石油化工防爆技术要求

1、Intrinsic safetyB1本质安全本质安全的起源的起源Intrinsic safetyB2爆炸三角形爆炸三角形危险区域危险区域空气空气可燃气体可燃气体火花火花热量热量爆炸爆炸Intrinsic safetyB3本质安全的起源本质安全的起源煤矿电铃系统煤矿电铃系统（大约（大约1910年）年）断路火花断路火花裸导线裸导线电铃电铃电池电池绞车操作人员绞车操作人员Intrinsic safetyB4气体气体, 温度温度和区域的划分和区域的划分Intrinsic safetyB5代表性气体代表性气体气体划分气体划分易燃性易燃性乙炔乙炔氢气氢气乙烯乙烯丙烷丙烷甲烷甲烷Group IICGroup

2、 IICGroup IIBGroup IIAGroup I (mining)Class I, Group AClass I, Group BClass I, Group CClass I, Group D(No classification)易引燃易引燃IEC 标准标准北美标准北美标准Intrinsic safetyB6气体气体, 温度温度和区域的划分和区域的划分Intrinsic safetyB7易燃物体在一定的温度下会发生爆炸，此时并没有火花产生。 这个温度称作 点燃温度点燃温度 of that material 仪表的温度必须不超过所处气体的点燃温度爆炸爆炸Intrinsic safet

3、yB8 氨水氨水 630 甲烷甲烷 595 氢气氢气 560 丙烷丙烷 470 乙烯乙烯 425 丁烷丁烷 365 气体点燃温度气体点燃温度700600500400300200100T1T2T3 T6 T4 T5 仪表温度级别仪表温度级别 环己烷环己烷259 二二 乙醚乙醚170二硫化碳二硫化碳 100 Intrinsic safetyB9气体气体, 温度温度和区域的划分和区域的划分Intrinsic safetyB101区区:2区区:0区区:易燃易爆气体长期连续存在（易燃易爆气体长期连续存在（1000小时小时/年）年）易燃易爆气体在正常工作时会在一定时间存在（易燃易爆气体在正常工作时会在一定

4、时间存在（ 10小时小时1000小时小时/年）年）易燃易爆气体在故障时才会存在易燃易爆气体在故障时才会存在 （10小时小时/年）年）区域的划分是根据可燃性气体存在的几率和存在时间的区域的划分是根据可燃性气体存在的几率和存在时间的长短来决定的。长短来决定的。Intrinsic safetyB11区域划分 .举例LiquidsurfaceZone 0Zone 1Zone 2 3m 通风孔通风孔 3m 3m 水池水池 Intrinsic safetyB12Intrinsic safetyB13本质安全设计的基本目标本质安全设计的基本目标Intrinsic safetyB14电压和电流特性电压和电流特

5、性短路短路电流电流点燃不点燃不发生发生Vo/cIs/c简单的电简单的电阻性电源的阻性电源的输出特性输出特性Vo/cIs/cRIgnitionoccurs点燃点燃发生发生开路电压开路电压Intrinsic safetyB15定义定义是指一个由设备和连接导线组的是指一个由设备和连接导线组的系统，其中系统中任何一部分系统，其中系统中任何一部分的电火花或热效应都不会导致危的电火花或热效应都不会导致危险场所的爆炸险场所的爆炸 本质安全系统本质安全系统 -Intrinsic safetyB16Exia二个故障保持二个故障保持本质安全本质安全0区区,1区和区和2区区本质安全是唯一考虑现场导本质安全是唯一考虑

6、现场导线故障的保护概念线故障的保护概念是指决定设备安全性的元器件的是指决定设备安全性的元器件的故障故障本质安全的等级本质安全的等级Intrinsic safetyB17本质安全的等级本质安全的等级本质安全是唯一考虑现场导本质安全是唯一考虑现场导线故障的保护概念线故障的保护概念是指决定设备安全性的元器件的是指决定设备安全性的元器件的故障故障Ex iaEx ib二个故障二个故障保持本质安全保持本质安全一个故障保持一个故障保持本质安全本质安全0 区区,1区和区和2区区1区和区和2区区Intrinsic safetyB18本质安全系统本质安全系统危险场所危险场所 安全场所安全场所认证的认证的危险场危险

7、场所设备所设备认证的认证的安全场安全场所设备所设备Intrinsic safetyB19本质安全接口本质安全接口危险场所危险场所 安全场所安全场所认证的认证的危险场危险场所设备所设备认证的认证的危险场危险场所设备所设备认证的认证的安全场安全场所设备所设备认证认证的接口的接口未经认未经认证的安证的安全场所全场所设备设备Intrinsic safetyB20简单设备简单设备简单设备定义简单设备定义:危险场所设备可以是认证的贮能设备危险场所设备可以是认证的贮能设备 （例如，仪表）或未经认证的（例如，仪表）或未经认证的“简单设备简单设备”例如例如:根据制造商的技术条件，电气参数值均根据制造商的技术条件

8、，电气参数值均不超过不超过 1.2 V, 0.1A, 20m mJ 或或 25 mW的的电气设备电气设备,它们无需认证或标志。它们无需认证或标志。mmIntrinsic safetyB21简单本质安全系统简单本质安全系统危险场所危险场所 安全场所安全场所 认证的认证的接口接口未经认未经认证的危证的危险场所险场所简单设备简单设备未经认证未经认证的安全场的安全场所设备所设备Intrinsic safetyB22小元件松弛法小元件松弛法简单设备简单设备可定为可定为T4温度组别的前提条件是温度组别的前提条件是 :认证接口的匹配功率认证接口的匹配功率 ：元件的表面积元件的表面积 20mm , 10cm1

9、) 可能的例外：一些热敏元件，白炽灯丝可能的例外：一些热敏元件，白炽灯丝2) 接线盒和开关通常可认定为接线盒和开关通常可认定为 T622注注:- 1.3W,（Tamb= 40C 时）时） 1.2W,（Tamb= 60C 时）时） 1.0W,（Tamb= 80C 时）时）Intrinsic safetyB23电压和电流限制网络电压和电流限制网络限流电阻限流电阻箝位齐纳箝位齐纳二极管二极管最大输出电流最大输出电流=VzR VZ输出输出输入输入R(危险场所危险场所)(安全场所安全场所)Intrinsic safetyB24基本的并联二极管安全栅基本的并联二极管安全栅Vz 本质安全等级本质安全等级 （

10、ia ，ib ）的评定，需要考虑元件故障）的评定，需要考虑元件故障 电阻通常为线绕电阻，被认为是故障开路型电阻通常为线绕电阻，被认为是故障开路型二级管应按试验等级要求设计成双重化或三重化二级管应按试验等级要求设计成双重化或三重化熔断器熔断器安全场所安全场所接线端接线端（非本安端）（非本安端）危险场所危险场所接线端接线端（本安端）（本安端）Intrinsic safetyB25安全栅熔断器安全栅熔断器 熔断器额定值的选择应起到保护二极管的作用，熔断器额定值的选择应起到保护二极管的作用， 但它与安全栅的短但它与安全栅的短 路电流没有直接关系路电流没有直接关系250V rms最大值最大值 CENEL

11、EC和其它标准要求将熔断器浇封在安全栅内，和其它标准要求将熔断器浇封在安全栅内， 以使熔断器不能被替换以使熔断器不能被替换熔断器熔断器Intrinsic safetyB26 MTL安全栅安全描述安全栅安全描述安全栅通常根据它们的安全参数来描述安全栅通常根据它们的安全参数来描述:最常的安全栅安全描述是最常的安全栅安全描述是: 28V 93mA 300RCLRVz这里这里 V = 28 volts 限流电阻限流电阻 (CLR) = 300Rz安全场安全场 所所接线端接线端（非本安端）（非本安端）危险场所危险场所接线端接线端（本安端）（本安端）Intrinsic safetyB27齐纳二极管特性齐纳

12、二极管特性(正常齐正常齐 纳电压纳电压)Vz Vwkg+ve二极管二极管电流电流-ve 二极管电流二极管电流(正常工正常工作电压作电压)10 礎礎-V+V正向正向偏压偏压反向反向偏压偏压-+最大电压（最大电压（V）Intrinsic safetyB28工作特性工作特性340RV outV in 端电阻大于安全限流电阻端电阻大于安全限流电阻非本安端最高允许电压低于安全电压非本安端最高允许电压低于安全电压 （即本（即本安端输出电压）安端输出电压）* * 对对28V, 300R安全栅而言安全栅而言V wkg=25.5 V max=26.6端电阻端电阻Intrinsic safetyB29单通路齐纳安

13、全栅单通路齐纳安全栅Vz正极性正极性负极性负极性无极性无极性VzVz+VE-VEV+-V+-Intrinsic safetyB30双通路齐纳安全栅双通路齐纳安全栅双通路安全栅的二个通路尽管不一定具有相同的电压，双通路安全栅的二个通路尽管不一定具有相同的电压，但它们几乎都具有相同的极性但它们几乎都具有相同的极性 安装较简单，可节省空间和成本安装较简单，可节省空间和成本安全场所安全场所接线端接线端危险场所危险场所接线端接线端现场现场设备设备二线都二线都不接地不接地0V参考点参考点二个极性通路二个极性通路Intrinsic safetyB31变送器的变送器的 本安认证参数本安认证参数:V 30VI

14、300 mAW 1.3 WC 20nF L 10H安全栅的参数不能大于安全栅的参数不能大于 V , I 和 W -多数变送器的最小工作电压是多数变送器的最小工作电压是12DC多数的现场仪表的负载电阻是多数的现场仪表的负载电阻是250 欧姆iiiiiiii安全性安全性如何认证如何认证?工作性工作性 能否工作能否工作? EEx ia IIC T4Intrinsic safetyB32EEx ia IIC U 28 VI 93 mAW 0.65 WC 0.13 FL 4.2 mHL/R 55 H/ohm C 0.11 F L 4.2 mHL/R 55 H/ohm iiiiiooo变送器变送器EEx

15、ia IIC T4U 30 VI 300 mAW 1.3WC 20 nFL 10H 系统系统 EEx ia IIC T4安全栅安全栅电缆参数电缆参数本安系统的认证本安系统的认证Intrinsic safetyB33安全场所电源故障安全场所电源故障现场安现场安装仪表装仪表隔离隔离的内的内部元件部元件设备接设备接地连线地连线安全栅安全栅汇流排汇流排X1X仪表系统仪表系统O O O O O O LENO O Intrinsic safetyB34电流隔离电流隔离 危险场危险场所电路所电路认证的认证的变压器变压器认证的元件认证的元件能量限制能量限制安全场所安全场所接线端接线端危险场危险场 所接所接线端线端电源电源安安全全隔隔离离安全场安全场所电路所电路Intrinsic safetyB35故障条件下的电流隔离器故障条件下的电流隔离器现场安现场安装仪表装仪表 隔离隔离的内的内部元件部元件设备接地连线设备接地连线仪表系统仪表系统 O O O O O O LO O