工厂防爆电气知识.ppt

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第二章工厂防爆电器基本知识讲座,爆炸混合物是指可燃气体、可燃性蒸气、可燃性粉尘等类物质，当此类物质与空气混合后，接触到点火源会着火燃烧，而当混合后的浓度达到一定的极限范围内时会立即产生爆炸。

可燃性气体：

煤气、氢气、乙炔等类呈气相状态的物质，一但在周围环境中出现就可直接和空气混合形成爆炸混合物。

可燃性蒸气：

汽油、苯、乙醇等类物质，常温下呈液相状态，在一,一：

爆炸混合物特征,的温度条件下能蒸发成蒸气状态的物质。

当此类物质与空气混合后形成爆炸性蒸气混合物。

蒸气混合物的几种主要特性:

一、闪点二、爆炸极限与范围三、密度,1闪点,闪点是指液体在一定的温度下表面的蒸气与空气形成混合物，当火源接近时，能发生闪燃而不引起液体本身燃烧的最低温度。

闪点越低，引燃的危险程度越大。

闪点高于45的称为可燃液体，闪点低于45的称为易燃液体，可燃性液体在常温下没有爆炸危险性，当操作温度高于闪点时，同样能形成可燃蒸气。

另一种情况是当高闪点的可燃性液体呈颗粒浮游时，引燃的危险性更大。

爆炸极限是指爆炸危险物质与空气形成混合物，能引起爆炸的最低浓度（爆炸下限）或最高浓度（爆炸上限）。

介于爆炸下限和爆炸上限的中间范围为“爆炸范围”。

可燃性气体、蒸气爆炸极限用此类物质所占爆炸混合物的单位体积的百分比（%）来表示爆炸范围越大则形成爆炸混合物的机会越多。

如：

甲烷515%，氢气1.575.6%，因此氢气比甲烷发生爆炸的机会多的多。

爆炸下限越低，则形成爆炸的条件越容易。

如乙炔1.53%,氨气15%，因此乙炔比氨气更容易发生爆炸。

2爆炸极限范围,3密度,在爆炸危险环境中，可燃性气体（蒸气）与空气的相对密度是研究爆炸危险场所的范围的一项重要的参数。

大多数可燃性气体、蒸气要比空气重，比空气轻的的气体只有甲烷、乙炔、氢气、煤气等少数几种。

比空气轻的可燃物会扩散周围空间的上步区域，比空气重的可燃物主要停留在周围空间的下部区域，因此可燃气体、蒸气的相对密度具有特殊意义。

爆炸过程,爆炸是指可燃性气体、蒸气或粉尘与空气中的氧气形成的高速放热化学反应。

当化学反应稳定进行时，只能形成燃烧，但当化学反应不稳定（指混合物点燃后会自动蔓延），随着燃烧火焰蔓延的速度不同而产生不同程度的爆炸，如可燃物质较少且混合物浓度很低时（火焰蔓延速度为厘米/秒计），一般称为“闪火”。

但当混合物浓度达到极限范围内，并均匀分布时，其火焰蔓延速度以米/秒进行时，通常称为,爆炸过程,“爆炸”。

在这种情况下会产生巨大压力可达到710kg。

当爆炸混合物达到极限范围内且预先处在预压状态，如管道、容器内等狭窄的空间时，其爆炸后的火焰蔓延速度可高达千米/秒，则产生的爆炸相当猛烈，因此我们把它称为“爆轰”。

爆轰时产生的压力可超过爆炸时压力的若干倍。

二,爆炸性气体、蒸气混合物的分类、分级、分组,1分级,爆炸性气体、蒸气混合物分成两大类：

类煤矿井下甲烷气类工厂中的爆炸性气体、蒸气在类气体中使用的电气设备称为煤矿防爆电气设备，在类气体中使用的电气设备为工厂防爆电气设备，尽管每种可燃气体、蒸气混合物的物理化学性质各异，但可以找到与电气设备防爆结构有关的共同安全参数。

它们是：

最大安全间隙、最小点燃能量、引燃温度等。

2最大安全间隙和最小点燃电流,根据国际电工委员会（IEC）的分级方法，工厂中的爆炸气体混合物分为A、B、C三个级别：

表一:

表二:

最小点燃电流比（micr）是指在规定的试验条件下，对直流24V95毫安的电感电路用火花试验装置点燃试验，求出各种气体或蒸气与空气混合物的最小点燃电流对甲烷与空气混合物的最小点燃电流之比。

最大点燃温度,表三：

三爆炸性粉尘混合物的分类分组,粉尘爆炸危险介质按照危险程度及本身性质的不同，将粉尘分成三类：

爆炸性粉尘：

是指空气中氧气很少的条件下也能着火，呈悬浮状态时能产生剧烈爆炸的粉尘，如：

铝、镁、铝青铜等金属粉尘。

可燃性导电粉尘：

是指与空,气中氧气起发热反应而燃烧的导电粉尘。

如：

石墨、炭黑、焦炭、煤等粉尘。

可燃性非导电粉尘：

是指与空气中氧气起发热反应而燃烧的非导电粉尘。

如：

聚乙烯、苯酚树脂、橡胶、谷物等。

粉尘按引燃温度分三个组别：

T11组点燃温度T270，T12组点燃温度270T200，T13组点燃温度200T150,四,爆炸性气体、蒸气的危险场所的划分,爆炸危险环境根据爆炸性气体混合物出现的频度和持续的时间进行分区。

具体如下：

0区：

连续地出现爆炸性混合气体环境，或长期出现爆炸性气体环境的区域。

1区：

在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的区域。

2区：

在正常运行时，不可能出项爆炸性气体环境，即使出现也仅可能是短时间存在的区域。

1爆炸危险场所的划分,2爆炸危险场所的划分,当确定了危险场所区域等级后，还要确定危险产所的范围。

范围划得越大，选用的防爆电气设备越多，不经济，范围划得越小，又不安全。

划分危险范围的主要因素如下：

1、可燃性物质释放量的大小；2、释放速度，速度越大在空气中的浓度进一步稀释，危险范围越小；3、可燃性气体混合物的浓度，浓度越大，危险范围越大；4、通风，增加通风量，可减少爆炸危险区域的范围；5、障碍物，障碍物可以阻碍通风，因,此使得爆炸危险区域的范围扩大，但另一方面又可以限制爆炸混合物的扩散而缩小危险区域范围；6、易燃物的沸点，沸点越低爆炸危险区域的范围越大；7、爆炸下限，爆炸下限越低，爆炸危险区域范围越大；8、闪点，当闪点高于环境温度时，就不会形成爆炸混合气体。

反之闪点越低，爆炸危险区域的范围越大。

9、相对密度，危险场所水平范围随着相对密度的增加而扩大，垂直范围随着相对密度减小而扩大。

10、液体的温度，如果温度高于闪点，危险场所的范围可以随加工温度的升高而扩大。

3爆炸性气体、蒸气特性,3爆炸性粉尘特性表,五粉尘爆炸危险场所的分类,粉尘爆炸危险场所根据爆炸性或可燃性粉尘出现的频繁程度和持续时间，将爆炸危险场所分为10区、11区：

10区：

爆炸性粉尘混合物环境连续出现或长期出现的区域。

11区：

有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸粉尘混合物危险环境的区域。

形成10区粉尘爆炸危险的场所1、加工机械设备内部出现的爆炸或可燃粉尘云。

如粉碎机、气力输送系统、粉尘输送系统等内部出现的粉尘云处；2、通风不良的各种粉碎、粉磨车间；,3、谷物加工的粉磨机房；4、饲料粉碎机房；5、棉花加工的轧花车间、打包车间、下脚回收车间；6、煤粉厂的粉碎车间；7、纺织厂的除尘室等；形成11区的爆炸危险场所：

在安装粉碎加工设备的地方，如果从接缝处和密封处发生泄漏而喷出的粉尘达到爆炸极限浓度的区域。

六防爆电气设备的类型,根据国家标准GB3836.1-83的规定，我国目前的防爆电气设备类型有以下7种：

1、隔爆型：

其标志为“d”2、增安型：

其标志为“e”3、本安型：

其标志为“i”4、正压型：

其标志为“p”5、充油型：

其标志为“o”6、充砂型：

其标志为“q”7、无火花型：

其标志为“n”,1隔爆型电气设备,所谓隔爆型电气设备就是具有隔爆外壳的电气设备，它能承受内部爆炸的压力，并阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播的电气设备，其外壳称为隔爆外壳。

隔爆型电气设备是一种安全程度高，应用范围广，具有较高耐爆性的防爆电气设备，其缺点就是体积大、份量重、加工复杂、成本高、维护难等。

隔爆外壳的材质一般由金属、塑料、无机材料等制成，且隔爆外壳是由许多部件组成，各部件之间有一定的间隙，这些间隙也会给火焰形成通道，当进入到壳内的爆炸性气体被内部电火花点燃爆炸时，其爆炸物和火焰就会通过,这些通道传到壳外点燃环境中的爆炸性混合物。

因此为了防止传爆，对这些间隙通过特殊的结构形式和结构参数，从而达到防爆目的。

换句话说，就是要达到能够隔离火焰向壳外传播的间隙要求，这种结构也称为间隙隔爆结构。

隔爆外壳的几种隔爆结构：

1、平面式隔爆结构；2、圆筒式隔爆结构；3、止口式隔爆结构；4、螺纹式隔爆结构；5、曲路式隔爆结构；6、迭片式隔爆结构。

2增安型电气设备,所谓增安型电气设备是指在正常运行的条件下不会产生电弧、电火花或可能点燃爆炸性混合物的高温的设备结构上，采取措施提高安全程度，以避免在正常和认可的过载条件下出现这些现象的电气设备。

（一般采取增强外壳防护等级、电气线路可靠连接、提高绝缘强度、加大爬电距离、限制设备温升）增安型电气设备特点：

1、有足够的安全程度，可用于2区；2、有一定的防腐蚀能力（一般用铝合金和塑料等制成）；3、便于维修；4、比较经济；,3本质安全型电气设备,本质安全型电气设备可以理解为本身就是安全的电气设备，以下简称本安设备。

本安设备是通过合理选用电气参数、限制电路的使用功率，从而达到限制火花点燃能量之目的。

它的特点是1、安全程度高（允许在0区使用0；2、结构简单，便于维修；3、体积小，重量轻；4、造价低（相对其它类防爆设备）。

但由于本安设备的电气参数和功率受到限制，因而应用范围有一定局限性。

一般用于电电压、小电流的控制、信号、监视和通讯装置以及仪器仪表等。

本安电路和电气设备的关联1、本安电路是指在规定的实验条件下，正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸混合物的电路。

2、安全栅：

安全栅又称安全保护器，它设置在非本安电路和本安电路之间，以防止非本安电路在发生任何故障时，能够引起爆炸危险场所爆炸性混合物爆炸的危险电压、电流窜入到本安电路，以确保本安电路的安全性。

安全栅是本安型设备的关联设备，接在本安电路与非本安电路之间，其作用是限流、限压，以防止危险能量窜入本安电路中，是确保本安电路安全性能的装置，安全栅分为、齐纳式、电阻式、变压器隔离式等。

4防爆电器设备的维修,防爆电气的维护一般分为日常维护和专业维护。

日常维护主要是按照各类防爆电气设备技术要求，做好日常检查工作，可以在防爆电器设备不断电的情况下进行。

专业维护主要是指保养，所以应在断电的情况下进行（因此所有防爆电器外壳上都标注“断电后开盖”标示）。

但下列情况也可以在通电的情况下进行：

1、即使不停电，电气设备也不会形成点火源。

如：

本安型电气设备可以在通电情况下打开设备外壳进行检修和维护。

2、进行电气设备维护现场，作业中确实不存在爆炸性混合物形成时，该场所可以作为临时非危险场所处理。

误区一防爆电气设备能防雨水有些人认为，既然防爆电气设备能在含有爆炸危害性气体的环境中正常工作，它的密封性能一定非常好，安装在户外露天场所应该不会发生问题，在搞设备卫生时，也常用水冲洗电动机，认为防爆电动机当然防水。

其实这是混淆了电气设备的防爆等级和外壳防护等级这两个概念。

就拿常用的隔爆型电气设备来说，当设备内部发生爆作时，它的隔爆间隙能够冷却火焰、降低火焰传播速度，使之不能引爆外部的爆炸性气体，从而起到隔爆作用。

但它并不一定能阻止外部雨水的渗入。

5防爆电器设备使用中的误区,防爆电气设备能否用于户外，主要看其外壳防护等级。

只有达到IP54级及以上者方允许直接使用于户外露天场所。

它的铭牌上在产品型号后面一般有字母“W”，表示户外的意思。

对于沿海湿热带地区使用的设备，一般还应使用“湿热带”型，即型号后面加有“TH”字样的设备。

值得一提的是，户外垂直安装的防爆电动机，即使外壳防护等级已达到IP54，也以加装防雨罩为宜，免得雨水从电动机转轴缝隙渗入电动机内部。

某炼油厂有9台防护等级为IP44的防爆电动机，轴伸端向上立式安装。

露天使用一年多，都不同程度的发生进水现象，最多的电动机内进水量达23kg，水已淹没部分线圈。

幸而及时发现，未造成烧机事故。

某炼油厂蒸馏车间在清洗设备时，水喷入在运转的防爆电动机中，造成电动机接地烧坏。

误区二防爆电气设备的进线口用密封胶泥堵塞可以达到防爆要求因为使用便利，许多人对密封胶泥十分青昧，当防爆电气设备进线口的密封橡胶圈找不到或不合适时，喜欢用密封胶泥来堵塞，认为这样能防止外部爆炸性气体进入设备内部而达到防爆目的。

其实不然，密封胶泥只有与相应的隔离密封盒配套正确使用时，才能达到隔离密封效果。

如直接接用于堵塞防爆电气设备的进线口，则设备内部发生爆炸时，密封胶泥可能经受不起爆炸产生的压力而冲出，使爆炸