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危险场所自控系统的防爆技术危险场所自控系统的防爆技术辽阳石化公司仪表厂雷军2010.5一、爆炸基本条件一、爆炸基本条件和防爆基本方法和防爆基本方法1、产生爆炸的基本条件、产生爆炸的基本条件产生爆炸的基本条件，即爆炸三角形产生爆炸的基本条件，即爆炸三角形原理：

原理：

可燃物质可燃物质爆炸性物质爆炸性物质氧化剂氧化剂空气（氧气）空气（氧气）热能热能点火源（如电火花、炽点火源（如电火花、炽热表面）热表面）三者缺一不可三者缺一不可2、防止爆炸发生的基本方法消除爆炸三角形中的任何一个条件避免形成爆炸性环境理想的方法排除/削除可能的点火源实际的方法。

3、防爆基础理论

（1）初级防护理论初级防护理论是通过一种或多种方法，来对常见危险气体进行防护。

（2）二级防护理论二级防爆理论是通过将热量和电能与爆炸混合物分离来防护。

主要是从设备的结构和电参数着手的。

目前，电气设备防爆技术。

4、防爆技术的基本概念

（1）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。

（2）爆炸性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。

（3）爆炸性气体环境大气条件下，气体、蒸气或雾状的可燃物质与空气构成的混合物，在该混合物中点燃后，燃烧将传遍整个未燃混合物的环境。

（4）爆炸极限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。

可燃气体或可燃液体、蒸气与空气或氧气混合物，在引火源作用下能引起爆炸的范围称为爆炸极限。

爆炸下限（LEL-lowerexplosivelimit）空气中的可燃性气体或蒸气的浓度低于该浓度则气体环境就不能形成爆炸。

爆炸上限（UEL-upperexplosivelimit）空气中的可燃性气体或蒸气的浓度高于该浓度则气体环境就不能形成爆炸。

（5）爆炸性气体环境的点燃温度可燃性气体或蒸气与空气形成的混合物，在规定条件下被热表面引燃的最低温度。

（6）电气设备系一切利用电能的设备的整体或部分，如发电、输电、配电、储电、电测、调节、变流、用电设备和通信工程设备等。

（7）防爆电气设备在爆炸性环境中使用的电气设备。

（爆炸性气体环境、爆炸性粉尘环境）（8）防爆型式为防止电气设备引起周围爆炸性气体（或粉尘）环境而采取的特定措施。

特定措施：

电气设备结构设计、电路设计和电参数设计计算等。

二、爆炸性气体环境危险区域划分1、爆炸性物质分类

（1）我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。

对于石油化工企业，爆炸物质主要是类和类。

（2）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。

2、爆炸性气体混合物的分级分组

（1）爆炸性气体分级类爆炸性气体（含蒸汽和薄雾）按最大试验安全间隙（MESG）和最小点燃电流比（MICR）分A、B、C三级。

见表1。

表表11级别级别最大试验安全间隙最大试验安全间隙（MESGMESG）（）（mmmm）最小点燃电流比最小点燃电流比（MICR）（MICR）AA0.90.90.80.8BB0.50.5MESGMESG0.90.90.45MIC0.80.45MIC0.8CC0.50.50.450.45我国国家标准GB3836.1，国际电工委员会IEC标准和欧洲EN标准等均采用上述的分级方法。

美国NEC500的标准却不同，见表2.（NEC-美国国家电气规程）表表22典型气体典型气体GBGB、IECIEC、ENEN、NEC505NEC505美国（北美）美国（北美）NEC500NEC500点燃特性点燃特性丙烷丙烷AAGroupDGroupDGroupCGroupCGroupBGroupB难难易易乙烯乙烯BB氢气氢气CC乙炔乙炔GroupAGroupA最大试验安全间隙（MESG）是指在标准规定试验条件下，壳内所有浓度的被试验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外爆炸性气体混合物。

最大试验安全间隙（单位：

mm）最大试验安全间隙试验装置示意图最小点燃电流（MIC）是指在规定的试验条件下，能点燃气体或蒸气的最小电流。

最小点燃电流（单位：

A或mA）最小点燃电流比（MICR）是指在规定试验条件下，各种气体或蒸气的最小点燃电流与对甲烷的最小点燃电流之比。

最小点燃电流试验装置示意图

（2）爆炸性气体分组根据各种气体/蒸气的点燃温度不同，而划分6个组别：

T1、T2、T3、T4、T5、T6，见表3。

表表33组别组别引燃温度引燃温度tt（）T1T1450450ttT2T2300300tt450450T3T3200200tt300300T4T4135135tt200200T5T5100100tt135135T6T68585tt100100（33）爆炸性气体的分类、分级、分组举例，见表）爆炸性气体的分类、分级、分组举例，见表55类和级类和级最大试验最大试验安全间隙安全间隙MESG/mmMESG/mm最小点燃最小点燃电流比电流比MICRMICR引燃温度（引燃温度（）与组别）与组别T1T1T2T2T3T3T4T4T5T5T6T6TT450450450450TT300300300300TT200200200200TT135135135135TT100100100100TT8585MESG=1.14MESG=1.14MICR=1.0MICR=1.0甲烷甲烷AA0.0.99MESMESGG1.141.140.80.8MICRMICR1.01.0乙烷、丙烷、乙烷、丙烷、丙酮、苯乙丙酮、苯乙烯烯丁烷、乙醇、丁烷、乙醇、丙烯、丙烯、戊烷、己烷、戊烷、己烷、庚烷庚烷、乙醚、乙醛乙醚、乙醛亚硝酸乙酯亚硝酸乙酯BB0.50.5MESMESGG0.90.90.450.45MICRMICR0.80.8二二甲甲醚醚、民民用用煤气、环丙烷煤气、环丙烷环环氧氧乙乙烷烷、丁丁二烯、乙烯二烯、乙烯异戊二烯异戊二烯CCMESMESGG0.50.5MICRMICR0.450.45水水煤煤气气、氢氢、焦炉煤气焦炉煤气乙炔乙炔二硫化碳二硫化碳硝酸乙酯硝酸乙酯3、爆炸危险区域划分（11）爆炸性气体环境危险区域划分依据）爆炸性气体环境危险区域划分依据我国对爆炸性危险场所（气体我国对爆炸性危险场所（气体/蒸汽）划分的依据是：

蒸汽）划分的依据是：

GB3836.14-2000GB3836.14-2000爆炸性气体环境用电气设备爆炸性气体环境用电气设备第第1414部分部分危险场所分类危险场所分类GB50058-1992GB50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范规范上述标准中规定，爆炸性危险区域主要以爆炸性危险物质上述标准中规定，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。

出现的频繁程度和持续时间为划分依据的。

（2）爆炸性气体环境危险区域划分根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间把危险场所分为以下区域：

续时间把危险场所分为以下区域：

00区区-连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境境11区区-在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境环境22区区-在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体的环境或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。

混合物的环境。

4、北美标准与、北美标准与IEC、GB在爆炸性气体环在爆炸性气体环境危险区域划分的区别境危险区域划分的区别北美标准与IEC、GB在爆炸性气体环境危险区域的划分方法存在很大的差异，它们之间的近似对应关系见表6.GBGB、IECIEC、ENEN、NEC505NEC505NEC500NEC500危险程度危险程度00区（区（Zone0Zone0）ClassClass气体类气体类Division1Division1高高低低11区（区（Zone1Zone1）22区（区（Zone2Zone2）Division2Division2三、爆炸性粉尘的危险区域划分三、爆炸性粉尘的危险区域划分1、爆炸性粉尘的主要特性

（1）粉尘在大气中依靠自身重量可沉淀下来，但也可持续悬浮在空气中一段时间的固体微粒，包括纤维和飞絮。

（2）爆炸性粉尘在空气中能够燃烧或无焰燃烧，并在常温常压下与空气形成爆炸性混合物的粉尘。

在爆炸性粉尘环境中粉尘分为下列四种：

爆炸性粉尘可燃性导电粉尘可燃性非导电粉尘可燃纤维。

（3）爆炸性粉尘环境爆炸性粉尘、可燃性导电粉尘、可燃性非导电粉尘和可燃纤维与空气形成的爆炸性粉尘混合物。

（4）粉尘层的最低点燃温度（MITL）规定厚度的粉尘层在热表面上发生点燃的热表面的最低温度。

2、爆炸性粉尘的分级和分组、爆炸性粉尘的分级和分组

（1）爆炸性粉尘的分级和分组依据：

GB50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范SH3038-2000石油化工企业生产装置电力设计技术规范（22）爆炸性粉尘的分级和分组）爆炸性粉尘的分级和分组爆炸性粉尘（爆炸性粉尘（类类爆炸性物质）爆炸性物质）按其物理性质分按其物理性质分AA、BB级级按点燃温度分按点燃温度分T11T11、T12T12、T13T13组。

爆炸组。

爆炸性粉尘分级、分组标准见表性粉尘分级、分组标准见表77和表和表88。

表表77温度组别温度组别点燃温度（点燃温度（tt）T1-1T1-1270270T1-2T1-2200200t270t270T1-3T1-3150150t200t200表表88类和级类和级T1-1T1-1T1-2T1-2T1-3T1-3TT270270270T270T200200200T200T140140AA非导电性可燃纤维非导电性可燃纤维木棉纤维、烟草纤维、纸纤木棉纤维、烟草纤维、纸纤维、亚硫酸盐纤维素、人造维、亚硫酸盐纤维素、人造毛短纤维、亚麻毛短纤维、亚麻木质纤维木质纤维非导电性爆炸性粉尘非导电性爆炸性粉尘小麦、玉米、砂糖、橡胶、小麦、玉米、砂糖、橡胶、染料、聚乙烯、苯酚树脂染料、聚乙烯、苯酚树脂可可、米糖可可、米糖BB导电性爆炸性粉尘导电性爆炸性粉尘镁、铝、铝青铜、锌、钛、镁、铝、铝青铜、锌、钛、焦碳、碳黑焦碳、碳黑铝（含油）铝（含油）铁、煤铁、煤火炸药粉尘火炸药粉尘黑火药黑火药T.N.TT.N.T硝化棉、吸收药、黑硝化棉、吸收药、黑索金、特屈儿、泰安索金、特屈儿、泰安3、爆炸性粉尘环境危险区域划分、爆炸性粉尘环境危险区域划分

（1）区域划分依据爆炸性粉尘环境危险区域划分的依据：

GB50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范SH3038-2000石油化工企业生产装置电力设计技术规范

（2）区域划分爆炸性粉尘环境应根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间，按下列规定进行分区：

10区：

连续出现或长期出现爆炸性粉尘环境11区：

有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境（33）GB12476GB12476和和IEC79-61241IEC79-61241标准标准对爆炸粉尘危险区域划分的方法对爆炸粉尘危险区域划分的方法把危险场所分为三个区域，它们是把危险场所分为三个区域，它们是2020区、区、2121区区和和2222区。

区。

GB12476标准爆炸性粉尘的点燃温度划分为6个温度组别：

T1_T6,见表3。

而而NEC500NEC500划分危险区域和表示的方法与上述划分危险区域和表示的方法与上述也不同，具体见表也不同，具体见表99。

表表99NEC500NEC500GB50058GB50058SH3038SH3038GB12476GB12476IEC79-10/61