电气防爆知识简介.pdf

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1、电气防爆知识简介电气防爆知识简介电气防爆知识简介电气防爆知识简介左海强左海强化学工程学院化工装备与控制工程系化学工程学院化工装备与控制工程系第第 2 页页爆炸三要素爆炸三要素爆炸三要素爆炸三要素点火源（如电火花、炽热表面）点火源（如电火花、炽热表面）点火源（如电火花、炽热表面）点火源（如电火花、炽热表面）空气（氧气）空气（氧气）空气（氧气）空气（氧气）爆炸性物质爆炸性物质爆炸性物质爆炸性物质第第 3 页页在石油、化工、煤炭等生产领域将不可避免地产生爆炸性物质的泄漏，并与空气形成爆炸性危险场所。在煤矿井下，2/3的场所属于爆炸性危险场所；在石油开采现场和石油化工厂约有60-80%属爆炸性危险场所

2、；在化学工业中，约有80%以上的生产车间属爆炸性危险场所。第第 4 页页 电气设备的电火花和温度是产生爆炸的主要点燃源。不同爆炸性物质的电火花和温度点燃特性各不相同。为了使采取的防爆措施更具针对性，有必要对爆炸性物质分类、级、组，以及对爆炸危险区域分区。防止爆炸发生的基本方法防止爆炸发生的基本方法避免形成爆炸性环境 理想的方法排除可能的点火源 实际的方法。第第 5 页页气体的点火特性气体的点火特性气体的点火特性气体的点火特性点火能量点火能量点火能量点火能量(J)(J)体积比体积比体积比体积比(%)(%)L.E.L.L.E.L.爆炸下限爆炸下限爆炸下限爆炸下限U.E.L.U.E.L.爆炸上限爆炸

3、上限爆炸上限爆炸上限M.I.EM.I.E最低点火能量最低点火能量最低点火能量最低点火能量气体类别分级气体类别分级气体类别分级气体类别分级代表性气体代表性气体代表性气体代表性气体甲烷甲烷甲烷甲烷丙烷丙烷丙烷丙烷乙烯乙烯乙烯乙烯氢气氢气氢气氢气5 52 22.72.74 4L.E.L.L.E.L.(%)(%)15159.59.534347575U.E.L.U.E.L.(%)(%)32032018018060602020M.I.E.M.I.E.(J)J)I I类类类类(矿井气矿井气矿井气矿井气)IIAIIAIIBIIBIICIIC气体类别气体类别气体类别气体类别第第 6 页页中国将爆炸性物质分为三类

4、：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：Class I 爆炸性气体；Class II 爆炸性粉尘；Class III-纤维。爆炸性危险物质分类爆炸性危险物质分类第第 7 页页MESG 0.50.5MESG0.90.9 MESG1.14MESG=1.14最大试验安全间隙(MESG),mmMICR 0.450.45MICR0.8 0.8MICR1.0 MICR=1.0最小点燃电流比(MICR)IIC乙炔氢气乙烯丙烷甲烷典型气体IIBIIAI分级难易点燃特性爆炸性气体分级爆炸性气体分级最大试验安全间隙(MESG)最大试验安

5、全间隙(MESG)：在标准规定试验条件下，空腔内所有浓度的被试气体或蒸气与空气混合物点燃后，通过25mm长的火焰通路均不能点燃外部爆炸性气体混合物的内空腔两部分之间的最大间隙。最小点燃电流(MIC)最小点燃电流(MIC)：采用火花试验装置，由电阻电路或电感电路引起爆炸性试验混合物点燃的最小电流。最小点燃电流比（MICR）最小点燃电流比（MICR）:各种可燃性气体（或蒸气）与空气的混合物的最小点燃电流对甲烷与空气混合物的最小点燃电流的比值。第第 8 页页最大试验安全间隙试验装置第第 9 页页爆炸性气体分组爆炸性气体分组引燃温度(AIT)：引燃温度(AIT)：依据标准规定的方法进行试验时，能够引燃

6、爆炸性气体与空气混合物的热表面最低温度。100t85135t100200t135300t200450t300t450引燃温度t/T6T5T4T3T2难易T1点燃特性组别第第 10 页页水煤气、氢气焦炉煤气、环丙烷、丙烯腈乙烷、丙烷、丙酮、苯乙烯、氯苯、甲苯、苯、氨、一氧化碳、甲醛、苯氨甲烷T1爆炸性气体温度组别乙炔环氧乙烷、2-环氧丙烷、乙烯、1,3-丁二烯丁烷、甲醇、乙醇、丙烯、氯乙烯、醋酸丁酯、乙酸戊酯T2二甲醚、硫化氢、四氢肤喃、丙烯醛戊烷、巳烷、庚烷、癸烷、辛烷、汽油、氯丁烷T3四氟乙烯、二乙醚乙醚、三甲胺T4亚硝酸乙酯IIAIIBI硝酸乙酯二硫化碳IIC类别级别T5T6爆炸性气体分级

7、、分组举例爆炸性气体分级、分组举例第第 11 页页世界各国对危险场所区域划分不同，但大致分为两大派系：中国和大多数欧洲国家采用国际电工委员会（IEC）的划分方法，而以美国和加拿大为主要代表的其他国家采用北美划分方法。中国标准GB3836.14对于爆炸性气体爆炸性气体危险场所划分为3个区域：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。爆炸性危险区域主要以爆炸性危险物质出现的频繁程度频繁程度和持续时间持续时间为划分依据的。对于粉尘粉尘场所，同样划分为3个

8、区域，即20、21和22区。爆炸性危险区域的划分爆炸性危险区域的划分第第 12 页页典型的带有呼吸阀的露天油罐的危险区域划分示例：I-I R2一油罐半径（m）r一呼吸阀阀口半径（m）第第 13 页页防爆电气设备分为类、类和 类。类：I类电气设备用于煤矿瓦斯气体环境。类：类电气设备用于除煤矿瓦斯气体之外的其他爆炸性气体环境。类：类电气设备用于除煤矿以外的爆炸性粉尘环境。防爆电气设备的分类防爆电气设备的分类分级分级分组分组类电气设备分级：类电气设备分级：按其适用于爆炸性气体环境混合物的最大试验安全间隙最大试验安全间隙（MESG）和最小点燃电流比（最小点燃电流比（MICR）分为A、B、C三级：MIC

9、R 0.45MESG 0.5II C0.45 MICR 0.80.5 MESG 0.8MESG 0.9II A MICRMESG(mm)类、级别类、级别第第 14 页页类电气设备的最高表面温度分组类电气设备的最高表面温度分组:爆炸性环境用电气设备按其最高表面温度最高表面温度划分为T1-T6组别。最高表面温度温度组别T1T2T3T4T5T6450 300 200135 100 85第第 15 页页爆炸性气体环境防爆标志爆炸性气体环境防爆标志:Ex d Ex d B T4 GbB T4 Gb防爆符号防爆型式防爆类别温度组别设备保护级别（EPL）爆炸性气体环境用IIB等级隔爆型电气设备，最高表面温度

10、低于135，具有“高”的保护级别，在正常运行或预期故障条件下不是点燃源。第第 16 页页设备保护级别设备保护级别（EPL,Equipment Protection Level）根据设备成为点燃源的可能性和不同爆炸性环境所具有的不同特征而对设备规定的保护级别，包括：“Ma”、“Mb”;“Ga”、“Gb”、“Gc”;“Da”、“Db”、“Dc”。安装在煤矿甲烷爆炸性环境中的设备Ma Mb爆炸性气体环境用设备，具有“一般一般”的保护级别，在正常运行中不是点燃源，也可采取一些附加保护措施，保证在点燃源预期经常出现的情况下（例如灯具的故障）不会形成有效点燃。Ex n型是该保护级别的典型设备。Gc爆炸性粉

11、尘环境用设备Da Db Dc爆炸性气体环境用设备，具有“高高”的保护级别，在正常运行或预期故障条件下不是点燃源，大多数标准的保护概念提出设备在这一保护级别。Gb爆炸性气体环境用设备，具有“很高很高”的保护级别，在正常运行中出现预期故障或罕见故障时不是点燃源。Ga描述保护级别第第 17 页页混（复）合型防爆型式混（复）合型防爆型式当一台电气设备的不同部分或Ex元件使用不同的防爆型式时，防爆标志应包括所有使用的防爆型式符号，防爆型式的符号应按字母顺序排列，彼此之间应有小的间隔。当使用关联设备时，其防爆型式的标志，包括适用时的方括号，应标在电气设备防爆形式符号之后。第第 18 页页“d”:隔爆型“e

12、”:增安型“i”:本质安全型（ia，ib，ic）“p”:正压外壳型（px，py，pz）“o”:油浸型“q”:充砂型“n”:n型电气设备（nA,nR,nC,nZ）“m”:浇封型（ma，mb）防爆型式防爆型式解决的主要点燃源：由电气因素引起的电火花和热效应。第第 19 页页隔爆型隔爆型隔爆型隔爆型ExdExd基本原则：基本原则：基本原则：基本原则：“包容型包容型包容型包容型 封装封装封装封装 必须能承受爆炸的压力必须能承受爆炸的压力必须能承受爆炸的压力必须能承受爆炸的压力 塑料材料只允许小容积塑料材料只允许小容积塑料材料只允许小容积塑料材料只允许小容积(3(UoUo;IiIo;PiPo;IiIo;

13、PiPo Ci+Ci+CcCcCoCo Li+Li+LcLcLoLoEx iEx iUiUi;Ii;Pi;Ii;PiCiCi;Li;LiEx iEx iUiUi;Ii;Pi;Ii;PiCiCi;Li;LiEx iEx iUiUi;Ii;Pi;Ii;PiCiCi;Li;LiEx iEx iUiUi;Ii;Pi;Ii;PiCiCi;Li;Li接线盒接线盒接线盒接线盒非隔离非隔离非隔离非隔离总线总线总线总线耦合器耦合器耦合器耦合器Ex iEx iUoUo;Io;Po;Io;PoCo;LoCo;Lo第第 31 页页外 壳 防 护 等 级（外 壳 防 护 等 级（IP）代 码）代 码（GB 4208-2008/IEC 60529:2001)0 无防护无防护 1 固体异物直径大于固体异物直径大于50mm 2 固体异物直径大于固体异物直径大于12.5mm 3 固体异物直径大于固体异物直径大于2.5mm 4 固体异物直径大于固体异物直径大于1.0mm 5 防尘防尘 6 尘密尘密0 无防护无防护1 垂直滴水垂直滴水2 15滴水滴水3 淋水淋水4 溅水溅水5 喷水喷水6 猛烈喷水猛烈喷水7 短时间浸水短时间浸水8 连续浸水连续浸水