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1、防爆基础知识 1.1 可燃性气体的爆炸特性 1.2 常用防爆类型的防爆原理 1.3 爆炸危险场所的分区 1.4 爆炸危险场所的电气设备选型 AEGIS 基础知识 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 爆炸是物质从一种状态，经过物理或化学变化， 突然变成另一种状态，并放出巨大的能量。急剧速 度释放的能量，将使周围的物体遭受到猛烈的冲击 和破坏。 爆炸必须具备的三个条件(三要素）： 1）爆炸性物质：能与氧气（空气）反应的物质 ，包括气体、液体和固体。（气体：氢气，乙炔， 甲烷等；液体；酒精，汽油；固体；粉尘，纤维粉 尘等。） 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 2）氧气：空气。
2、 3）点燃源：包括明火、电气火花、机械火花、静电 火花、高温、化学反应、光能等。 防止爆炸，就是要避免爆炸发生的三个条件同 时存在。由于氧气（空气）无处不在，难以控制。 因此，控制易爆气体和引爆源为两种最常见的防爆 原理。 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 仪表中常见的三种防爆原理： 控制易爆气体 控制爆炸范围 控制引爆源 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 控制易爆气体 人为地在危险场所（我们把同时具备发生爆炸所 需的三个条件的工业现场称为危险场所）营造出一 个没有易爆气体的空间，将仪表安装在其中，典型 代表为正压型防爆方法Exp。 基础知识 A
3、EGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 工作原理是：在一个密封的箱体内，充满不含 易爆气体的洁净气体或惰性气体，并保持箱内气压 略高于箱外气压，将仪表安装在箱内。常用于在线 分析仪表的防爆和将计算机、PLC、操作站或其它 仪表置于现场的正压型防爆仪表柜。 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 控制爆炸范围 人为地将爆炸限制在一个有限的局部范围内，使 该范围内的爆炸不致于引起更大范围的爆炸。典型 代表为隔爆型防爆方法Exd。 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 工作原理：为仪表设计一个足够坚固的壳体， 按标准严格地设计、制造和安装所有的界面，使在
4、壳体内发生的爆炸不致于引发壳体外危险性气体（ 易燃气体）的爆炸。隔爆防爆方法的设计与制造规 范极其严格而且安装、接线和维修的操作规程也非 常严格。该方法决定了隔爆的电器设备、仪表往往 非常笨重，操作须断电等，但许多情况下也是最有 效的办法。 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 控制引爆炸源 人为地消除引爆源，既消除足以引爆的火花， 又消除足以引爆的表面温升，典型代表为本质安全 型防爆方法Exi。 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 工作原理是：利用安全栅技术，将提供给现场 仪表的电能量限制在既不能产生足以引爆的火花， 又不能产生足以引爆的仪表表面温升
5、的安全范围内 。按照国际标准和我国的国家标准，当安全栅安全 区一侧所接设备发生任何故障（不超过250V电压） 时，本质安全防爆方法确保危险现场的防爆安全。 Ex ia级本质安全设备在正常工作、发生一个故障 、发生二个故障时均不会使爆炸性气体混合物发生 爆炸。因此该方法是最安全可靠的防爆方法。 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 可燃性气体的安全参数 1.爆炸界限可燃性气体与空气的混合物只有在某个 浓度范围内才能爆炸. 此范围的低限称为 : 爆炸下限( LEL) 此范围的高限称为 : 爆炸上限 当空气中可燃性气体的浓度低于爆炸下限的 1 / 4(25 LEL)时,该环境是安
6、全的. 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 气体名称爆炸下限(vol)爆炸上限(vol) 甲烷5.015 丙烷2.19.5 氢气4.075.6 乙醇3.519 乙醚1.748 乙炔1.582 几种常见的可燃性气体的爆炸界限 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 2.引燃温度(自燃温度) 引燃爆炸性气体的最低温度 在没有明火的情况下,可燃性气体的温度达到 某一温度时,由于内部氧化放热加剧而自动着火(也 叫自燃),该温度称作引燃温度(自燃温度). 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 气体名称引燃温度气体名称引燃温度 甲烷537乙炔30
7、5 丙烷466氢气560 丁烷365乙醚 170 汽油260氨630 几种常见可燃性气体的引燃温度(自燃温度) 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 在工程上不允许设备的表面温度超过环境中相应的 可燃气体的自燃温度,以避免由于过高温度引起点 燃危险. 3.温度组别 防爆标准将可燃气体按照其自燃温度分为6组. 基础知识 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 温度组别电气设备的最高表面温度可燃气体的自燃温度常见爆炸性气体 T1 450450 氢气、丙烯腈等46种 T2 300300 乙炔、乙烯等47种 T3 200200 汽油、丁烯醛等36种 T4 135135乙醛、四氟乙烯等6
8、种 T5 100100 二硫化碳 T6 8585 硝酸乙脂和亚硝酸乙脂 温度组别,设备表面温度和可燃气体的自燃温度之间关系 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 按照上表,可以方便地选用防爆电气产品的温度组 别. 例如: 已知环境中存在甲烷, 则须选择 T1 组别 以上的防爆电气产品.已知环境中存在二硫化碳, 则须选择 T5 组别以上的防爆电气产品. 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 4. 最小点燃能量(MICR): 在存在可燃性气体的环境中,一个电路的一次 放电正好足够点燃可燃性气体,这个电路总能量的 最小值,称为最小点燃能量(MICR). 工程上
9、可以采取限制电路中能量的方法来避免 电路断开或闭合时产生的电火花点燃周围环境中的 可燃性气体,根据这一原理可以设计成本质安全型 电路. 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 气体最小点燃能量(MICR) 甲烷0.28mj IIA 正丁烷0.25mj 异丁烷0.52mj 乙烯0.096mj IIB 氢气0.019mj IIC 一些可燃性气体的最小点燃能量(MICR): 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 5.最大安全间隙(MESG): 在标准规定的实验条件下,一个装置内的可燃 性气体被点燃后产生的爆炸火焰穿过25mm长的接合 面,不能点燃外壳外部环境的爆
10、炸性气体时,结合面 两部分之间的最大间隙. 根据这一原理可以设计成隔爆型电路. 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 气体最大安全间隙(MESG) mm 甲烷1.14 丙烷0.92 乙炔0.37 氢气0.29 氨气3.17 一些可燃性气体的最大安全间隙(MESG) 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性 级别MESGMICR 1.141 AMESG0.9MICR0.8 B0.9 MESG 0.50.8 MICR0.45 C0.5 MESG0.45 MICR 根据可燃性气体的最小点燃能量(MICR)及最大安全间 隙(MESG),将可燃性气体分级: 基础知识
11、AEGIS 防爆基础知识-常用防爆类型的防爆原理 本质安全型 Ex i 隔爆型 Ex d 增安型 Ex e 浇封型 Ex m 正压型 Ex p 充油型 Ex o 充砂型 Ex q 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-常用防爆类型的防爆原理 本质安全型 Ex i 在规定的实验条件下,(设备的电路)正常工作或规 定的故障状态下产生的点火花或热效应均不能点燃 规定的爆炸性气体. 本质安全的主要措施是限制电路中的能量,使产生 的火花的能量小于相应的最小点燃能量. 主要措施: 安全栅限制电路中的电压和电流 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-常用防爆类型的防爆原理 隔爆型 Ex d 能承受内部爆炸性气体
12、混合物的爆炸压力,并阻止 内部的爆炸向外传播. 两个基本条件: 1. 外壳具有足够的机械强度 2. 与外界的接缝和孔隙小于相应的最大安全 间隙 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-常用防爆类型的防爆原理 浇封型 Ex m 将设备可能产生火花或高温的部分浇封在浇封剂（ 树脂）中，使它们不能点燃周围的爆炸性混合物。 主要安全措施: 1. 将电气元件用树脂浇封起来，浇封剂的自 由表面与浇封元件或导体件的浇封厚度不小于3mm; 2. 对浇封剂的介电强度、吸水性、耐光照、 耐热和耐寒以及表面电阻有规定； 3. 表面温度限制。 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-爆炸危险场所的分区 爆炸危险场所分为 0区, 1区, 2区 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 基础知识 AEGIS 防爆基础知识-爆炸危险场所的电气设备选型 电气设备防爆等级 0区ia 1区i , d , e , p ，m, o, q 2区以上所选设备和正常工作不产生火花的 设备。 爆炸危险场所的电气设备选型 基础知识 AEGIS 谢谢! AEGIS 基础知识
