉尘爆炸危险场所区域等级3危险环境粉尘危险区域划分的原则粉尘源等级粉尘云厚度可控的粉尘层经常受干扰极少受干扰持续的202122主要的212122次要的222122粉尘爆炸危险场所分类持续的:粉尘云持续存在或存在很长时间或经常短时间反复出现的场所。主要的:在正常情况下,周期性或者有时出现的场所。次要的:在正常情况下不会产生泄漏,如果发生泄漏,不会经常发生或短时间存在的场所。3危险环境爆炸危险区域划分对照☞美国NEC(1996年起)和加拿大CEC都已接受Zone划分方法。☞加拿大已要求新工程基于Zon
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