防爆基础理论概要.pdf

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1、People for Quality&SafetyPeople for Quality&SPresented by Prof.Presented by Prof.XuXu JianpingJianping,NEPSI,Shanghai,China,NEPSI,Shanghai,ChinaTRAINING PACKAGE-FAUNDAMENTALKNOWLEDGES ON INTRINSIC SAFETYTRAINING PACKAGE-FAUNDAMENTALKNOWLEDGES ON INTRINSIC SAFETYTRAINING PACKAGE-FAUNDAMENTALKNOWLEDGE

2、S ON INTRINSIC SAFETYTRAINING PACKAGE-FAUNDAMENTALKNOWLEDGES ON INTRINSIC SAFETY第第第第1 1 1 1部分部分部分部分防爆基础理论概要防爆基础理论概要防爆基础理论概要防爆基础理论概要People for Quality&SafetyPeople for Quality&SPresented by Prof.Presented by Prof.XuXu JianpingJianping,NEPSI,Shanghai,China,NEPSI,Shanghai,China爆炸性危险场所爆炸性危险场所爆炸性危险场所爆炸性危

3、险场所?凡涉及爆炸性物质生产、加工、处理、储存、运输的场所都可能形成爆炸性环境。凡涉及爆炸性物质生产、加工、处理、储存、运输的场所都可能形成爆炸性环境。?爆炸性环境：可能发生爆炸的环境（气体和粉尘）。爆炸性环境：可能发生爆炸的环境（气体和粉尘）。?危险场所：爆炸性环境大量出现或预期出现的数量足以要求对电气设备的结构、安装和使用采取专门预防措施的区域。危险场所：爆炸性环境大量出现或预期出现的数量足以要求对电气设备的结构、安装和使用采取专门预防措施的区域。?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。据资料：在石油、化工、煤炭等生产领域将不可避免地产生

4、爆炸性物质的泄漏，并与空气形成爆炸性危险场所。据资料：-在煤矿井下，2/3的场所属于爆炸性危险场所；-在石油开产现场和精炼厂约有60-80%属爆炸性危险场所；-在化学工业中，约有80%以上的生产车间属爆炸性危险场所。-在煤矿井下，2/3的场所属于爆炸性危险场所；-在石油开产现场和精炼厂约有60-80%属爆炸性危险场所；-在化学工业中，约有80%以上的生产车间属爆炸性危险场所。People for Quality&SafetyPeople for Quality&SPresented by Prof.Presented by Prof.XuXu JianpingJianping,NEPSI,Sh

5、anghai,China,NEPSI,Shanghai,China爆炸极限爆炸极限爆炸极限爆炸极限 500混合物温度4003002001000 6%20304050%(体积比)4.8%(C)混合物压力1013 mbar不可燃爆炸 不可然 10气体 天然气(甲烷)?可燃性物质与空气的混合浓度介于爆炸极限范围可燃性物质与空气的混合浓度介于爆炸极限范围内时，遇点火源就会产生爆炸。内时，遇点火源就会产生爆炸。-爆炸下限 LEL-爆炸上限 UEL-爆炸下限 LEL-爆炸上限 UEL?可燃性物质的爆炸极限范围各不相同。可燃性物质的爆炸极限范围各不相同。-甲烷5,15 甲烷5,15-丙烷2,9.5-乙烯2.

6、7,34 -氢气4,75.6-甲醇5.5,36 -环氧乙烷3.0,100-丙烷2,9.5-乙烯2.7,34 -氢气4,75.6-甲醇5.5,36 -环氧乙烷3.0,100?爆炸极限范围随环境条件变化而变化。爆炸极限范围随环境条件变化而变化。People for Quality&SafetyPeople for Quality&SPresented by Prof.Presented by Prof.XuXu JianpingJianping,NEPSI,Shanghai,China,NEPSI,Shanghai,China防爆基本原理防爆基本原理防爆基本原理防爆基本原理?产生爆炸的基本条件(爆

7、炸三角形原理)产生爆炸的基本条件(爆炸三角形原理)1.爆炸性物质2.空气（氧气）3.点火源（如电火花、炽热表面）1.爆炸性物质2.空气（氧气）3.点火源（如电火花、炽热表面）?防止爆炸发生的基本方法防止爆炸发生的基本方法1.避免形成爆炸性环境1.避免形成爆炸性环境 理想的方法2.排除/削除可能的点火源理想的方法2.排除/削除可能的点火源 实际的方法。实际的方法。People for Quality&SafetyPeople for Quality&SPresented by Prof.Presented by Prof.XuXu JianpingJianping,NEPSI,Shanghai,

8、China,NEPSI,Shanghai,China爆炸性危险物质点燃特征爆炸性危险物质点燃特征爆炸性危险物质点燃特征爆炸性危险物质点燃特征?电气设备的电火花和温度是产生爆炸的主要点燃源。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。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。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。物质点燃特性物质点燃特性丙烷丙烷乙烯乙烯氢气氢气电火花-MIE，uJ电火花-MIE，uJ180

9、18060602020温度-AIT，温度-AIT，466(T1)466(T1)425(T2)425(T2)560(T1)560(T1)People for Quality&SafetyPeople for Quality&SPresented by Prof.Presented by Prof.XuXu JianpingJianping,NEPSI,Shanghai,China,NEPSI,Shanghai,China爆炸性危险物质分类爆炸性危险物质分类?中国将爆炸性物质分为三类：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。中国将爆炸性物质分为三类：I

10、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)。它们分别是：北美将爆炸性物质分为三类(级)。它们分别是：Class I Class I 爆炸性气体；Class II 爆炸性气体；Class II 爆炸性粉尘；Class III-纤维。爆炸性粉尘；Class III-纤维。People for Quality&SafetyPeople for Quality&SPresented by Prof.Presented by Prof.XuXu JianpingJianping,NEPSI,Shanghai,China,NEPSI

11、,Shanghai,China(基于基于MESG和和MICR)MESG0.50.5MESG0.90.9MESG1.141.14最大试验安全间隙(MESG),mm最大试验安全间隙(MESG),mmMICR0.450.45MICR0.8 0.8MICR450 T1 T1 450 T2 T2 300t450 T2 T2 300t450-T2A 280t300-T2A 280t300-T2B 260t280-T2B 260t280-T2C 230t260-T2C 230t260-T2D 215t230-T2D 215t230 T3 T3 200t215 T3 T3 200t215-T3A 180t20

12、0-T3A 180t200-T3B 165t180-T3B 165t180-T3C 160t165-T3C 160t165 T4 T4 135t160 T4 T4 135t160-T4A 120t135-T4A 120t135 T5 T5 100t120 T5 T5 100t120 T6 T6 85t100 T6 T6 85t100 难 易 难 易 爆炸性气体分组爆炸性气体分组引燃温度(AIT)：依据标准规定的方法进行试验时，能够引燃爆炸性气体与空气混合物的热表面最低温度。引燃温度(AIT)：依据标准规定的方法进行试验时，能够引燃爆炸性气体与空气混合物的热表面最低温度。People for Q

13、uality&SafetyPeople for Quality&SPresented by Prof.Presented by Prof.XuXu JianpingJianping,NEPSI,Shanghai,China,NEPSI,Shanghai,China水煤气、水煤气、氢气氢气焦炉煤气、环丙烷、丙烯腈焦炉煤气、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、苯氨甲烷甲烷T1T1爆炸性气体温度组别爆炸性气体温度组别乙炔乙炔环氧乙烷、环氧乙烷、2-环氧丙烷、环氧丙烷、乙烯乙烯、1,3-丁二烯丁二

14、烯丁烷、甲醇、乙醇、丁烷、甲醇、乙醇、丙烯丙烯、氯乙烯、醋酸丁酯、乙酸戊酯、氯乙烯、醋酸丁酯、乙酸戊酯T2T2二甲醚、硫化氢、四氢肤喃、丙烯醛二甲醚、硫化氢、四氢肤喃、丙烯醛戊烷、巳烷、庚烷、癸烷、辛烷、汽油、氯丁烷戊烷、巳烷、庚烷、癸烷、辛烷、汽油、氯丁烷T3T3四氟乙烯、二乙醚四氟乙烯、二乙醚乙醚、三甲胺乙醚、三甲胺T4T4亚硝酸乙酯亚硝酸乙酯IIAIIBI硝酸乙酯二硫化碳硝酸乙酯二硫化碳IIC类别级别类别级别T5T5T6T6爆炸性气体分级、分组举例爆炸性气体分级、分组举例 具体可查阅GB3836.1附表具体可查阅GB3836.1附表气体或蒸气爆炸性混合物分级分组举例气体或蒸气爆炸性混合物

15、分级分组举例People for Quality&SafetyPeople for Quality&SPresented by Prof.Presented by Prof.XuXu JianpingJianping,NEPSI,Shanghai,China,NEPSI,Shanghai,China爆炸性危险区域的划分爆炸性危险区域的划分爆炸性危险区域的划分爆炸性危险区域的划分?爆炸危险区域划分的主要标准依据爆炸危险区域划分的主要标准依据GB50058-1992 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB3836.14-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第14部分 危险场所分GB12476.3-

16、2007 可燃性粉尘环境用电气设备 第3部分 存在或可能存在可燃性粉尘的场所分类中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程(试行),1987年?爆炸性危险区域主要以爆炸性危险物质出现的频繁程度爆炸性危险区域主要以爆炸性危险物质出现的频繁程度和持续时间和持续时间为划分依据的。对于粉尘场所，还应考虑粉尘层厚度。为划分依据的。对于粉尘场所，还应考虑粉尘层厚度。People for Quality&SafetyPeople for Quality&SPresented by Prof.Presented by Prof.XuXu JianpingJianping,NEPSI,Shanghai,China,

17、NEPSI,Shanghai,China爆炸性气体危险区域的划分爆炸性气体危险区域的划分爆炸性气体危险区域的划分爆炸性气体危险区域的划分?与IEC标准一样，对于爆炸性气体与IEC标准一样，对于爆炸性气体危险场所划分为3个区域，即0区、1区和2区。它们对应的定义如下：0区：危险场所划分为3个区域，即0区、1区和2区。它们对应的定义如下：0区：在正常情况下，爆炸性气体混合物连续地或长时期存在的场所。在正常情况下，爆炸性气体混合物连续地或长时期存在的场所。（1000h/y以上）（1000h/y以上）1区：1区：在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所。在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的

18、场所。（101000h/y）（101000h/y）2区：2区：在正常情况下，爆炸性气体混合物不可能出现，或即使出现也只是短时间存在的场所。在正常情况下，爆炸性气体混合物不可能出现，或即使出现也只是短时间存在的场所。（10h/y以下）（10h/y以下）安全场所：安全场所：小于1h/y。小于1h/y。People for Quality&SafetyPeople for Quality&SPresented by Prof.Presented by Prof.XuXu JianpingJianping,NEPSI,Shanghai,China,NEPSI,Shanghai,China爆炸性粉尘危险

19、区域的划分爆炸性粉尘危险区域的划分爆炸性粉尘危险区域的划分爆炸性粉尘危险区域的划分?与IEC标准一样，对于爆炸性粉尘与IEC标准一样，对于爆炸性粉尘危险场所也划分为3个区域，即20区、21区和22区。它们对应的定义如下：危险场所也划分为3个区域，即20区、21区和22区。它们对应的定义如下：20区：20区：在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现，其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物和/或可能形成无法控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部。21区：在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现，其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物和/或可能形成无法控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部。21区：在正

20、常运行过程中，可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物但未划入20区的场所。该区域包括，与充入或排放粉尘点直接相邻的场所、出现粉尘层和正常操作情况下可能产生可燃浓度的可燃性粉尘与空气混合物的场所。22区：在正常运行过程中，可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物但未划入20区的场所。该区域包括，与充入或排放粉尘点直接相邻的场所、出现粉尘层和正常操作情况下可能产生可燃浓度的可燃性粉尘与空气混合物的场所。22区：在异常条件下，可燃性粉尘云偶尔出现并且只是短时间存在、或可燃性粉尘偶尔出现堆积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉尘空气混合物的场所。如果不能保证排除可燃性粉尘堆积或粉尘层时，则应

21、划分为21区。在异常条件下，可燃性粉尘云偶尔出现并且只是短时间存在、或可燃性粉尘偶尔出现堆积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉尘空气混合物的场所。如果不能保证排除可燃性粉尘堆积或粉尘层时，则应划分为21区。People for Quality&SafetyPeople for Quality&SPresented by Prof.Presented by Prof.XuXu JianpingJianping,NEPSI,Shanghai,China,NEPSI,Shanghai,China注释：1、美国NEC（1996年起）和加拿大CEC都已接受Zone划分方法。2、加拿大已要求新工程基于Zon

22、e划分方法实施安装。注释：1、美国NEC（1996年起）和加拿大CEC都已接受Zone划分方法。2、加拿大已要求新工程基于Zone划分方法实施安装。仅在异常时出现仅在异常时出现正常情况间断出现正常情况间断出现正常情况连续出现正常情况连续出现危险区域定义2区1区0区危险区域定义2区1区0区气体气体中国、IEC、EN标准（Zone）222120中国、IEC、EN标准（Zone）222120粉尘粉尘粉尘粉尘气体Division 2Division 1气体Division 2Division 1北 美 标 准（Division）高低北 美 标 准（Division）高低危险程度危险程度爆炸危险区域划分

23、对照爆炸危险区域划分对照爆炸危险区域划分对照爆炸危险区域划分对照People for Quality&SafetyPeople for Quality&SPresented by Prof.Presented by Prof.XuXu JianpingJianping,NEPSI,Shanghai,China,NEPSI,Shanghai,China爆炸性气体危险区域划分举例爆炸性气体危险区域划分举例爆炸性气体危险区域划分举例爆炸性气体危险区域划分举例?如图所示是典型的带有呼吸阀的露天油罐的危险区域划分示例。如图所示是典型的带有呼吸阀的露天油罐的危险区域划分示例。R一油罐半径（m）r一呼吸阀阀

24、口半径（m）R一油罐半径（m）r一呼吸阀阀口半径（m）People for Quality&SafetyPeople for Quality&SPresented by Prof.Presented by Prof.XuXu JianpingJianping,NEPSI,Shanghai,China,NEPSI,Shanghai,China爆炸性粉尘危险区域划分实例爆炸性粉尘危险区域划分实例爆炸性粉尘危险区域划分实例爆炸性粉尘危险区域划分实例例1：室内不带通风的投料站。例1：室内不带通风的投料站。本例子中，袋是手工倾倒在漏斗中，并通过空气作用将物质传送至工厂的其他地方。漏斗总是充满的。本例子中，袋是手工倾倒在漏斗中，并通过空气作用将物质传送至工厂的其他地方。漏斗总是充满的。通常：1、粉尘罐体内部可划分成20区。2、泄漏源(开口)周围1m，往下延伸到地面或固体底面可划分成21区。3、通常在21区以外1m范围内为22区，如是室内可延伸到整个室内。通常：1、粉尘罐体内部可划分成20区。2、泄漏源(开口)周围1m，往下延伸到地面或固体底面可划分成21区。3、通常在21区以外1m范围内为22区，如是室内可延伸到整个室内。