1.防爆的基本原理
1.1 爆炸的概念:
爆炸是物質(zhì)從一種狀態(tài)，經(jīng)過物理或化學(xué)變化，突然變成另一種狀態(tài)，并放出巨大的能量。急劇速度釋放的能量，將使周圍的物體遭受到猛烈的沖擊和破壞。爆炸必須具備的三個條件： 1 ）爆炸性物質(zhì)：能與氧氣（空氣）反應(yīng)的物質(zhì)，包括氣體、液體和固體。（氣體：氫氣，乙炔，甲烷等；液體：酒精，汽油；固體：粉塵，纖維粉塵等。2 ）氧氣：空氣。3 ）點燃源：包括明火、電氣火花、機械火花、靜電火花、高溫、化學(xué)反應(yīng)、光能等。
1.2 為什么要防爆:
易爆物質(zhì):
很多生產(chǎn)場所都會產(chǎn)生某些可燃性物質(zhì)。煤礦井下約有三分之二的場所有存在爆炸性物質(zhì)；化學(xué)工業(yè)中，約有 80% 以上的生產(chǎn)車間區(qū)域存在爆炸性物質(zhì)。氧氣 : 空氣中的氧氣是無處不在的。點燃源 : 在生產(chǎn)過程中大量使用電氣儀表，各種磨擦的電火花 , 機械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免，尤其當儀表、電氣發(fā)生故障時。客觀上很多工業(yè)現(xiàn)場滿足爆炸條件。當爆炸性物質(zhì)與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)時，若存在爆炸源，將會發(fā)生爆炸。因此采取防爆就顯得很必要了。
2.儀表防爆的原理
2.1 危險場所危險性劃分：
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爆炸性物質(zhì) |
區(qū)域定義 |
中國標準 |
北美標準 |
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氣體
(CLASS Ⅰ) |
在正常情況下 , 爆炸性氣體混合物連續(xù)或長時間存在的場所 |
0 區(qū) |
Div.1 |
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在正常情況下爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場所 |
1 區(qū) |
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在正常情況下爆炸性氣體混合物不可能出現(xiàn), 僅僅在不正常情況下 , 偶爾或短時間出現(xiàn)的場所 |
2 區(qū) |
Div.2 |
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粉塵或纖維
(CLASS Ⅱ/Ⅲ） |
在正常情況下 , 爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物可能連續(xù) , 短時間頻繁地出現(xiàn)或長時間存在的場所 |
10 區(qū) |
Div.1 |
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在正常情況下 , 爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物不能出現(xiàn) , 僅僅在不正常情況下 , 偶爾或短時間出現(xiàn)的場所 |
11 區(qū) |
Div.2 |
2.2 防爆方法對危險場所的適用性：
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序號 |
防爆型式 |
代號 |
國家標準 |
防爆措施 |
適用區(qū)域 |
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1 |
隔爆型 |
d |
GB3836.2 |
隔離存在的點火源 |
Zone1,Zone2 |
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2 |
增安型 |
e |
GB3836.3 |
設(shè)法防止產(chǎn)生點火源 |
Zone1,Zone2 |
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3 |
本安型 |
ia |
GB3836.4 |
限制點火源的能量 |
Zone0-2 |
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本安型 |
ib |
GB3836.4 |
限制點火源的能量 |
Zone1,Zone2 |
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4 |
正壓型 |
p |
GB3836.5 |
危險物質(zhì)與點火源隔開 |
Zone1,Zone2 |
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5 |
充油型 |
o |
GB3836.6 |
危險物質(zhì)與點火源隔開 |
Zone1,Zone2 |
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6 |
充砂型 |
q |
GB3836.7 |
危險物質(zhì)與點火源隔開 |
Zone1,Zone2 |
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7 |
無火花型 |
n |
GB3836.8 |
設(shè)法防止產(chǎn)生點火源 |
Zone2 |
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8 |
澆封型 |
m |
GB3836.9 |
設(shè)法防止產(chǎn)生點火源 |
Zone1,Zone2 |
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9 |
氣密型 |
h |
GB3836.10 |
設(shè)法防止產(chǎn)生點火源 |
Zone1,Zone2 |
2.3 防爆對危險場所的適用性：
爆炸性危險氣體分類 根據(jù)可能引爆的最小火花能量，我國和歐洲及世界上大部分國家和地區(qū)將爆炸性氣體分為四個危險等級 , 如下表 :
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工況類別 |
氣體分類 |
代表性氣體 |
最小引爆火花能量 |
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礦井下 |
Ⅰ |
甲烷 |
0.280mJ |
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礦井外的工廠 |
ⅡA |
丙烷 |
0.180mJ |
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ⅡB |
乙烯 |
0.060mJ |
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ⅡC |
氫氣 |
0.019mJ |
美國和加拿大首先將散布在空氣中的爆炸性物體分成三個CLASS( 類別 ):CLASS Ⅰ氣體和蒸氣 ; CLASS Ⅱ 塵埃 ; CLASS Ⅲ纖維。然后再將氣體和塵埃分成 Group( 組 ) ：
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組名 |
代表性氣體或塵埃 |
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A |
乙炔 |
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B |
氫氣 |
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C |
乙烯 |
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D |
丙烷 |
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E |
金屬塵埃 |
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F |
煤炭塵埃 |
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G |
谷物塵埃 |
2.4 氣體溫度組別劃分：
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溫度組別 |
安全的物體表面溫度 |
常見爆炸性氣體 |
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T1 |
≤ 450℃ |
氫氣、丙烯腈等 46 種 |
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T2 |
≤ 300℃ |
乙炔、乙烯等 47 種 |
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T3 |
≤ 200℃ |
汽油、丁烯醛等 36 種 |
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T4 |
≤ 135℃ |
乙醛、四氟乙烯等 6 種 |
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T5 |
≤ 100℃ |
二硫化碳 |
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T6 |
≤ 85℃ |
硝酸乙酯和亞硝酸乙酯 |
2.5 儀表的防爆標志
Ex(ia)ⅡC T6 的含義 :
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標志內(nèi)容 |
符號 |
含義 |
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防爆聲明 |
Ex |
符合某種防爆標準，如我國的國家標準 |
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防爆方式 |
ia |
采用 ia 級本質(zhì)安全防爆方法，可安裝在 0 區(qū) |
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氣體類別 |
ⅡC |
被允許涉及ⅡC 類爆炸性氣體 |
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溫度組別 |
T6 |
儀表表面溫度不超過 85℃ |
Ex(ia)ⅡC 的含義
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標志內(nèi)容 |
符號 |
含義 |
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防爆聲明 |
Ex |
符合歐洲防爆標準 |
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防爆方式 |
ia |
采用 ia 級本質(zhì)安全防爆方法，可安裝在 0 區(qū) |
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氣體類別 |
ⅡC |
被允許涉及ⅡC 類爆炸性氣體 |
注 : 該標志中無溫度組別項 , 說明該儀表不與爆炸性氣體直接接觸
3.防爆術(shù)語：
3.1 有關(guān)防爆術(shù)語及標準 安全柵安全參數(shù)定義：
安全柵最高允許電壓：Um
保證安全柵本安端的本安性能，允許非本安端可能輸入的最高電壓
安全柵最高開路電壓： Uoc
在最高允許電壓范圍內(nèi)本安端開路時電壓最大值
安全柵最大短路電流： Isc
在最高允許電壓范圍內(nèi)本安端短路時的電流最大值
安全柵允許分布電容： Ca
保證本質(zhì)安全性能情況下本安端最大允許外接電容
安全柵允許分布電感： La
保證本質(zhì)安全性能情況下本安端最大允許外接電感
3.2 防爆標志格式說明：
將工廠或礦區(qū)的爆炸危險介質(zhì)，按其引燃能量，最小點燃溫度以及現(xiàn)場爆炸性危險氣體存在的時間周期進行科學(xué)分類分級，以確定現(xiàn)場防爆設(shè)備的防爆標志和防爆形式。
3.3 防爆標志格式：
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Ex |
(ia) |
ⅡC |
T4 |
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防爆標記 |
防爆等級 |
氣體組別 |
溫度組別 |
3.4 防爆等級說明：
ia 等級： 在正常工作、一個故障和二個故障時均不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設(shè)備。
正常工作時，安全系數(shù)為 2.0 ；
一個故障時，安全系數(shù)為 1.5 ；
二個故障時，安全系數(shù)為 1.0 。
注：有火花的觸點須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全系數(shù)。
ib 等級 : 在正常工作和一個故障時不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設(shè)備。
正常工作時，安全系數(shù)為 2.0 ；
一個故障時，安全系數(shù)為 1.5 。
正常工作時，有火花的觸點須加隔爆外殼或氣密外殼保護，并且有故障自顯示的措施，一個故障時安全系數(shù)為 1.0 。
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