自动化仪表学习.pptx

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1、1本安型防爆系统第五章仪表及系统的防爆隔爆型及本安型防爆仪表防爆仪表概述爆炸性物质与环境第1页/共32页2一、概述气动仪表从本质上来说具有防爆性能（不可能产生火花）。气动仪表从本质上来说具有防爆性能（不可能产生火花）。电动仪表必须采取必要的防爆措施才具有防爆性能。电动仪表必须采取必要的防爆措施才具有防爆性能。1 1、原因：、原因：在某些生产现场存在着各种易燃、易爆气体（炼油、化在某些生产现场存在着各种易燃、易爆气体（炼油、化工等生产现场）。安装在这种危险场所的仪表如果产生火工等生产现场）。安装在这种危险场所的仪表如果产生火花，就容易引起爆炸，因而必须具有防爆性能。花，就容易引起爆炸，因而必须具

2、有防爆性能。第2页/共32页3一、概述标准：标准：标准：标准：国家标准国家标准GB3836.1GB3836.1爆炸性环境用防爆电气设备通用要求爆炸性环境用防爆电气设备通用要求2 2、防爆仪表的标准、防爆仪表的标准第3页/共32页4中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程：（节选）1 1、在大气条件条件下，气体、蒸汽、薄雾、粉尘或纤维状的易、在大气条件条件下，气体、蒸汽、薄雾、粉尘或纤维状的易 燃物质与空气混合点燃后，燃烧将在整个范围内传播的混合燃物质与空气混合点燃后，燃烧将在整个范围内传播的混合 物称为爆炸性混合物。物称为爆炸性混合物。2 2、爆炸性物质分为三类：爆炸性物质分为三类：类：类：矿井

3、甲烷；矿井甲烷；类：类：爆炸性气体、蒸气；爆炸性气体、蒸气；类：类：爆炸性粉尘、纤维。爆炸性粉尘、纤维。3 3、由于同一类物质的燃爆性能不同，又常对爆炸性物质进行分、由于同一类物质的燃爆性能不同，又常对爆炸性物质进行分 级，分级方式方法见相关一些资料。级，分级方式方法见相关一些资料。二、爆炸性物质与环境二、爆炸性物质与环境第4页/共32页5中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程：（节选）4 4、爆炸性环境及其分类、级、范围的划分：、爆炸性环境及其分类、级、范围的划分：会有爆炸性混合物的环境称为爆炸性环境。会有爆炸性混合物的环境称为爆炸性环境。按爆炸性混合物的数量，可划分爆炸性危险场所，非爆炸性

4、危险场所。按爆炸性混合物的数量，可划分爆炸性危险场所，非爆炸性危险场所。按爆炸性混合物的物态，可分为气体爆炸危险场所和粉尘爆炸危险场所。按爆炸性混合物的物态，可分为气体爆炸危险场所和粉尘爆炸危险场所。按爆炸物质出现的频度，持续时间和危险程度，可将危险场所划分成不按爆炸物质出现的频度，持续时间和危险程度，可将危险场所划分成不同的危险级别。同的危险级别。二、爆炸性物质与环境二、爆炸性物质与环境第5页/共32页6二、爆炸性物质与环境附：爆炸危险场所的区域等级爆炸性气体（或粉尘）、可燃蒸气与空气混合形成爆炸性气体（或粉尘）混合物的场所，按其危险程度的大小分为三个区域等级。级区域（区）：在正常情况下，爆

5、炸性气体混合物，连续地、短时间频繁地出现或长时间存在的场所。（粉尘类的即为10区）级区域（区）：在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所。（粉尘类的即为11区）级区域（区）：在正常情况下，爆炸性气体混合物不能出现，仅在不正常情况下偶尔短时间出现的场所。第6页/共32页71 1、在爆炸性气体或蒸汽中使用的仪表，引起爆炸主、在爆炸性气体或蒸汽中使用的仪表，引起爆炸主 要有两方面原因：要有两方面原因：B B、仪表过高的表面温度、仪表过高的表面温度A A、仪表产生能量过高的电火花或仪表内部因故障、仪表产生能量过高的电火花或仪表内部因故障 产生的火焰通过表壳的缝隙引燃仪表外的气体产生的火焰通过表壳

6、的缝隙引燃仪表外的气体 或蒸汽。或蒸汽。三、防爆仪表三、防爆仪表在爆炸危险场所中，由于电气设备和线路产生的电火花或危险温度在爆炸危险场所中，由于电气设备和线路产生的电火花或危险温度会引起燃烧或爆炸事故，所以要采取防爆措施，通常强调电气整体防爆会引起燃烧或爆炸事故，所以要采取防爆措施，通常强调电气整体防爆设计、施工、运行、维修等方面严格遵守有关规定。设计、施工、运行、维修等方面严格遵守有关规定。第7页/共32页8三、防爆仪表A A、按照国标、按照国标GB3836.1GB3836.1规定，防爆电气设备分为两大类：规定，防爆电气设备分为两大类：I I 类：煤矿井下用电气设备类：煤矿井下用电气设备 I

7、I II类：有可燃性气体、蒸汽的工厂用电气设备类：有可燃性气体、蒸汽的工厂用电气设备 III III类：有可燃性粉尘纤维的工厂用电气设备类：有可燃性粉尘纤维的工厂用电气设备2 2、防爆仪表的分类、分级与分组、防爆仪表的分类、分级与分组第8页/共32页9B B、防爆仪表的分、防爆仪表的分级级0.45MICR 0.5dmax II C 0.8MICR0.45 0.9 dmax0.5 II B MICR0.8 dmax0.9 II A MICR dmax(mm)级别根据：最大试验安全间隙根据：最大试验安全间隙d dmax max 或或 最小点燃电流的比值最小点燃电流的比值MICRMICRC C C

8、C、防爆仪表的分组、防爆仪表的分组、防爆仪表的分组、防爆仪表的分组根据：仪表最高表面温度根据：仪表最高表面温度450T1300T2200T3135T485100最高表面温度T6T5温度组别仪表的最高表面温度仪表的最高表面温度=实测最高表面温度实测最高表面温度实测时环境温度实测时环境温度 +规定最高环境温度规定最高环境温度三、防爆仪表三、防爆仪表第9页/共32页10三、防爆仪表说明：对于II类电气设备，按其适用于爆炸性气体混合物的最大试 验安全间隙或最小点燃电流比，分为A、B、C三级。对于本质安全型电气设备，在正常、一个或二个故障时均不能 点燃爆炸性气体混合物的电气设备属于ia等级，在正常或一个

9、 故障对不能点燃的爆炸性气体混合物属于ib等级，对于III类电 气设备则只分为A、B级。另：电气设备按其最高表面温度，可分为若干温度组别 对II类电气设备，最高表面温度的划分与爆炸性气体引燃温度的划 分完全相同，分为T1-T6六组。对III类电气设备，最高表面温度的划分与爆炸性粉尘引燃温度的划 分相似，分为T11-T13三组。但注意最高表面温度低于引燃温度，有足够的安全系数。第10页/共32页11三、防爆仪表A A、防爆仪表的防爆标志为：、防爆仪表的防爆标志为：ExExB B、防爆仪表的防爆等级标志顺序为：防爆形式，类别，、防爆仪表的防爆等级标志顺序为：防爆形式，类别，级别，组别级别，组别例：

10、例：iaIICT5iaIICT5：本安：本安C C级级T5T5组组 dIIBT3dIIBT3：隔爆：隔爆B B级级T3T3组组3 3、防爆仪表、防爆仪表 的防爆标志的防爆标志第11页/共32页12三、防爆仪表II类(工厂用)电气设备又分为8种类型。其标志如下：S特殊型 n无火花型 q充沙型 O充油型 P正压型 i本质安全型 e增安型 d隔爆型 另补：浇封型另补：浇封型(m)(m)、气密式、气密式(h)(h)、粉尘防爆型、粉尘防爆型(dip)(dip)第12页/共32页13三、防爆仪表过过程程控控制制仪仪表表常常见见的的防防爆爆等等级级有有iaIICT5 (iaIICT6)和和dIIBT3二二种

11、种。前前者表示者表示II类本质安全型类本质安全型ia等级等级C C级级T5T5组；后者表示组；后者表示II类隔爆型类隔爆型B B级级T3T3组。组。防防爆爆仪仪表表的的分分级级与与分分组组，与与易易燃燃易易爆爆气气体体或或蒸蒸汽汽的的分分级级和和分分组组是是相相对对应应的。的。硝酸乙脂 二硫化碳 乙炔 氢、水煤气 IIC 乙醚、二乙醚 二甲醚、丙烯醛、碳化氢 环氧丙烷、丁二烯、乙烯 丙烯脂、二甲醚、环丙烷、市用煤气 IIB 亚硝酸乙脂 乙醛、三甲胺 环乙烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、汽油、煤油、柴油、戊醇、己醇、环乙醇 乙醇、丁醇、丁烷、醋酸丁脂、醋酸戊脂、环戊烷、丙烯、乙苯、甲醇、丙醇 甲烷、

12、氨、乙烷、丙烷、丙酮、苯、甲苯、一氧化碳、丙烯酸、甲脂、苯乙烯、醋酸乙脂、醋酸、氯苯、醋酸甲脂 IIA T685100 T5100135 T4135200 T3200300 T2300400 T1450 组别第13页/共32页14三、防爆仪表4、防爆电气设备的选择 A、根据爆炸危险场所的类别和组别，选择防爆形式 B、根据爆炸性物质的类别、级别和组别，选择防爆 电气设备相应的类、级、组。第14页/共32页15气体爆炸危险场所用电气设备防爆类型选型表气体爆炸危险场所用电气设备防爆类型选型表三、防爆仪表三、防爆仪表第15页/共32页16 1、过程控制仪表的防爆主要有：过程控制仪表的防爆主要有：隔爆型

13、防爆仪表隔爆型防爆仪表本质安全型防爆仪表本质安全型防爆仪表 四、隔爆型及本安型防爆仪表四、隔爆型及本安型防爆仪表第16页/共32页17四、隔爆型及本安型防爆仪表特点：仪表的电路和接线端子全部置于防爆壳体内仪表的电路和接线端子全部置于防爆壳体内 防爆措施：采用耐压采用耐压8080100N/cm100N/cm2 2以上的表壳以上的表壳 表表壳壳外外部部的的温温升升不不得得超超过过由由易易爆爆性性气气体体或或蒸蒸汽汽的的引引燃燃温温度度所所规规定定的的数值数值 表表壳壳接接合合面面的的缝缝隙隙宽宽度度及及深深度度，应应根根据据它它的的容容积积和和易易爆爆性性气气体体的的级级别采用规定的数值别采用规定

14、的数值使用注意：揭开仪表表壳后，将失去了防爆性能揭开仪表表壳后，将失去了防爆性能 长期使用会逐渐降低防爆性能长期使用会逐渐降低防爆性能 A A、隔爆型防爆仪表、隔爆型防爆仪表第17页/共32页18四、隔爆型及本安型防爆仪表 正常状态指在设计规定条件下的工作状态，故障状态指电路中非正常状态指在设计规定条件下的工作状态，故障状态指电路中非保护性元件损坏或产生短路、断路、接地及电源故障等情况。保护性元件损坏或产生短路、断路、接地及电源故障等情况。本本质质安安全全型型防防爆爆仪仪表表也也称称安安全全火火花花型型防防爆爆仪仪表表。这这种种仪仪表表，在在正正常常状状态态下下或或规规定定的的故故障障状状态态

15、下下产产生生的的电电火火花花和和热热效效应应均均不不会会引引起起规规定定的的易易爆性气体混合物爆炸。爆性气体混合物爆炸。本质安全型本质安全型iaia和和ibib两个等级分别表示：两个等级分别表示：1.1.1.1.ia ia ia ia 等级等级等级等级 在正常工作、一个故障和两个故障时均不能点燃爆炸性在正常工作、一个故障和两个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。气体混合物的电气设备。2.2.2.2.ib ib ib ib 等级等级等级等级 在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体的电气设在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体的电气设备。备。B B、本质安全型防爆仪表、本质安全型防爆仪

16、表第18页/共32页19四、隔爆型及本安型防爆仪表2、本安型防爆仪表的优点 A、防爆等级比隔爆型防爆仪表高一级；B、长期使用不降低防爆等级；C、可以在系统运行中，利用该类型测试仪器在危险现场进行带电 测试和检修。4、本安型防爆仪表和本安型防爆系统是两个不同的概念第19页/共32页20五、本安型防爆系统1 1、系统防爆要求、系统防爆要求第20页/共32页21五、本安型防爆系统要要使使整整个个测测量量或或控控制制系系统统的的防防爆爆性性能能符符合合安安全全火火花花防防爆爆要要求，必须满足充分必要条件：求，必须满足充分必要条件：1.1.在危险场所使用安全火花型防爆仪表在危险场所使用安全火花型防爆仪表

17、2.2.在控制室仪表与危险场所仪表之间设置安全栅在控制室仪表与危险场所仪表之间设置安全栅变送器变送器安全栅安全栅控制器控制器安全栅安全栅执行器执行器现场现场危险场所危险场所控制室控制室非危险场所非危险场所第21页/共32页222 2、防爆栅（安保器、安全、防爆栅（安保器、安全栅）栅）五、本安型防爆系统五、本安型防爆系统第22页/共32页23A A、安全栅使用连接、安全栅使用连接五、本安型防爆系统五、本安型防爆系统第23页/共32页24B B、齐纳型安全栅、齐纳型安全栅齐纳二极管又称稳压二极管，是一种特殊的面接触型硅晶体二极管。由齐纳二极管又称稳压二极管，是一种特殊的面接触型硅晶体二极管。由于它

18、有稳定电压的作用，经常应用在稳压设备和一些电子线路中。于它有稳定电压的作用，经常应用在稳压设备和一些电子线路中。五、本安型防爆系统五、本安型防爆系统第24页/共32页25C C、隔离型安全栅原理、隔离型安全栅原理五、本安型防爆系统五、本安型防爆系统第25页/共32页26D D、隔离式防爆栅应、隔离式防爆栅应用用检测端检测端/执行端防爆栅执行端防爆栅例：执行端隔离示意图例：执行端隔离示意图五、本安型防爆系统五、本安型防爆系统第26页/共32页27五、本安型防爆系统E、安全栅的几种主要性能指标：A、最高允许电压(Usupplymax)B、最高开路电压(Uoc)C、最大短路电流（Isc)D、最大端间

19、电阻(Rmax end to end)注：选择使用安全栅时，要注意其型号要与现场仪表类型相适应，注意有无极性并与仪表回路相适应，此外供电电压不应超过 最高允许电压，最高开路电压和最大短路电流必须与现场本 质安全仪表的要求相兼容，必须考虑到最大端间电阻产生的 压降对现场仪表的影响。第27页/共32页28五、本安型防爆系统3 3、本质安全系统：、本质安全系统：Intrinsically Safe System:Intrinsically Safe System:在规定条件下，正常和特定故障下产生的电火花均不会产生在规定条件下，正常和特定故障下产生的电火花均不会产生点燃规定爆炸混合物的能量的系统。点

20、燃规定爆炸混合物的能量的系统。防爆系统防爆仪表防爆栅防爆系统防爆仪表防爆栅本安系统本安仪表防爆栅本安系统本安仪表防爆栅第28页/共32页29五、本安型防爆系统A、本质安全设备 作为本质安全设备，其内部导线温升不能过高，导线布局间隔合理，确保绝缘，元器件安装可靠，耐冲击振动而不致发生短路和开路，当然还要采用一些可靠的元组件，一般认为具有本质安全电路的设备就是本质安全设备。B、本质安全系统 要实现整体防爆，仅仅在爆炸危险场所选用本质安全设备是不够的，对本质安全设备、导线和关联设备采取必要的措施，才能构成本质安全防爆系统。C、本质安全系统要求：隔离、限能、接地、外部导线的分面电感和电容等。第29页/共32页30现场电气防爆措施现场电气防爆措施五、本安型防爆系统五、本安型防爆系统第30页/共32页31现场电气防爆措施现场电气防爆措施 五、本安型防爆系统五、本安型防爆系统第31页/共32页32感谢您的观看！第32页/共32页