电气防爆技术其最新发展

PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™TRAININGPACKAGE-FAUNDAMENTALKNOWLEDGESONEXPLOSIONPROTECTION电气防爆技术其最新发展徐建平教授级高工国家级仪器仪表防爆安全监督检验站国家安全生产上海防爆电气检测检验中心中国上海漕宝路103号103CaoBaoRoad,Shanghai200233,P.R.ofChinaTel:0086-21-64368180,64516349Fax:[phone]Mobile:[phone]Email:[e-mail]:www.nepsi.org.cnPeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™TRAININGPACKAGE-FAUNDAMENTALKNOWLEDGESONEXPLOSIONPROTECTION主要内容1、防爆基础理论概要2、我国防爆技术标准化现状3、主要电气防爆技术介绍4、防爆电气设备应用规则5、本安仪表系统安全评定准则6、国际防爆技术最新发展趋势PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™TRAININGPACKAGE-FAUNDAMENTALKNOWLEDGESONEXPLOSIONPROTECTION第1部分防爆基础理论概要PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™爆炸性危险场所爆炸性环境：可能发生爆炸的环境（气体和粉尘）。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。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。PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™爆炸极限500混合物温度40030020010006%20304050%(体积比)4.8%(ºC)混合物压力1013mbar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内时，遇点火源就会产生爆炸。-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。-甲烷[5,15]-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。PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™防爆基本原理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）防止爆炸发生的基本方法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–实际的方法。PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™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。物质点燃特性丙烷乙烯氢气电火花-MIE，uJ1806020温度-AIT，℃466(T1)425(T2)560(T1)PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™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。北美将爆炸性物质分为三类(级)。它们分别是：ClassI–爆炸性气体；ClassII–爆炸性粉尘；ClassIII-纤维。PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™(基于MESG和MICR)典型气体最大试验安全间隙(MESG),mm最小点燃电流比(MICR)中国、IEC、欧共体标准北美标准（Group）点燃特性甲烷1.141.0ID难易丙烷0.9MESG1.140.8MICR1.0IIA乙烯0.5≤MESG≤0.90.45≤MICR≤0.8IIBC乙炔MESG0.5MICR0.45IICB氢气A爆炸性气体分级☞最大试验安全间隙(MESG)：在标准规定的试验条件下，标准外壳内所有浓度的被试气体或蒸气与空气的混合物点燃后，通过25mm长的接合面均不能点燃壳体外部爆炸性混合物的外壳空腔两部分之间的最小间隙。☞最小点燃电流(MIC)：采用火花试验装置，由电阻电路或电感电路引起爆炸性试验混合物点燃的最小电流。最小点燃电流比（MICR）是相对于甲烷最小点燃电流而言。PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™(基于AIT)中国、IEC、欧洲标准北美标准气体引燃温度，t(℃)点燃特性T1T1450T2T2300t≤450-T2A280t≤300-T2B260t≤280-T2C230t≤260-T2D215t≤230T3T3200t≤215-T3A180t≤200-T3B165t≤180-T3C160t≤165T4T4135t≤160-T4A120t≤1235T5T5100t≤120T6T685t≤100难易爆炸性气体分组☞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。PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™类别级别爆炸性气体温度组别T1T2T3T4T5T6I甲烷IIA乙烷、丙烷、丙酮、苯乙烯、氯苯、甲苯、苯、氨、一氧化碳、甲醛、苯氨丁烷、甲醇、乙醇、丙烯、氯乙烯、醋酸丁酯、乙酸戊酯戊烷、巳烷、庚烷、癸烷、辛烷、汽油、氯丁烷乙醚、三甲胺亚硝酸乙酯IIB焦炉煤气、环丙烷、丙烯腈环氧乙烷、2-环氧丙烷、乙烯、1,3-丁二烯二甲醚、硫化氢、四氢肤喃、丙烯醛四氟乙烯、二乙醚IIC水煤气、氢气乙炔二硫化碳硝酸乙酯爆炸性气体分级、分组举例☞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》PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™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GB12476.3-2007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和持续时间为划分依据的。PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™影响危险区域划分的主要因素区域划分时应考虑以下主要因素：1）存在危险物质的可能性2）危险物质的释放量3）危险物质的特性（如比重：氢气0.07；环氧乙烷1.52）4）环境条件（如气压、温湿度及通风情况、风向等）5）远离释放源的距离6）危险物质泄漏监控设施配置情况7）爆炸后果的严重性PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™爆炸性危险区域的划分我国防爆标准与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：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）1区：在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所。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。（10h/y以下）对于粉尘场所，同样划分为3个区域，即20、21和22区。PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™爆炸性危险区域划分对照中国、IEC、欧洲标准北美标准危险程度0区(20区)1区(21区)Division1(1区)2区(22区)Division2(2区)高低注释：1、美国NEC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。PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™爆炸性危险区域划分举例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。R2一油罐半径（m）r一呼吸阀阀口半径（m）I-IPeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™TRAININGPACKAGE-FAUNDAMENTALKNOWLEDGESONEXPLOSIONPROTECTION第2部分我国防爆技术标准化现状PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.cnPresentedbyProf.XuJianping,NEPSI,Shanghai,ChinaRev.15™主要防爆技术(防爆型式)目前，中国接受的主要电气防爆技术有：1.隔爆型(Exd)2.本安型(Exia/ib)3.增安型(Exe)4.正压型(Expx,py,pz)5.油浸型(Exo)6.充砂型(Exq)7.n型(ExnA,nC,nL,nR,nZ)8.浇封型(Exma,mb)9.粉尘防爆(tD，DIPA/B)10.其它（如矿用帽灯、拌热电缆等）解决的主要点燃源：由电气因素引起的电火花和热效应。PeopleforQuality&Safetywww.nepsi.org.c