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防爆的基本原理

來源:廣州東儀自動化科技有限公司   2022年10月13日 08:42  

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。

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(dāng)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(dāng)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。

儀表防爆的原理

危險場所危險性劃分:

   爆炸性物質(zhì)

區(qū)域定義

中國標(biāo)準(zhǔn)

北美標(biāo)準(zhǔn)

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

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)

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

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

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

防爆方法對危險場所的適用性:

序號

防爆型式

代號

國家標(biāo)準(zhǔn)

防爆措施

適用區(qū)域

1

隔爆型

d

GB3836.2

隔離存在的點火源

Zone1,Zone2

2

增安型

e

GB3836.3

設(shè)法防止產(chǎn)生點火源

Zone1,Zone2

3

本安型

ia

GB3836.4

限制點火源的能量

Zone0-2

本安型

ib

GB3836.4

限制點火源的能量

Zone1,Zone2

4

正壓型

p

GB3836.5

危險物質(zhì)與點火源隔開

Zone1,Zone2

5

充油型

o

GB3836.6

危險物質(zhì)與點火源隔開

Zone1,Zone2

6

充砂型

q

GB3836.7

危險物質(zhì)與點火源隔開

Zone1,Zone2

7

無火花型

n

GB3836.8

設(shè)法防止產(chǎn)生點火源

Zone2

8

澆封型

m

GB3836.9

設(shè)法防止產(chǎn)生點火源

Zone1,Zone2

9

氣密型

h

GB3836.10

設(shè)法防止產(chǎn)生點火源

Zone1,Zone2

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 :

工況類別

氣體分類

代表性氣體

最小引爆火花能量

礦井下

甲烷

0.280mJ

礦井外的工廠

ⅡA

丙烷

0.180mJ

ⅡB

乙烯

0.060mJ

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( )

組名

代表性氣體或塵埃

A

乙炔

B

氫氣

C

乙烯

D

丙烷

E

金屬塵埃

F

煤炭塵埃

G

谷物塵埃

     氣體溫度組別劃分:

溫度組別

安全的物體表面溫度

常見爆炸性氣體

T1

≤ 450℃

氫氣、丙烯腈等 46

T2

≤ 300℃

乙炔、乙烯等 47

T3

≤ 200℃

汽油、丁烯醛等 36

T4

≤ 135℃

乙醛、四氟乙烯等 6

T5

≤ 100℃

二硫化碳

T6

≤ 85℃

硝酸乙酯等

儀表的防爆標(biāo)志

  Ex(ia)ⅡC T6 的含義 :

標(biāo)志內(nèi)容

符號

含義

防爆聲明

Ex

符合某種防爆標(biāo)準(zhǔn),如我國的國家標(biāo)準(zhǔn)

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)

氣體類別

ⅡC

被允許涉及ⅡC 類爆炸性氣體

溫度組別

T6

儀表表面溫度不超過 85℃

Ex(ia)ⅡC 的含義

標(biāo)志內(nèi)容

符號

含義

防爆聲明

Ex

符合歐洲防爆標(biāo)準(zhǔn)

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)

氣體類別

ⅡC

被允許涉及ⅡC 類爆炸性氣體

: : 該標(biāo)志中無溫度組別項 , 說明該儀表不與爆炸性氣體直接接觸 .

防爆術(shù)語:

有關(guān)防爆術(shù)語及標(biāo)準(zhǔn)
 
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

  防爆標(biāo)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(biāo)志和防爆形式。
 
防爆標(biāo)志格式:

               Ex      (ia)    ⅡC      T4  

   防爆標(biāo)記防爆等級氣體組別溫度組別
 
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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