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1、MTL北京办事处,技术交流,5/21/2020,主 要 内 容,二、 防爆基本知识,四、 MTL7700系列齐纳式安全栅,三、 本质安全的起源及原理,一、 MTL公司简介,五、 MTL4000系列隔离式安全栅,六、 MTL5000系列隔离式安全栅,一、MTL公司简介,公司简介,1、公司成立于1971年,总部设在英国Luton。 2、全球雇员超过700人。 3、在12个国家设有办事处，在53个国家设有代理机构。中国 设有北京、上海、广州三个办事处，有完善的销售及技术 服务网络。 4、专门从事过程接口的设计、制造和市场开拓，是本安领域 的领导者，本安产品在全球的市场份额多年来一直名列前 茅，在中国
2、市场份额约占60%。 5、主要产品：本质安全（含FF产品、隔离器、HART维护系 统、防火墙产品）、浪涌保护器、MOST控制系统。,二、防爆基本知识,点燃源(点燃能量) - 电火花、热表面等； 爆炸性物质 - 可燃性物质或粉尘等； 助燃剂 - 空气（氧气）,具有潜在爆炸危险的环境产生爆炸必须具备下列三个条件：,爆炸三角形原理,火花点燃特性,爆炸下限 LEL,UEL 爆炸上限,最小点燃能量 MIE,点燃能量,体积浓度 %,1.0,0.1,0.01,0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100,氢气-空气 (1 个大气压),丙烷-空气 (1 个大气压),乙烯-空气 (1 个大气
3、压),可燃范围,物质 爆炸下限LEL 爆炸上限UEL 最小点燃能量 uJ 点燃特性,可燃性气体/空气混合物的整个可点燃的浓度范围称为 “可燃范围”,丙烷 2% 9.5% 180uJ 难,乙烯 2.7% 34% 60uJ,氢气 4% 76% 20uJ 易,可燃物质的爆炸极限,在中国和IEC国家, 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 在北美(美国及加拿大),爆炸性物质分为三类(称为Class) Class I: 爆炸性气体 Class II: 爆炸性粉尘 Class III: 纤维,爆炸性物质的分类,爆炸性物质的分
4、组体系,代表性气体,物 质 分 组 体 系,点燃特性,中国/IEC国家,美国及加拿大,乙 炔 氢 气 乙 烯 丙 烷 甲 烷 金属粉尘 煤 尘 农业粉尘 纤维(毛,棉屑),Group IIC Group IIC Group IIB Group IIA Group I (煤矿) (待定),Class I, Group A Class I, Group B Class I, Group C Class I, Group D (无分组) Class II, Group E Class II, Group F Class II, Group G Class III,易 难,爆炸性气体的温度组别(中国/
5、IEC),T1 T2 T3 T4 T5 T6,450 C 300 C 200 C 135 C 100 C 85 C,安全性更 好的设备,温度组别,最高表面温度,o,o,o,o,o,o,环境温度 = 40oC 除非不同的状态 在高于此环境温 度下运行,会降低 其温度组别,爆炸性气体的温度组别(北美),T1 T2 T2A T2B T2C T2D T3 T3A T3B T3C T4 T4A T5 T6,450 300 280 260 230 215 200 180 165 160 135 120 100 85,温度组别,设备应标记有温度级别 或者最高表面温度,用户有责任确保电气 设备的温度组别值低
6、于引燃温度值,oC,环境温度 = 40oC,气体/设备相容性,氨 气 630 甲 烷 595 氢 气 560 丙 烷 470 乙 烯 425 丁 烷 365,气体点 燃温度,700,600,500,400,300,200,100,T1,T2,T3,T6,T4,T5,电气设备 温度组别,环 己 烷 259 乙 醚 170 二硫化碳 95,中国/IEC国家: 0区(Zone 0): 在正常情况下,爆炸性气体混合物连续地或长期地存在的场合 1区(Zone 1): 在正常情况下,爆炸性气体混合物有可能出现的场合 2区(Zone 2): 在正常情况下,爆炸性气体混合物不可能出现,仅仅在不正常情 况下,
7、短时间存在的场所 北美(美国及加拿大): 1区(Division 1): 在正常情况下, 可能出现危险环境的场所 2区(Division 2): 在正常情况下, 不可能出现危险环境的场所,危险场所的定义,常用数据,事故状态下存在,危 险性0.110小时/年,连续地存在,危险性 大于1000小时/年,0区(气体) 20区(粉尘),1区(气体) 21区(粉尘),地区,IEC/CENELEC,北美(美国及加拿大),中 国,断续地存在,危险性10 1000小时/年,2区(气体) 22区(粉尘),1区(气体,粉尘),2区(气体,粉尘),0区(气体) 20区(粉尘),1区(气体) 21区(粉尘),2区(气
8、体) 22区(粉尘),危险场所的区域划分,区域分类示例,隔离墙,罐通气孔,液体表面,对于固定罐顶的 区域分类且有比 空气重的蒸气,Zone 1,Zone 0,Zone 2,热电偶在危险区域示例,管道或过程 容器的内部,Zone 0,Zone 1,管道的外部,Zone 2,Division 2,Division 1,ATEX防爆认证(1),ATEX防爆新指令是欧共体国家于2003年7月1日起强制执行的防爆新标准,ATEX认证对仪表制造厂的生产条件和生产质量评估设置了更严格的标准。 ATEX分组：I组为矿井用设备，II组为除矿井以外其它爆炸性环境用设备。 II组设备需标明设备使用环境种类：“G”指
9、用于气体、蒸汽或薄雾环境；“D”指用于粉尘环境。 I组设备分类: M1: 爆炸性环境用设备在极少发生的设备故障情况下,仍具有一定的安全等级,它必须具有以下安全等级: - 一个故障发生时,至少应有两个相互独立的保护措施。 - 两个独立的故障发生时,设备是安全的。,ATEX防爆认证(2),M2: 当爆炸性环境出现时,设备能自动断电。 在正常工作条件下和极端的恶劣的环境下能保持有效的防爆方式。 II组设备分类： 1类：用于Zone 0和Zone20; 在正常工作、一个故障和二个单独的计数故障时均不能点燃爆炸性混合物的设备。 2类：用于Zone 1和Zone21; 在正常工作、一个故障时均不能点燃爆炸
10、性混合物的设备。 3类：用于Zone 2和Zone22; 在正常工作时不能点燃爆炸性混合物的设备。,ATEX规定设备的分组/分类,设备分组(Group) I (矿井用) II (工厂用) 粉尘(无符号),设 备 分 类 Category M1 M2 1G 2G 3G 1D 2D 3D,设备适用的危险区域 (IEC Zone) 0 1 0 1 2 20 21 22,ATEX设备标志,电气设备的防爆型式(1),电气设备的防爆型式(2),防爆认证机构,NEPSI: 中国国家级仪器仪表防爆安全监督检验站 ATEX: 欧洲防爆新指令,2003年7月1日起实施 IEC: 国际电工技术委员会 CENELEC
11、: 欧洲电工技术委员会 BASEEFA: 英国防爆检验机构 FM: 美国工厂联合会 UL: 美国保险商实验室 NEC: 美国国家电气规范 NEMA: 美国电气制造商协会 CSA: 加拿大防爆检验机构 PTB: 德国防爆检验机构,外壳保护等级(IP),0 无防护,1 固体异物直径大于50mm,5 防尘,6 尘密,0 无防护,1 垂直滴水,2 倾斜15度滴水,3 淋水,4 溅水,5 喷水,6 猛烈喷水,7 短时间浸水,8 连续浸水,2 固体异物直径大于12.5mm,3 固体异物直径大于2.5mm,4 固体异物直径大于1.0mm,第一位特征数字 防止固体异体异物进入,第二位特征数字 防止进水造成有害
12、影响,例如: IP65(Ingress protection)即要求具有尘密及对喷水的外壳防护功能.,NEMA外壳与IP代码对比,NEMA: 美国全国电气制造厂商协会,NEMA外壳 1 2 3,3R 3S,4 4X,6 12,13,IP23 IP30 IP32 IP64 IP65 IP66 IP67,三、本质安全的 起源及原理,本质安全的起源,煤矿电铃系统 （大约1910年）,断路火花,裸导线,电铃,电池,绞车操作人员,定义,是指一个由设备和连接导线组成的 系统，其中系统中任何一部分 的电火花或热效应都不会导致危 险场所的爆炸,本质安全系统 -,本质安全系统,危险场所 安全场所,认证的 危险场
13、 所设备,认证的 安全场 所设备,简单本质安全系统,危险场所 安全场所,认证的 接口,未经认 证的危 险场所 简单设备,未经认证 的安全场 所设备,本质安全接口,危险场所 安全场所,认证的 危险场 所设备,认证的 危险场 所设备,认证的 安全场 所设备,认证 的接口,未经认 证的安 全场所 设备,简单设备,简单设备定义:,危险场所设备可以是认证的贮能设备 （例如，仪表）或未经认证的“简单设备”,例如:,根据制造商的技术条件，电气参数值均 不超过 1.2 V, 0.1A, 20mJ 或 25 mW的 电气设备,它们无需认证或标志。,本质安全的等级,本质安全是唯一考虑现场导 线故障的保护概念,是指
14、决定设备安全性的元器件的故障,Ex ia,Ex ib,二个故障 保持本质安全,一个故障保持 本质安全,0 区,1区和2区,1区和2区,本质安全设计的基本目标,1. 限制电压 2. 限制电流 3. 限制贮存的电能,电压和电流特性,短路 电流,点燃不 发生,V,o/c,I,s/c,简单的电 阻性电源的 输出特性,V,o/c,I,s/c,R,Ignition occurs,点燃 发生,开路电压,电压和电流限制网络,限流电阻,箝位齐纳 二极管,最大输出电流=Vz/R,V,Z,输出,输入,R,(危险场所),(安全场所),电流隔离,危险场 所电路,认证的 变压器,认证的元件,能量限制,安全场所 接线端,危险场 所接 线端,电源,安 全 隔 离,安全场 所电路,故障条件下的电流隔离器,现场安 装仪表,隔离 的内 部元件,设备接地连线,仪表系统,L,E,N,四、MTL7700系列 齐纳安全栅,MTL7700产品示例,主要特点,1、导轨安装，方便紧凑 ；,2、接线端子可移动,拆装方便；,4、需本安接地；,5、可连接0区、IIC、T4-T6经合适认证的设备。,3、可选择电源总线供电；,开关量输入,单通道,双通道,开关量/接近开关输入,单通道,双通道(电源总线供电),开关量输出,一般情况下可采用MTL7728+,当负
