防爆等级的划分标准.docx

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防爆等级的划分标准

防爆等级的划分标准

防爆的基本原理

爆炸的概念

爆炸是物质从一种状态，经过物理或化学变化，突然变成另一种状态，并放出巨大的能量。

急剧速度释放的能量，将使周围的物体遭受到猛烈的冲击和破坏。

爆炸必须具备的三个条件：

1）爆炸性物质：

能与氧气（空气）反应的物质，包括气体、液体和固体。

（气体：

氢气，乙炔，甲烷等；液体：

酒精，汽油；固体：

粉尘，纤维等。

）

2）氧气：

空气。

3）点燃源：

包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、

光能等。

为什么要防爆

易爆物质：

很多生产场所都会产生某些可燃性物质。

煤矿井下约有三分之二的场所有存在爆炸性物质；化学工业中，约有80%以上的生产车间区域存在爆炸性物质。

氧气：

空气中的氧气是无处不在的。

点燃源：

在生产过程中大量使用电气仪表，各种磨擦的电火花，机械磨损

火花、静电火花、高温等不可避免，尤其当仪表、电气发生故障时。

客观上很多工业现场满足爆炸条件。

当爆炸性物质与氧气的混合浓度处于爆炸极限范围内时，若存在爆炸源，将会发生爆炸。

因此采取防爆就显得很必要了仪表防爆的原理

危险场所危险性划分:

爆炸性物质

区域定义

中国标准

北美标准

气体（CLASSI）

在正常情况下，爆炸性气体混合物连续或长时间存在的场所

0区

Div.1

在正常情况下爆炸性气体混合物有可能出现的场所

1区

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，偶尔或短时间岀现的场所

2区

Div.2

粉尘或纤维

（CLASSn/皿）

在正常情况下，爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物可能连续，短时间频繁地出现或长时间存在的场所

20区

Div.1

在正常情况下，爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物不能岀现，仅仅在不正常情况下，偶尔或短时间岀现的场所

21区

Div.2

国际上对爆炸性危险场所是如何划分的？

国际上各主要工业国家对爆炸性危险场所的划分，基本上可分两种意见。

一种以IEC（国际电工委员会）为代表，包括德国、英国、意大利、日本、澳大利亚等国，对气体划分为0区、1区、2区，对粉尘划分为10区、11区。

其定义与IEC基本相同（可参见我国对各区域的定义，我国等效采用IEC标准）。

另一种为美国、加拿大等北美国家的划分，以NEC（美国国家电气规程）的定

义为代表，对气体划分为1区、2区（没有0区），对粉尘也划分为1区、2区。

两者之间的对应关系大致如下：

气体：

IEC0区、1区——NEC1区

IEC2区——NEC2区

粉尘：

IEC10区——NEC1区

IEC11区——NEC2区

IEC“区”的英文为Zone；

NEC“区”的英文为Division。

防爆方法对危险场所的适用性:

序号

防爆型式

代号

国家标准

防爆措施

适用区域

1

隔爆型

d

GB3836.2

隔离存在的点火源

Zone1,Zone2

2

增安型

e

GB3836.3

设法防止产生点火源

Zone1,Zone2

3

本安型

ia

GB3836.4

限制点火源的能量

Zone0-2

本安型

ib

GB3836.4

限制点火源的能量

Zone1,Zone2

4

正压型

P

GB3836.5

危险物质与点火源隔开

Zone1,Zone2

5

充油型

o

GB3836.6

危险物质与点火源隔开

Zone1,Zone2

6

充砂型

q

GB3836.7

危险物质与点火源隔开

Zone1,Zone2

7

无火花型

n

GB3836.8

设法防止产生点火源

Zone2

8

浇封型

m

GB3836.9

设法防止产生点火源

Zone1,Zone2

9

气密型

h

GB3836.10

设法防止产生点火源

Zone1,Zone2

防爆对危险场所的适用性：

爆炸性危险气体分类

根据可能引爆的最小火花能量，我国和欧洲及世界上大部分国家和地区将爆炸性气体分为四个危险等级，如下表：

工况类别3]

气体分类

代表性气体

最小引爆火花能量

矿井下

i

甲烷

0.280mJ

矿井外的工厂

na

丙烷

0.180mJ

nb

乙烯

0.060mJ

nC

氢气

0.019mJ

美国和加拿大首先将散布在空气中的爆炸性物体分成三个CLASS（类

别）:

CLASSI气体和蒸气；CLASSH尘埃；CLASSE纤维然后再将气体和尘埃分成Group（组）：

组名

代表性气体或尘埃

A

乙炔

B

氢气

C

乙烯

D

丙烷

E

金属尘埃

F

煤炭尘埃

G

谷物尘埃

F面所示的为爆炸性气体的分类、分级、分组举例表

和

安全间隙

亳米）

坍水点巡电硫比HTCR

引燃温复、龙）与俎别

11

72

T3

T4.

T5

T6

T>450

45D>T>300

3Q0>T>2Q0

200>T>135

135>T>100

100>T>85

I

HZSG=L.14

NIICR=10

甲烷「

I

A

<1.14

■

Q.S

10

乙烷、丙烷、丙虱苯乙晞、氯乙晞、氨苯、甲赛氣氨、甲醇*一氧化碳"乙豔乙酯、乙除丙晞膳

丁烷、乙醇、丙

烯、丁醇、乙酸

TIlk乙酸、

乙釀加気乙亀

St

戊烷、己痂廈

汽袖、硫化氢、

环己烷

乙能乙醛

亚硝酸、乙酯

I

D.5

<09

0MICR

<0.3

二甲離、民用煤气、环丙烷

环氧乙烷、环氧

丙烷、丁二稀,

乙烯

异戊二稀

I

C

MESG^O5

MICRCO.45

水煤吒、氢，焦炉煤气

乙煤

二硫化碳

硝霰乙醋

®气体溫度俎别划分:

锐度组别

T1

T2

T3

T4

11A

乙烷.丙烷.*

ZJS*二甲萃.

一氧化毗啜

乙醉，丁烷.丙烯、眉驗乙陷、二玖乙烷，St乙烯.51乙詡.環吩.环虎烷.二甲胺

戊烷.帶烷，乙基坏戊烷、松节油，石脑油.石油（包拈汽油）、燃料袖、戊醉四

氯

乙漩、三甲胺

11B

丙烘、丙魅睛、焦炉煤气

乙烯*环就乙

烧、丙烯裁甲

爵、咲喃

二甲SL丙烯醛、四械如、瞌化氢

二乙醛、二丁醸、四蹴乙烯等

11C

氢*水煤气

乙缺

气体温度组别划分:

温度组别

安全的物体表面温度

常见爆炸性气体

T1

<450°C

氢气、丙烯腈等46种

T2

<300C

乙炔、乙烯等47种

T3

<200C

汽油、丁烯醛等36种

T4

<135C

乙醛、四氟乙烯等6种

T5

<100C

二硫化碳

T6

<85C

硝酸乙酯和亚硝酸乙酯

仪表的防爆标志

Ex（ia）nCT6的含义

标志内容

号符

含义

防爆声明

Ex

符合某种防爆标准，如我国的国家标准

防爆方式

ia

采用ia级本质安全防爆方法，可安装在0区

气体类别

nc

被允许涉及nC类爆炸性气体

温度组别

T6

仪表表面温度不超过85CJ

Ex（ia）nC的含义

标志内容

符号

含义

防爆声明

Ex

符合欧洲防爆标准

防爆方式

a

米用ia级本质安全防爆方法，可安装在0区

气体类别

nc

被允许涉及nC类爆炸性气体

注：

该标志中无温度组别项，说明该仪表不与爆炸性气体直接接触防爆术语：

有关防爆术语及标准

安全栅安全参数定义：

•安全栅最高允许电压：

Um

保证安全栅本安端的本安性能，允许非本安端可能输入的最高电压

•安全栅最高开路电压：

Uoc

在最咼允许电压范围内本安端开路时电压最大值

•安全栅最大短路电流：

Isc

在最高允许电压范围内本安端短路时的电流最大值

•安全栅允许分布电容：

Ca

保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电容

•安全栅允许分布电感：

La

保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电感防爆标志格式说明：

将工厂或矿区的爆炸危险介质，按其引燃能量，最小点燃温度以及现场爆炸性危险气体存在的时间周期进行科学分类分级，以确定现场防爆设备的防爆标志和防爆形式。

防爆标志格式：

Ex（ia）ECT4

防爆标记防爆等级气体组别温度组别

防爆等级说明：

ia等级：

在正常工作、一个故障和二个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。

在ia型电路中，工作电流被限制在100mA以下。

正常工作时，安全系数为2.0;

一个故障时，安全系数为1.5;

二个故障时，安全系数为1.0。

注：

有火花的触点须加隔爆外壳、气密外壳或加倍提高安全系数。

ib等级：

在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。

正常工作时，安全系数为2.0;

一个故障时，安全系数为1.0。

注：

有火花的触点须加隔爆外壳或气密外壳保护。

4什么是隔爆型仪表？

它有什么特点？

答：

隔爆又称耐压防爆，它把能点燃爆炸混合物的仪表部件封闭在一个外壳内，该外壳特别牢固，能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力，并阻止向壳外的爆炸性混合物传爆。

这就是说，隔爆型仪表的壳体内部是可能发生爆炸的，但不会传到壳体外面来，因此这种仪表的各部件的接合面，如仪表盖的螺纹圈数，螺纹精度，零点，量程调整螺钉和表壳之间，变送器的检测部件和转换部件之间的间隙，以及导线口等，都有严格的防爆要求。

隔爆型仪表除了较笨重外，其他比较简单，不需要如安全栅之类的关联设备。

但是在打开表盖前，必须先把电源关掉，否则万一产生火花，便会暴露在大气之中，从而出现危险。

5什么是本质安全型（intrinsicsafety）仪表？

它有什么特点？

答：

本质安全型仪表又叫安全火花型仪表。

它的特点是仪表在正常状态下和故障状态下，电路、系统产生的火花和达到的温度都不会引燃爆炸性混合物。

它的防爆主要由以下措施来实现：

1采用新型集成电路元件等组成仪表电路，在较低的工作电压和较小的工作电流下工作；

2用安全栅把危险场所和非危险场所的电路分隔开，限制由非危险场所传递到危险场所去的能量；

3仪表的连接导线不得形成过大的分布电感和分布电容，以减少电路中的储能。

本质安全型仪表的防爆性能，不是采用通风、充气、充油、隔爆等外部措施实现的，而是由电路本身实现的，因而是本质安全的。

它能适用于一切危险场所和一切爆炸性气体、蒸气混合物，并可以在通电的情况下进行维修和调整。

但是，它不能单独使用,必须和本安关联设备（安全栅）、外部配线一起组成本安电路，才能发挥防爆功能。

6本安型仪表有ia、ib两种，请说明它们之间的区别。

答：

ia等级一在正常工作状态下，以及电路中存在一个故障或两个故障时，均不能点燃爆炸性气体混合物。

在ia型电路中，工作电流被限制在100mA以下。

ib等级—在正常工作状态下，以及电路中存在一个故障时，不能点燃爆炸性气

体混合物。

在ib电路中，工作电流被限制在150mA以下。

ia型仪表适用于0区和1区，ib型仪表仅适用于1区。

或者说，从本质安全角度讲，ib型仪表适用于煤矿井下，ia