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1、炼油化工行业 电气仪表防爆技术 2014.5.8 2 目录 一、燃烧与爆炸的基础知识 二、防爆基础理论概述 三、电气设备防爆技术标准化现状 四、电气设备防爆技术简介 五、防爆电气设备选型、安装与使用 六、常见问题实例 3 一、燃烧与爆炸的基础知识 一、燃烧的基础知识 1、什么是燃烧？ 燃烧是一种复杂的物理化学过程。同时伴 有发光、发热激烈的氧化反应。其特征是 发光、发热、生成新物质。 4 一、燃烧与爆炸的基础知识 2、燃烧的条件 （1）可燃物质 凡能与空气、氧气或其他氧化 剂发生剧烈氧化反应的物质，都可 称为可燃物质。 可燃物质种类繁多，按物理状 态可分为气态、液态和固态三类 。 5 一、燃烧
2、与爆炸的基础知识 （2）助燃物质 凡是具有较强的氧化能力，能与可燃物质 发生化学反应并引起燃烧的物质均称为助 燃物。 6 一、燃烧与爆炸的基础知识 （3）点火源 凡能引起可燃物质燃烧的能源均 可称之为点火源。 常见的点火源有明火、电火花、 炽热物体等。 7 一、燃烧与爆炸的基础知识 注意： 可燃物、助燃物和点火源是导致燃烧必要非充分条件。上 述“三要素”同时存在，燃烧能否实现，还要看是否满足量上的要 求。在燃烧过程中，当“三要素”的量发生改变时，也会使燃烧速 度改变甚至停止燃烧。 8 一、燃烧与爆炸的基础知识 二、爆炸的基础知识 爆炸：指物质在瞬间以机械功的形式释放出大量气体和 能量的现象。
3、9 一、燃烧与爆炸的基础知识 1、爆炸的分类 1）按爆炸能量来源分 a. 物理爆炸 指由物理因素（如温度、体 积、压力）变化而引起的爆 炸现象。 10 一、燃烧与爆炸的基础知识 b. 化学性爆炸 指使物质在短时间内完成 化学反应，同时产生大量 气体和能量而引起的爆炸 现象。 物质的化学成分和化学性 质在化学爆炸后均发生了 质的变化。 11 一、燃烧与爆炸的基础知识 2）按爆炸的瞬时燃烧速度分 轻爆 物质爆炸时的燃烧速度为每秒数米，爆炸时无多大破坏力， 声响也不大。 爆炸 物质爆炸时的燃烧速度为每秒数十几米至数百米，爆炸时能 在爆炸点引起压力激增，有较大的破坏力，有震耳的声响。 12 一、燃烧与
4、爆炸的基础知识 爆轰 物质爆炸的燃烧速度为每秒10007000m。爆轰时的特点是 突然引起极高压力，并产生超音速的“冲击波”。 13 一、燃烧与爆炸的基础知识 2、化学性爆炸物质 依照爆炸时所进行的化学变化，化 学性爆炸物质可分为以下几种： 1）简单分解的爆炸物 这类物质在爆炸时分解为元素，并 在分解为元素的反应过程中产生热 量。 14 一、燃烧与爆炸的基础知识 （2）复杂分解的爆炸物 这类物质包括各种含氧炸药，其危险性较简单分解的爆炸物 稍小。含氧炸药在发生爆炸时伴有燃烧反应，燃烧所需的氧 由物质本身分解供给。如苦味酸、TNT、烟花爆竹等都属于 此类。 15 一、燃烧与爆炸的基础知识 3）可
5、燃性混合物 是指由可燃物质与助燃物质组成的爆炸物质。所有可燃气体 、蒸气和可燃粉尘与空气(或氧)组成的混合物均属此类。 16 一、燃烧与爆炸的基础知识 3、常见爆炸类型 1）气体爆炸 纯组元气体分解爆炸 具有分解爆炸特性的气体分解时 可以产生相当数量的热量。 17 一、燃烧与爆炸的基础知识 混合气体爆炸 可燃气体或蒸汽与空气按一定比例均匀混合，而后点燃，在 这样的条件下，气体的燃烧就有可能达到爆炸的程度。这时 的气体或蒸汽与空气的混合物，称为爆炸性混合物。 18 一、燃烧与爆炸的基础知识 （2）粉尘爆炸 粉尘爆炸是粉尘粒子表面和氧作 用的结果。 （3）熔盐池爆炸 大多是由于管理和操作人员对熔
6、盐池的潜在危险疏于认识引起的 。机械故障、人员失误、或者两 者的复合作用，都有可能导致熔 盐池爆炸。 19 二、防爆基础理论概述 20 二、防爆基础理论概述 爆炸性危险场所的定义 危险场所：任何具有潜在爆炸危险的场所。 在石油、化工、煤炭等生产领域将不可避免地形成爆炸 性危险环境： l在煤矿井下，三分之二的场所属于爆炸性危险场所； l在石油开采现场和精炼厂约有6080属于爆炸性危险 场所； l在化学工业中，约有80以上的生产车间属于爆炸性危 险场所。 21 二、防爆基础理论概述 爆炸极限的定义 实验表明，当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。 爆炸下限(LE
7、L) 爆炸上限(UEL) 可燃性物质与空气混合物的爆炸极限范围各不相同 。 丙烷2.0,9.5 乙烯2.7,3.4 氢气4.0,75.6 22 二、防爆基础理论概述 防爆基本原理 产生爆炸的基本原理 (爆炸三角形原理) 爆炸性物质; 空气(氧气); 点火源(电火花、炽热表 面)。 能量源（火花、热表面等）能量源（火花、热表面等） 空气（氧气）空气（氧气）可燃物可燃物 23 二、防爆基础理论概述 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(很难实现)； 排除、消除可能的点火源实际的方法； 限制其中一个或几个要素，都可以达到防爆要求。如制造 正压、爆炸气体浓度监控、限制点燃源(主要手段)
8、。 24 二、防爆基础理论概述 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。 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有针对性，有必要对爆炸 性物质分类、分级、分组以及对爆炸性危险区域分区。 物质点燃特性丙烷乙烯氢气 电火花MIE, uJ1806020 温度AIT,466(T1)425(T2)560(T1) 25 二、防爆基础理论概述 爆炸性危险物质分类 中国将爆炸性危险物质分为三类： I类：矿井甲烷； II类：爆炸性气体混合物(含蒸汽、薄雾)； III类：爆炸性粉尘和纤维。 北美将爆炸性危险物质分为三类(级)： CLASS I：爆炸性
9、气体； CLASS II：爆炸性粉尘； CLASS III：纤维。 26 二、防爆基础理论概述 爆炸性危险气体分级 典型气体 中国 IEC 欧洲爆炸 北美爆炸 (GROUP ) 点燃特性 甲烷ID难 易 丙烷IIA 乙烯IIBC 氢气 IIC B 乙炔A 最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流（MIC）分级 27 二、防爆基础理论概述 爆炸性危险气体分级 中国 IEC 欧洲 标准 气体易燃温度 t() 点燃特性 T1450难 易 T2450t300 T3300t200 T4200t135 T5135t100 T6100t85 引燃温度（AIT)分组 28 二、防爆基础理论概述 温度分级温度
10、分级 8585T6T6 100100T5T5 135135T4T4 200200T3T3 300300T2T2 450450T1T1 29 二、防爆基础理论概述 爆炸性危险区域的划分规范依据 爆炸性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设备 第14部分 危 险场所分类; 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 和持续时间为划分依据 30 二、防爆基础理论概述 影响危险区域划分的主要因素： 存在危险物质的可能性； 危险物质的
11、释放量； 危险物质的特性(气体的密度等)； 环境条件(气压、温度、湿度以及通风情况等)； 远离释放源的距离； 危险物质泄漏监控设施设置情况； 爆炸后果的严重性； 31 二、防爆基础理论概述 爆炸性危险区域的划分方式 中国防爆标准和IEC爆炸一致，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。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间存在的场 所； （10001000小时小时/ /年）年） 1区：在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所； （ 100001010小时小时/ /年）年） 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
12、存在的场所。(1010小时小时/ /年年) ) 对于粉尘场所，与爆炸性气体危险场所划分相对应同样划分为3个 区域，即20、21和22区。 32 二、防爆基础理论概述 危险区分级实例危险区分级实例 堤坝堤坝 可燃液体可燃液体 危险源持续危险源持续 存在的地区存在的地区 0 0区区 通风口通风口 通风不良的通风不良的 储油槽区储油槽区 1 1区区 2 2区区 33 三、电气设备防爆技术标准化现状 34 三、防爆技术标准化现状 主要电气防爆技术（防爆型式） 目前我国接受的主要电气防爆技术有： 1、隔爆型(Exd) 6、充砂型(Exq) 2、本安型(Exia/Exib) 7、n型(ExnA/nC/nL
13、,nR,nZ) 3、增安型(Exe) 8、浇封型(Exm) 4、正压型(Exp) 9、气密型(Exh)(已归入n型) 5、充油型(Exo) 10、粉尘防爆(DIP) 解决主要点燃源：由电气因素引起的电火花和热效应。 非电气设备防爆技术在中国尚处于起步阶段（包括机械摩擦火 花、静电火花和光辐射等）。 35 三、防爆技术标准化现状 中国主要防爆技术标准 中国颁布的主要防爆技术爆炸有： GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分 通用要求 GB3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第2部分 隔爆型电气设备“d” GB3836.3-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第
14、3部分 增安型电气设备“e” GB3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第4部分 本质安全型电路和电气设备“i” GB3836.5-2004 爆炸性气体环境用电气设备 第5部分 正压型电气设备“p” GB3836.6-2004 爆炸性气体环境用电气设备 第6部分 充油型电气设备“o” GB3836.7-2004 爆炸性气体环境用电气设备 第7部分 充砂型电气设备“q” GB3836.8-2003 爆炸性气体环境用电气设备 第8部分 n型电气设备“n” GB3836.9-1990 爆炸性气体环境用电气设备 第9部分 浇封型电气设备“m” GB3836.10-1991 爆炸性气体环境用
15、电气设备 第10部分 气密型电气设备“h”（作废） GB12476.1-2000 可燃性粉尘环境用电气设备 第1部分 用外壳和限制表面温度保护的电 气设备 第1节 电气设备的技术要求“DIP A/B” 36 三、防爆技术标准化现状 中国颁布的其他配套防爆技术标准有： GB3836.11-1990 爆炸性气体环境用电气设备 第11部分 最大试验安全间隙测定方法； GB3836.12-1990 爆炸性气体环境用电气设备 第12部分 气体或蒸汽混合物按其最小试验安 全间隙和最小点燃电流的分级； GB3836.13-1997 爆炸性气体环境用电气设备 第13部分 爆炸性环境用电气设备检修； GB3836.14-1997 爆炸性气体环境用电气设备 第14部分 危险场所分类； GB3836.15-1997 爆炸性气体环境用电气设备 第15部分 危险场所电气安装(煤矿除外)； GB/T2900.35-1998 电工术语 爆炸性环境用电气设备； GB/T15604-1995 粉尘防爆术语； GB1444-1987 防爆灯具专用螺口式灯座。 37 三、防爆技术标准化现状 中国标准与国际标
