防爆概念.ppt

防爆概念 air oxygen sourceofignition 当下列三个条件同时满足 爆炸就会发生 1 现场存在易爆物质 如易爆气体2 现场存在氧气3 现场存在引爆源 如足够能量的火花或足够高的物体表面温度 HAZARDatmosphereflammablegasordust 防爆概念 爆炸的产生条件 hotSurfaces发热表面 flames Hotgases火焰 mechanicalSparks机械火花 Electricalsparks电气火花 electro statics静电 lightningStrikes闪电 electromagneticWaves电磁波 ionisingRadiation电离辐射 Ultrasonic超声波 adiabaticcompression 绝热压缩 exothermalReactions放热反应 防爆概念 爆炸的产生条件 防爆概念 爆炸的产生条件 易爆物质 如易爆气体氧气引爆源 如足够能量的火花或足够高的物体表面温度 防爆措施 控制易爆气体和引爆源 控制爆炸范围 控制易爆气体人为在危险现场营造出一个没有易爆气体的空间 将仪表安装其中例如 正压型防爆方法EXp 控制爆炸范围人为将爆炸局限在一个有限的范围内 使该范围内的爆炸不至于引起更大范围的爆炸例如 隔爆型防爆方法EXd 防爆概念 仪表防爆原理 控制引爆源人为消除引爆源 既消除足以引爆的火花 又消除足以引爆的仪表表面温度例如 本质安全防爆方法EXi最安全可靠的防爆方法 防爆概念 仪表防爆原理 Zone0正常情况下 爆炸性气体混合物连续地 短时间频繁地出现或长时间存在的场所 Zone1正常情况下 爆炸性气体混合物有可能出现的场所 Zone2正常情况下 爆炸性气体混合物不能出现 仅在不正常情况下偶尔短时间出现的场所 防爆概念 危险区的分级 爆炸性粉尘云及可燃性尘埃积累的危险区域 欧洲 IEC Zone0 Zone20每年存在1000小时以上 Zone1 Zone21每年存在10 1000小时Zone2 Zone22每年存在不到10小时 防爆概念 危险区的分级 爆炸性气体或粉尘混合物存在场合 美国 加拿大 Division1气态和尘埃状的爆炸性混合物连续地 经常性地 较长时间地存在 或者每年存在100小时以上 Division2气态和尘埃状地爆炸性混合物偶尔 间断性地 短暂地存在 或者每年存在不超过100小时 防爆概念 危险区的分级 CATEGORY1 CATEGORY2 CATEGORY3 Flammableliquids ATEX 防爆概念 危险区的分级 liquid vent Zone0 Zone1 Zone2 Example StorageTank Gb Ga Gc IEC Equipment Ga Gb和Gc表示为应安装在各自的区域中的设备 所需的最低要求的EPL 防爆概念 危险区的分级 EquipmentProtectionLevel Gas GAS 防爆概念 危险区的分级 EquipmentProtectionLevel Dust DUST 防爆概念 危险区的分级 各等级危险场合所适用的防爆方法 Zone0Exia本质安全型防爆方法Exs经特别认证的特殊性防爆方法 防爆概念 防爆方法对危险场合的适用性 Zone1适用于Zone0的防爆方法Exib本质安全型防爆方法Exp正压型防爆方法Exd隔爆型防爆方法Exe增安型防爆方法Exm浇封型防爆方法Exq充砂型防爆方法Exo充油型防爆方法 防爆概念 防爆方法对危险场合的适用性 Zone2适用于Zone0 1的防爆方法Exn无火花型防爆方法 防爆概念 防爆方法对危险场合的适用性 注意 允许选用何种防爆方法完全取决于仪表被安放在哪个等级的危险场合下 本质安全防爆方法被允许用在任何危险场合 防爆概念 防爆方法对危险场合的适用性 Ex本质安全型 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 ia等级 在正常工况下 以及电路中存在一个或两个故障时 均不能点燃爆炸性气体混合物 工作电流限制在100mA以下 ib等级 在正常工况下 以及电路中存在一个故障时 不能点燃爆炸性气体混合物 工作电流限制在150mA以下 ic等级 在正常工况下 不能点燃爆炸性气体混合物 Exs特殊型 除d e I p n之外的特殊形式 或者是上述几种形式的组合 防爆概念 防爆方法对危险场合的适用性 Exd隔爆型 又称耐压防爆 它把能点燃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播 Exe增安型 在正常运行条件下不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度 并在结构上采取措施 如密封等 提高其安全程度 以避免在正常和规定的过载条件下出现点燃现象 Exm浇封型 将可能产生引起爆炸性混合物爆炸的火花 电弧或危险温度部分的电气部件 浇封在浇封剂 复合物 中 使它不能点燃周围爆炸性混合物 Exq充砂型 在外壳内充填砂粒或其它规定特性的粉末材料 使之在规定的使用条件下 壳内产生的电弧或高温均不能点燃周围爆炸性气体 防爆概念 防爆方法对危险场合的适用性 Exo充油型 将整个设备或设备的部件浸在油内 保护液 使之不能点燃油面以上或外壳外面的爆炸性气体 Exp正压型 向外壳内充入正压的洁净空气 惰性气体 或连续通入洁净空气 不燃性气体 保持外壳内部保护气体的压力高于周围危险性环境的压力 阻止外部爆炸性气体混合物进入壳内 Exn无火花型 在正常运行时 不能够点燃周围的爆炸性气体环境 也不大可能发生引起点燃的故障 不可能产生火花 电弧和危险温度 防爆概念 防爆方法对危险场合的适用性 评价爆炸性气体的危险性 考虑三个特性 爆炸性气体与空气混合的可爆浓度范围爆炸性气体与空气的混合气体对引爆火花能量的敏感度爆炸性气体与空气的混合气体对物体表面温度的敏感度 防爆概念 爆炸性气体危险性的分类 控制了爆炸性气体混合物的最小引爆火花能量和最低引爆物体表面温度 则整个可爆范围便可都得到控制 根据可能引爆的最小火花能量 中国 欧洲等 工况类别气体分类代表性气体最小引爆能量矿井下I甲烷0 280mJ矿井外的工厂IIA丙烷0 180mJIIB乙烯0 060mJIIC氢气0 019mJ 防爆概念 爆炸性气体危险性的分类 爆炸性物体的分类 美国及加拿大 CLASSI气体和蒸汽CLASSII尘埃CLASSIII纤维 防爆概念 爆炸性气体危险性的分类 再将气体和尘埃划分 A乙炔D丙烷G谷物尘埃B氢气E金属尘埃C乙烯F煤炭尘埃 根据气体对物体表面温度的敏感性 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T2 300 C乙炔 乙烯T3 200 C汽油 丁烯醛T4 135 C乙醛 四氟乙烯T5 100 C二硫化碳T6 85 C硝酸乙酯 防爆概念 爆炸性气体危险性的分类 例一 ExiaIICT6标志内容符号含义防爆声明Ex符合某种防爆标准防爆方法ia采用ia级本质安全防爆方法可安装在Zone0气体类别IIC可用于IIC类爆炸性气体温度组别T6仪表表面温度不超过85 C 防爆概念 仪表的防爆标志 例三 Division1 Class1GroupABCD T6符合美国及加拿大防爆标准 安装在Division1 涉及A B C D组别的气体 仪表表面温度不超过85 C 防爆概念 仪表的防爆标志 欧盟自2003年7月1日起强制执行ATEX安全认证例四 II1GD EExia IIC 防爆概念 ATEX防爆认证 II ATEX规定的设备组别 I组是用于矿井下的设备 除此以外均为II组1 可应用在危险区Zone0和Zone20的设备 ATEX将防爆设备分成1 2 3大类 1类设备用于Zone0和Zone20 2类设备用于Zone1和Zone21 3类设备用于Zone2和Zone22 防爆概念 ATEX防爆认证 G D 被认证设备可涉及爆炸性气体和尘埃 G为气体 D为尘埃EEx 符合欧洲标准ia 本质安全防爆ia级IIC 可涉及IIC类气体混合物 例五 II2GDEExdeIICT4 防爆概念 ATEX防爆认证 ATEX认证防爆设备 II 用于除矿井以外的工厂 2 用于危险区Zone1和Zone21 GD 用于气体防爆和尘埃防爆 EEx 符合欧洲标准 de 采用隔爆和增安型两种防爆方式 IIC 可涉及IIC类气体 T4 表面温度不超过135 C 防爆概念 ATEX防爆认证 防爆概念 本质安全防爆方法 利用安全栅技术将提供给现场仪表的电能量限制在既不能产生足以引爆的火花 又不能产生足以引爆的仪表表面温升的安全范围内 从而消除引爆源的防爆方法 对于仪表检测和控制回路 能量限制 电压和电流 电容和电感仪表的表面温度限制 回路的开路电压 短路电流回路的最大功率 防爆概念 本安仪表和安全栅的防爆参数 本质安全防爆回路 由一个本安现场仪表和作为回路限能关联设备的安全栅配合组成 简单设备 现场仪表所产生或储存的电能量不超过1 5V 100mA 25mW可与已取得本安认证的安全栅配合构成本安防爆回路常见的简单仪表 温度信号输入 热电偶和热电阻 开关信号输入 干接点 如压力开关 温度开关 行程开关等 开关信号输出 LED等 防爆概念 本安仪表和安全栅的防爆参数 非简单仪表 指可能产生或存储的能量超过上述数值的电气设备 采用本安防爆方法 必须取得本安防爆认证 并与同样取得本安防爆认证的安全栅配合构成本安防爆回路 本安仪表的主要安全参数 Ui允许输入的最大故障电压li允许输入的最大故障电流Pi允许输入的最大功率Ci仪表的等效电容Li仪表的等效电感 防爆概念 本安仪表和安全栅的防爆参数 关联设备 作为限能设备能有效地保护危险场所的现场设备 在正常工作条件下能使系统完好地工作 而在故障条件下能限制到达危险场所的电压 电流 在实践应用中关联设备主要是指安全栅 安全栅的主要安全参数 Uo可能输出的最大电压 即安全限压值lo可能输出的最大电流 即安全限流值Po可能输出的最大功率Co允许的最大回路电容Lo允许的最大回路电感 防爆概念 本安仪表和安全栅的防爆参数 本安仪表和安全栅的安全参数匹配表 其中 Cc和Lc为电缆分布电容和电感