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1、*,1,2010.6,防爆基本知識,2,爆炸性危險場所,爆炸性環境,：,可能發生爆炸的環境（氣體和粉塵）。凡涉及爆炸性物質生產、加工、處理、儲存、運輸的場所都可能形成爆炸性環境。,危險場所,：,爆炸性環境大量出現或預期出現的數量足以要求對電氣設備的結構、安裝和使用采取專門預防措施的區域。,在石油、化工、煤炭等生產領域將不可避免地產生爆炸性物質的泄漏，并與空氣形成爆炸性危險場所。據資料：,-,在煤礦井下，2/3的場所屬于爆炸性危險場所；,-,在石油開產現場和精煉廠約有60-80%屬爆炸性危險場所；,-,在化學工業中，約有80%以上的生產車間屬爆炸性危險場所。,3,可燃性物質與空氣的混合濃度介于爆
2、炸極限范圍內時，遇點火源就會產生爆炸。,-,爆炸下限,LEL,-,爆炸上限,UEL,可燃性物質的,爆炸極限,范圍各不相同,:,-甲烷5,15 -丙烷2,9.5,-乙烯2.7,34-氫氣4,75.6,產生爆炸的基本條件,(爆炸三角形原理),1.爆炸性物質,2.空氣（氧氣）,3.點火源（如電火花、熾熱表面）,防止爆炸發生的基本方法,1.避免形成爆炸性環境,理想的方法,2.排除/削除可能的點火源,實際的方法,爆炸極限與防爆基本原理,4,電氣設備的電火花和溫度是產生爆炸的主要點燃源。,不同爆炸性物質的電火花和溫度點燃特性各不相同。,為了使采取的防爆措施更具針對性，有必要,對爆炸性物質進行分類、分級、分
3、組，并對爆炸危險區域進行分區。,物質點燃特性,丙烷,乙烯,氫氣,電火花,-,MIE，uJ,180,60,20,溫度,-,AIT，,466(,T1),425(,T2),560(,T1),爆炸性危險物質點燃特征,5,爆炸性危險物質分類,中國將爆炸性物質分為三類：,I,類,：礦井甲烷；,II,類,：爆炸性氣體混合物(含蒸氣、薄霧)；,III,類,：爆炸性粉塵和纖維。,北美將爆炸性物質分為三類(級)。它們分別是：,Class I,爆炸性氣體；,Class II,爆炸性粉塵；,Class III,-,爆炸性纖維。,6,(基于,MESG,和,MICR,),典型氣體,最大試驗安全間隙,(MESG),mm,最
4、小點燃電流比,(MICR),中國、,IEC,、歐共體標準,北美標準,（,Group,）,點燃特性,甲烷,1.14,1.0,I,D,難,易,丙烷,0.9MESG1.14,0.8,MICR,1.0,II,A,乙烯,0.5,MESG,0.9,0.45,M,I,CR,0.8,II,B,C,乙炔,MESG,0.5,MICR,450,T2,T2,300t?450,-,T2A,280t?300,-,T2B,2,60t?,2,80,-,T2C,2,30t?26,0,-,T2D,2,15t?,2,30,T3,T3,2,00t?,2,15,-,T3A,180t?200,-,T3B,165t?,1,80,-,T3C
5、,16,0t?165,T4,T4,1,35t?160,-,T4A,1,20,t?,1,35,T5,T5,100t?12,0,T6,T6,85t?100,難,易,8,爆炸性氣體分級、分組舉例,類別,級別,爆炸性氣體溫度組別,T1,T2,T3,T4,T5,T6,I,甲烷,IIA,乙烷、丙烷、丙酮、苯乙烯、氯苯、甲苯、苯、氨、一氧化碳、甲醛、苯氨,丁烷、甲醇、乙醇、丙烯、氯乙烯、醋酸丁酯、乙酸戊酯,戊烷、巳烷、庚烷、癸烷、辛烷、,汽油,、氯丁烷,乙醚、三甲胺,亞硝酸乙酯,IIB,焦爐煤氣、環丙烷、丙烯腈,環氧乙烷、,2-,環氧丙烷、乙烯、,1,3-,丁二烯,二甲醚、硫化氫、四氫膚喃、丙烯醛,四氟乙烯
6、、二乙醚,IIC,水煤氣、氫氣,乙炔,二硫化碳,硝酸乙酯,具體可查閱,GB3836.1,附表,氣體或蒸氣爆炸性混合物分級分組舉例,爆炸性危險區域的劃分,爆炸危險區域劃分的主要,標準依據,-,GB50058-1992,爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范,-GB3836.14-2000,爆炸性氣體環境用電氣設備 第14部分 危險場所分類,-,中華人民共和國爆炸危險場所電氣安全規程(試行),1987年,爆炸性危險區域主要以爆炸性,危險物質出現的,頻繁程度,和,持續時間,為劃分依據的。,與,IEC,標準一樣，對于,爆炸性氣體危險場所劃分為3個區域，即0區、1區和2區,。它們對應的定義如下：,0 區：,
7、在正常情況下，爆炸性氣體混合物連續地或長時期存在的場所。（,1000h/y,以上）（,1 y,8760 h,）,1 區：,在正常情況下，爆炸性氣體混合物有可能出現的場所。（,10-1000h/y,）,2 區：,在正常情況下，爆炸性氣體混合物不可能出現，或即使出現也只是短時間存在的場所。（,10h/y,以下）,安全場所：,小于,1h/y,。,10,爆炸危險區域劃分對照,注釋,：,1、美國,NEC,（,1996,年起）和加拿大,CEC,都已接受,Zone,劃分方法。,2、加拿大已要求新工程基于,Zone,劃分方法實施安裝。,危險區域定義,中國、,IEC,、,EN,標準,（,Zone,）,北 美 標
8、 準,（,Division,）,危險程度,正常情況連續出現,0,區,Division 1,高,低,正常情況間斷出現,1,區,僅在異常時出現,2,區,Division 2,11,主要氣體防爆技術,防爆型式,目前，世界范圍內普遍接受的主要氣體防爆技術有：,1.隔爆型(,Ex d),2.本安型(,Ex ia/ib),3.增安型(,Ex e),4.正壓型(,Ex px,py,pz),5.油浸型(,Ex o),6.充砂型(,Ex q),7.,n,型(,Ex nA,nC,nL,nR,nZ),8.澆封型(,Ex ma,mb),解決主要點燃源：由電氣因素引起的電火花和熱效應。,為什么要有這么多種防爆技術？,1
9、2,中國標準化成果與國際對照,防爆型式,中國標準,GB3836-,IEC,標準,IEC60079-,歐洲標準,CENELEC,EN 60079-,北美標準,FM,防爆型式符號,中國,/,IEC,/,歐洲,Ex,北美國家,通用要求,1,0,0,FM3810,FM3600,-,-,隔爆型,2,1,1,FM3615,d,XP,增安型,3,7,7,-,e,-,本質安全型,4,11 (,設備,),25 (,系統,),27 (FISCO),11 (,設備,),25 (,系統,),27 (FISCO),FM3610,ia,ib,ic,ia,ib,ic,IS,AIS,正壓型,5,2,2,3620,px,py,
10、pz,PX,PY,PZ,APX,APY,APZ,充油型,6,6,6,-,o,-,充砂型,7,5,5,-,q,-,n,型,8,15,15,FM3611,nA,nC,nL,nR,nZ,NI,澆封型,9,18,18,-,ma,mb,-,中國防爆標準,GB,基本等同或等效采用,IEC,標準。,由于,IEC,標準和,EN,標準基本一致，所以中國標準,GB,也與,EN,標準等同或等效。,13,防爆電氣設備的類、級、組,按設備適用的環境，分為三類,：,I,類：礦井用-,Mining Industry,II,類：工廠用,Surface Industry,III,類：爆炸性粉塵和纖維環境用,II,類設備分級分組
11、：,同氣體分級、分組,分級：分為A,B,C三級,。,分組：分為,T1,T6,六組。,它與氣體溫度組別不同，是指,設備最高表面溫度,，且它的確定與防爆型式有關。,I,類和,III,類設備不分級分組，但,III,類設備分為,A、B,型設備。,設備溫度組別,氣體引燃溫度,允許最高表面溫度,T1,450,450,T2,300,300,T3,200,200,T4,135,135,T5,100,100,T6,85,85,14,防爆電氣設備標志舉例,中國、,IEC,、歐洲,Ex ia IIC T4,-,表示該本安設備可適用于,0,區工廠爆炸性氣體環境。（采用,ia,本安技術，適用于,IIC,級、溫度組別不高
12、于,T4,的爆炸性氣體場所）,Ex de IIC T6,-表示該隔爆增安設備可適用于,1,區工廠爆炸性氣體環境。,Ex dib IIC T6,-表示該隔爆設備可適用于1區工廠爆炸性氣體環境，并含有可與,1,區氣體危險場所用本安設備相連的關聯電路（安全柵）,。,(,注：溫度組別可直接標志最高表面溫度),15,防爆產品安全應用環節,全生命周期內整體防爆安全,設備檢修,采購驗收,工程驗收,設備選型,正確安裝,檢查維護,人員培訓,區域劃分,16,防爆產品安全應用職責,區域劃分,一般為設計院,設備選型,設計院、工程公司或最終用戶,采購驗收,工程公司或其它采購單位,正確安裝,工程公司或其它安裝單位,檢查維
13、護,用戶、業主,設備檢修,用戶、業主、專業修理單位,人員培訓,用戶、業主,17,爆炸危險區域劃分實踐,基于出現危險物質的持續時間和頻繁程度，主要考慮以下因素：,1）存在危險物質的可能性,2）危險物質的釋放量,3）危險物質的特性（如比重：氫氣,0.07,；環氧乙烷,1.52,）,4）環境條件（如氣壓、溫濕度及通風情況、風向等）,5）遠離釋放源的距離,6）危險物質泄漏監控設施配置情況,7）爆炸后果的嚴重性,18,油罐區爆炸性危險區域劃分舉例,典型的帶有呼吸閥的露天油罐的危險區域劃分示例,r,一呼吸閥閥口半徑（,m）R2,一油罐半徑（,m）,19,汽車灌裝區爆炸性危險區域劃分舉例,油罐車灌裝裝置，戶
14、外，在頂部注入汽油,(GB3836.14-2000,示例,9),考慮到相關參數，從本例中可得出下列典型數值：,a=1.5 m,，距釋放源水平距離；,b=1.5 m,，水平到島際,(,橋式,),邊界；,c=1.5 m,，釋放源上方距離；,d=1m,，高于地面；,e=4.5 m,，距排水槽水平距離；,f=1.5 m,，距,1,區的水平距離；,g=1.0 m,，高于,1,區的距離。,注：若系統帶有蒸氣回收裝置，則上述標注距離可縮小，例如：,1,區范圍可縮小到忽略不計，,2,區也明顯縮小。,20,油泵區爆炸性危險區域劃分舉例,一般工業用泵，安裝在戶內地面，抽吸可燃性液體。,(GB3836.14-200
15、0,示例,2),考慮到相關參數，對泵工作容量為,50 m3/h,，在低壓下工作時，可得出下面典型的數值：,a=1.5m,，從釋放源計其水平距離；,b=1m,，從地面到釋放源上方,1m,；,c=3m,，從釋放源計其水平距離。,21,油品碼頭危險區域劃分舉例,0,區,1,區,2,區,碼頭罐裝區區域劃分,22,油品碼頭危險區域劃分舉例,船體周邊區域劃分,0,區,1,區,2,區,23,碼頭泊位區域劃分,0,區,1,區,2,區,油品碼頭危險區域劃分舉例,24,儲運自動化中最常用的防爆技術,隔爆技術,Exd,是一種,間隙防爆技術,，,利用間隙來達到降溫熄火效果,。,歐洲用“,Flameproof”,；美國
16、用“,Explosion-proof”,。,允許危險氣體進入隔爆外殼，但可能產生的,內部爆炸將不會穿過隔爆接合面而導致外部環境爆炸,。,外殼必須具有,足夠的的強度,；各外殼接合面必須具有,足夠長的有效嚙合長度,和,足夠小的間隙,。,25,本安防爆技術,Exi(a/b),是一種從,限制能量,入手，可靠地將電路中的電壓和電流限制在一個允許的范圍內，以保證電氣設備在正常工作或發生短接和元器件損壞等,故障情況下產生的電火花和熱效應不致于引起其周圍可能存在的危險氣體的爆炸,設備結構簡單、體積小、重量輕,可帶電維護、標定和更換零件,不會因為外結構件損壞等原因降低電氣設備的安全可靠性,它是一種,“,弱電,”,技術，現場的應用不會引起觸電傷亡等事故的發生,是,唯一可適用于,0,區危險場所的防爆技術,簡單設備（如熱電阻、二極管、觸點等）不需特別認證即可接入本安防爆回路系統,26,本質安全防爆系統的構成,：現場本安電氣設備、,關聯設備（安全柵）、連接電纜,現場本安電氣設備：,簡單設備,根據制造商的技術條件，電氣參數值均不超過,1.2V,0.1A,25mW,450,T1-T6,T2,300 T2-T6,T3
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