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文檔簡介
1、爆炸危險環境電力裝置設計規范 GB50058 授課內容本規范修定的挔據 :爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范 GB50058 92 已實施二十多 年,當時編制該規范主要依據國際電工委員會標準 IEC79-10、美國石油學會 API RP500A及美國國家防火協會 NFPA497標準,并參考了日本防爆指南 。近年來 , 國際標準 IEC60079 和IEC61241,美國標準 API RP505及NFPA497都已修訂 ,并 已發布施實 ,而且與國際標準 IEC60079 和 IEC61241等同的國家標準 GB3836 、 GB12476 已完成修訂正在報批 。為了適應市場的迫切需要并同國際技
2、術接軌 ,必須將本標準進行修訂 。根 據最新版的國際標準 IEC60079 和 IEC61241,以及最新的國家標準 爆炸性環境 第一部分設備通用要求 GB3836.1-2010 及可燃性粉塵環境用電氣設備 GB12476 的相關規定 ,在此基礎上對原規范 爆炸和火災危險環境電力裝置設 計規范 GB5005892 進行了增補和修訂 .本規范與GB50058-92 相比,有以下改變 :1. 規范名稱的修訂 ,即將爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范 改為 爆 炸危險環境電力裝置設計規范 ;2. 將名詞解釋 改為 術語,做了部分修訂并放入正文 ;3. 將原第四章 火災危險環境 刪除 ;4. 將例圖從
3、原規范正文中刪除 ,改為附錄并增加了部分內容 ;學習參考5. 增加了增安型設備在 1 區中使用的規定 ;6. 爆炸性粉塵危險場所的劃分有由原來的兩種區域 “10 區、 11 區”改為三 種區域 “20 區、21 區、22 區”;7. 增加了爆炸性粉塵的分組 :IIIA 、IIIB 和IIIC 組;8. 將原規范正文中 “爆炸性氣體環境的電力裝置 ”和“爆炸性粉塵環境的電 力裝置”合并為第 5 章“爆炸性環境的電力裝置 ”;9. 增加了設備保護級別 (EPL)的概念 ;10. 增加了光輻射式設備和傳輸系統防爆結構類型 ;11. 將原規范正文中易燃氣體 、 易燃液體改為可燃氣體 、可燃液體 ;12
4、. 將原規范正文中第一級釋放源 、第二級釋放源改為一級釋放源 、二級釋放 源。一總則 總則中本規范不適用于下列環境增加了以下內容 :( 與國際標準 IEC60079 等同)6 以加味天然氣作燃料進行采暖 、空調 、烹飪 、洗衣以及類似的管線系統 ; (這部分內容設計可見城鎮燃氣設計規范 )7 醫療室內 ;8 災難性事故 ;注 :災難性事故例如 :加工容器破碎或管線破裂等 。(本標準中取消了原規范中不適用的蓄電池室環境 。 蓄電池室的危險險區域劃 分在實際工程中經常遇到 ,本標準在附錄 B 中根據 API-505 的建議增加了相應學習參考的劃分建議 。)總則中增加了下列條款 : 爆炸危險區域劃分
5、應由懂得生產工藝加工介質性能 、設備和工藝性能的專 業人員和安全 、 電氣等工程技術人員共同商議完成 。二爆炸性氣體環境1什么情況下進行爆炸性氣體環境的電力裝置設計符合下列條件之一就應進行爆炸性氣體環境的電力裝置設計 : ( 1) 在大氣條件下 ,可燃氣體與空氣混合形成爆炸性氣體混合 物;(2)閃點低于或等于環境溫度 ( 此溫度根據可燃物質所在地點的環 境溫度 ,環境溫度可選用最熱月平均最高溫度 ,亦可利用采暖通風 專業的 “工作地帶溫度 ”或根據相似地區同類型的生產環境的實測數 據加以確定 。除特殊情況外 ,一般可取 45。) 的可燃液體的蒸氣 或薄霧與空氣混合形成爆炸性氣體混合物 ;(3)
6、在物料操作溫度高于可燃液體閃點 (60)的情況下 ,可燃 液體有可能泄漏時 ,其蒸氣與空氣混合形成爆炸性氣體混合物 。以上條件對可燃液體而言 ,閃點是一個重要的物料特性 。閃點就 是在標準條件下 ,使液體變成蒸氣的數量能夠形成可燃性氣體 / 空氣 混合物的最低液體溫度 。2 產生爆炸必須同時存在兩個條件 :(1)存在可燃氣體 、可燃液體的蒸氣或薄霧 ,其濃度在爆炸極限以 內;學習參考(2) 存 在足以點燃爆炸性氣體混合物的火花 、電弧及高溫 。 3 防止爆炸的措施 :為防止爆炸 , 在采取電氣預防以前首先提出了諸如工藝流程及 布置等措施 ,即稱之為:“第一次預防措施 ”。(1 )首先應使產生爆
7、炸的條件同時出現的可能性減到最小程度 。 (2 ) 工藝設計中應采取消除或減少可燃物質的釋放及積聚的措 施:1)工藝流程中宜采取較低的壓力和溫度 ,將可燃物質限制在密 閉容器內 ;2)工藝布置應限制和縮小爆炸危險區域的范圍 ,并宜將不同等 級的爆炸危險區 ,或爆炸危險區與非爆炸危險區分隔在各自的廠房 或界區內 ;3)在設備內可采用以氮氣或其它惰性氣體覆蓋的措施 ;4)宜采取安全聯鎖或事故時加入聚合反應阻聚劑等化學藥品的 措施 。(3 ) 防止爆炸性氣體混合物的形成 ,或縮短爆炸性氣體混合物滯 留時間 ,宜采取下列措施 :1)工藝裝置宜采取露天或開敞式布置 ;2)設置機械通風裝置 ;3)在爆炸危
8、險環境內設置正壓室 ;4)對區域內易形成和積聚爆炸性氣體混合物的地點應設置自動測量儀器裝置 ,當氣體或蒸氣濃度接近爆炸下限值的 時,應能學習參考可靠地發出信號或切斷電源 ( 4)在區域內應采取消除或控制設備線路產生火花 、電弧或高溫的 措施 。4.危險區域劃分的目的 危險區域劃分是對可能出現爆炸性氣體環境進行分析和分區 ,以 便正確選擇和安裝危險環境中的電氣設備 ,達到安全經濟使用的目 的。危險區域劃分是根據爆炸性氣體混合物出現的頻繁程度和持續時 間進行分區 ,分為 0 區、1 區、2 區,實際上應通過設計或適當的操 作方法,也就是采取措施將 0區或 1區所在的數量上或范圍上減至最 小,換句話
9、說 ,工廠設計中大部分場所為 2 區或非危險區 。5爆炸性氣體環境危險區域劃分程序(1)危險區域劃分危險區域劃分應由懂得可燃物質性能的工藝 、設備和管道專業人 員進行 ,還要與安全 、 電氣等其它專業人員商議 。危險區域劃分的根本因素就是鑒別釋放源和確定釋放源的等 級。釋放源是指可釋放出能形成爆炸性混合物的物質所在的位置或地點 對每臺工藝設備如罐 、泵、管道 、容器 、閥門等都視作可燃物質的 潛在釋放源 。如果該類設備不可能含有可燃物質 ,那么很明顯它的 周圍就不會形成危險環境 。如果該類設備含有可燃物質 ,但不向大學習參考 氣中釋放 , 如全部焊接管道不視為釋放源 ,則同樣不會形成危險環 境
10、 。如果已確認設備會向大氣中釋放可燃物質 ,必須首先按可燃物 質的釋放頻繁程度和持續時間長短分級 ,分為連續級釋放源 、一級 釋放源、二級釋放源 ,再根據釋放源的級別和通風條件劃分區域 。爆炸危險區域內的通風 ,其空氣流量能使可燃物質很快稀釋到 爆炸下限值的 以下時 ,可定為通風良好 。以下場所可定為通風良好場所 :1)露天場所 ;2)敞開式建筑物 。在建筑物的壁和 / 或屋頂開口 ,其尺寸和位置保證 建筑物內部通風效果等效于露天場所 ;3)非敞開建筑物 ,建有永久性的開口 ,使其具有自然通風的條件 ;4)對于封閉區域 、每平方米地板面積每分鐘至少提供 0.3m3 的空氣或 至少 1h 換氣6
11、 次,則可認為是良好通風場所 。這種通風速率可由 自然通風或機械通風來實現 。原則上是存在連續級釋放源的區域可劃為 0 區;存在一級釋放 源的區域可劃為 1區;存在二級釋放源的區域可劃為 2 區。按以上規 定劃分區域等級后再根據通風條件調整區域劃分 。 當通風良好時 , 應降低爆炸危險區域等級 ; 當通風不良時應提高爆炸危險區域等 級。在實際中 ,應采取通風措施盡量減少 1 區,0 區是極個別情況 , 例如密閉容器 、貯罐等內部氣體空間 。. 學習參考 .(2)危險區域范圍的確定 。 爆炸危險區域的范圍根據釋放源的等級和位置 、可燃物質的特 性、通風條件 、障礙物及生產條件 、運行經驗 ,經技
12、術經濟比較綜 合確定 。爆炸危險區域的范圍主要取決以下化學和物理參數 :(一)釋放速率 :(單位時間從釋放源中散發出可燃氣體或可燃液 體的蒸氣或薄霧的數量 )。 釋放速率越大 ,區域范圍就越大 釋放速率與釋放源的幾何形狀 、釋放速度 、濃度 、可燃液體 的揮發性 、 液體溫度有關 。(二)可燃液體的沸點 :沸點越低 ,爆炸危險區域的范圍就越大 。(三)釋放的爆炸性氣體混合物的濃度 : 隨著釋放源處可燃物質濃 度的增加 ,爆炸危險區域的范圍可能擴大 。(四)爆炸下限 :爆炸下限越低 ,爆炸危險區域的范圍就越大 。(五)閃點:閃點越低 ,區域的范圍可能越大 。(六)相對密度 : 如果氣體或蒸氣明顯
13、的輕于空氣 ,則它就趨于向 上漂移 ,且釋放源上方垂直方向范圍將隨著相對密度的減小而擴大 如果明顯的重于空氣 , 它就趨于沉積于地面 ,在地面上 ,區域水平 范圍將隨著相對密度的增大而增大 。 為了劃分范圍 ,本規范將相對 密度大于 1.2 的氣體或蒸氣視為比空氣重的物質 ; 將相對密度小于 0.8 的氣體或蒸氣視為比空氣輕的物質 。對于相對密度在 0.8 至 1.2 之間的氣體或蒸氣 ,例如 :一氧化碳 、乙烯 、甲醇 、甲胺 、乙烷 、學習參考乙炔等在工程設計中相對密度視為比空氣重的物質( 七) 液體溫度 : 蒸氣壓力隨溫度的增加而升高 ,因此由于蒸發 作用 ,釋放速率增加 ,危險區域的范
14、圍將擴大 。(八) 通風 :隨著通風量的加大 ,危險區域范圍可以縮小 。(九) 障礙 : 障礙物能阻礙通風 ,因此可能擴大危險區域范圍 , 另一方面某些障礙物如堤壩 、圍墻或天花板都能限制危險區 域范圍。因此,在場所分類及范圍確定時都應列出工廠用的所有加工材 料的特性 ,包括閃點 、沸點 、引燃溫度 、蒸氣壓力 、蒸氣密度 、爆 炸極限、操作溫度 、爆炸性混合物級別和溫度組別 。對于爆炸危險區域范圍的確定是一個比較復雜的問題 , 實際操 作如果沒有例圖更加難以實施 ,為了便于執行規范 ,在規范中引用 了一些典型例圖 ,規范中大部分采用了美國石油學會 API RP505 及 美國國家防火協會 N
15、FPA497 標準中的例圖 。由于實際裝置的工藝 、 設備 、儀表、通風及布置等條件不同 ,在具體設計中均需結合實際 情況 、運行經驗等綜合判斷 ,采取較大或較小的距離 。在很多國家 及 IEC 標準中 ,將一些危險區域范圍例圖放在標準的附錄或圖集中 不是硬性規定 ,僅是作為指導的范例 。對于各種行業的特殊性 ,往往在危險區域范圍的確定上 , 可采 用學習參考 與行業有關的國家標準 ,如對新建 、擴建和改建的汽車加油站 、 液化石油氣加氣站 、 壓縮天然氣加氣站和汽車加油加氣站工程 的設計和施工 , 應采用 汽車加油加氣站設計與施工規范 GB50156 。對油氣田及其管道工程 、石油庫的爆炸危
16、險區域范 圍可見其 它規范 ,例如 石油設施電氣裝置場所分類 SY0025,石 油庫設計規范 GB50074 。危險區域范圍的確定應考慮以下幾點 :(一)對煉油裝置 、 石油化工廠 ,在加工過程中 ,化工設備 連續處理高速 、高溫 、高壓的液體或蒸氣 。則以釋放源起 15m 劃 分范圍。(二)對高揮發性物質 ( 具有低沸點 , 當散發到大氣后 ,它 們迅速地吸收熱量 , 從而形成在一般情況下密度高于空氣的大量 冷氣體 )如乙烯 、丙烯、乙烷 、丙烷、丁烷等有可能大量釋放 處時 ,爆炸危險區域范圍應劃分附加 2 區,即在 2 區外再劃出 15m ,附加 2 區距離地面標高 0.6m。(三)在物料
17、操作溫度高于可燃液體閃點 (60)的情況下 , 可燃液體可能泄漏時 ,其爆炸危險區域的范圍可適當縮小 ,但不 宜小于 4.5m 。(四)對符合國標 GB3836.14(等同 IEC60079-10 )附錄 C 條 件的內容 , 可按附錄 C 危險場所劃分舉例進行劃分 。. 學習參考 .(五)當可燃物質輕于空氣時 ,爆炸危險區域的范圍尺寸 , 按 4.5m 劃分 。6.爆炸性氣體溫合物的分級分組為了選擇適用于爆炸性氣體環境的電氣設備 ,將爆炸性氣體溫合 物按其最大試驗安全間隙或最小點燃電流分級 ,分為 A、 B、 C,最大試驗安全間隙是制造電氣設備隔爆外殼的基礎數據 ,在隔爆 外殼中是以隔爆間隙
18、噴射出的爆炸產物所具有的能量點燃周圍爆炸 性的氣體溫合物 , 因此隔爆型防爆結構的定義為當可燃氣體或蒸氣 進入外殼內部發生爆炸時 ,該外殼能承受爆炸壓力且爆炸的火焰不 會引燃該外殼外部的可燃氣體或蒸氣的全封閉結構 。最小點燃電流 比是設計本質安全型電路的依據 ,在本質安全電路中 , 是用電火花 點燃爆炸性氣體溫合物 。因此本安型防爆結構的定義為電氣設備產 生的火花 、電弧或高溫不會引燃可燃氣體或蒸氣的結構 。通過大量 試驗,通過兩種標準裝置分別測定的幾種爆炸性氣體溫合物的最大 試驗安全間隙及最小點燃電流比取得的分級數據相同 , 即最大試驗 安全間隙小的氣體溫合物 ,其最小點燃電流比小 。最大試
19、驗安全間隙 () 或最小點燃電流比 ( R) 分級學習參考注: 分級的級別應符合現行國家標準 爆炸性環境用防爆電氣設備通用要求 。 最小點燃電流比 () 為各種可燃物質按照它們最小點燃電流值與實驗室的 甲烷的最小電流值之比 。爆炸性氣體溫合物按可燃物質的引燃溫度分組 ,分為 T1、 T2、 T3、T4、T5、T6,要求防爆電氣設備允許的最高表面溫度不超過爆 炸性氣體溫合物的引燃溫度 。溫度組別可燃物質的引燃溫度 ()T1450T2300450T3200300T4135200T5100135T685100爆炸性粉塵環境學習參考1. 什么情況下進行爆炸性粉塵環境的電力裝置設計對用于生產 、加工、處
20、理 、轉運或貯存過程中出現或可能出現 可燃性粉塵與空氣形成的爆炸性粉塵混合物環境時 ,應進行爆炸性 粉塵環境的電力裝置設計 。2. 在爆炸性粉塵環境中粉塵分為以下三級 :IIIA 級:可燃性飛絮 (常見的 A 級可燃性飛絮 :如棉花纖維 、 麻纖維、絲纖維、毛纖維 、木質纖維 、人造纖維等 )IIIB 級:非導電性粉塵 (常見的 B級可燃性非導電粉塵 :如聚 乙烯 、苯酚樹脂 、小麥 、玉米 、砂糖 、染料 、可可 、木質 、米糠 、 硫磺等粉塵 。)IIIC 級:導電性粉塵 (如石墨 、炭黑、焦炭 、煤、鐵、鋅、鈦等 粉塵。)3. 在爆炸性粉塵環境中 , 產生爆炸必須同時存在下列條件 :(1
21、 ) 存在爆炸性粉塵混合物其濃度在爆炸極限以內 ;(2 )存在足以點燃爆炸性粉塵混合物的火花 、電弧、高溫。4. 在爆炸性粉塵環境中應采取下列防止爆炸的措施 :(1 ) 防止產生爆炸的基本措施 ,應是使產生爆炸的條件同時出現的可 能性減小到最小程度 。(2 )防止爆炸危險 ,應按照爆炸性粉塵混合物的特征 ,采取相應的措 施。(3 )在工程設計中應先采取下列消除或減少爆炸性粉塵混合物產生和 積聚的措施 :學習參考5. 危險區域劃分 爆炸性粉塵危險區域劃分應根據爆炸性粉塵混合物出現的頻繁 程 度 和 持 續 時 間 進 行 分 區 ,原 分 為 10 區 、 11 區 。 現 有標 準 GB124
22、76.1.可燃性粉塵環境用電氣設備 等同 IEC61241 標準 ,將危 險區域劃分為 20 區、21 區、22 區,10 區與 20 區對應 ,11 區與 21 區、22 區對應 。( 1)爆炸性粉塵環境由粉塵釋放源而形成 。粉塵釋放源應按爆炸性 粉塵釋放頻繁程度和持續時間長短分級 ,分為 :連續級釋放源 :粉塵云持續存在或預計長期或短期經常出現的 部位 。例如 :粉塵容器內部 。一級釋放源 :在正常運行時預計 可能周期性地或偶爾釋放的釋 放源 。例如 :毗鄰敞開式包裝袋裝卸點的周圍 。二級釋放源 :在正常運行時 ,預計不可能釋放 ,如果釋放也僅 是不經常地并且是短期地釋放 。例如 :需要偶
23、爾打開并且打開時間 非常短的人孔 ,或者是其周圍出現粉塵沉淀的粉塵處理設備 。一旦了解了工藝過程有釋放的潛在可能 ,就應該鑒別每一釋放源 并確定其釋放等級 。下列各項不應該被視為釋放源 : 壓力容器外殼主體結構 ,包括它的封閉的管口和人孔 。 全部焊接的輸送管 。在設計和結構方面對防粉塵泄露進行了適當考慮的閥門壓蓋和 法蘭接合面 。. 學習參考 .(2)爆炸性粉塵環境應根據爆炸性粉塵混合物出現的頻繁程度和持 續時間 ,按以下規定進行分區 :原則上是存在連續級釋放源的區域可劃為 20 區 ;存在一級釋放 源的區域可劃為 21 區; 存在二級釋放源的區域可劃為 22 區。按以 上規定劃分區域等級后
24、 ,再根據采取排氣通風等措施調整區域劃 分。 20區:空氣中的可燃性粉塵云持續地或長期地或頻繁地出現于爆炸 性環境中的區域 。可能產生 20 區的場所示例 : 粉塵容器內部 ;貯料槽 ,筒倉等 ,旋風除塵器和過濾器 ; 粉料傳送系統等 , 但不包括皮帶和鏈式輸送機的某些部 分;攪拌機 ,研磨機 ,干燥機和裝料設備等 。 21區:在正常運行時 ,空氣中的可燃粉塵云一般不可能出現于爆炸 性粉塵環境中的區域 ,即使出現 ,持續時間也是短暫的 。可能產生 2區的場所示例 : 當粉塵容器內部出現爆炸性粉塵混合物 ,為了操作而需頻 繁移出或打開蓋 / 隔膜閥時 ,粉塵容器外部靠近蓋 / 隔膜閥周圍的場 所
25、; 當未采取防止爆炸性粉塵混合物形成的措施時 ,在粉塵容 器外部靠近裝料點和卸料點 、送料皮帶 、取樣點 、卡車卸載站 、皮學習參考帶卸載點等場所 ; 如果粉塵堆積且由于工藝操作 , 粉塵層可能被擾動而形成 爆炸性粉塵混合物時 ,粉塵容器外部場所 ;可能出現爆炸性粉塵云 (但既非持續地 ,也不長期 ,又不 經常時 )的粉塵容器內部場所 ,例如自清掃時間間隔長的筒倉 (如 果僅偶爾裝料和 或出料 )和過濾器的積淀側 。22 區: 在正常運行條件下 , 空氣中的爆炸性粉塵云不太可能形 成爆炸性粉塵環境的場所 ,即使出現 ,持續時間也是短暫的 可能產生 22 區的場所示例 : 袋式過濾器通風孔的排氣
26、口 ,一旦出現故障 ,可能逸散出 爆炸性混合物 ; 很少時間打開的設備附近場所 ,或根據經驗由于高于環境壓 力粉塵噴出而易形成泄露的設備附近場所 ;氣動設備 ,撓性連接 可能會損壞等的附近場所 ; 裝有很多粉狀產品的存儲袋 。在操作期間 ,存儲袋可能出現 故障 ,引起粉塵擴散 ; 當采取措施防止爆炸性粉塵 /空氣混合物形成時 ,一般劃分 為 21 區的場所可以降為 22 區場所 。這類措施包括排氣通風 。在 (收塵袋 )裝料和出料點 、送料皮帶 、取樣點 、卡車卸載站 、皮 帶卸載點等等場所附近應采取措施 ; 形成的可控制 (清理 )的粉塵層有可能被擾動而產生爆炸性 粉塵 /空氣混合物的場所
27、。只有在危險粉塵 / 空氣混合物形成前 ,學習參考通過清理的方式清除了該粉塵層 ,它才為非危險場所 。6. 危險區域范圍確定(1)20 區范圍包括爆炸性粉塵 /空氣混合物長期持續地或者經常在 管道 、生產和處理設備內存在的區域 。如果粉塵容器外部持續存在爆炸性粉塵 / 空氣混合物 ,則要求劃 分為 20區。但在工作場所產生 20區的情況是被禁止的 。( 2)21區的范圍宜按下列規定確定 :一一 含有一級釋放源的粉塵處理設備的內部 ;一一 由一級釋放源形成的設備外部場所 , 其區域的范圍應受到 一些粉塵參數的限制 ,如粉塵量 ,釋放率 ,濃度 ,顆粒大小和產品 濕度。通常為釋放源周圍 1 米的距
28、離 (垂直向下延至地面或樓板水 平面),對于建筑物外部場所 (敞開), 21 區范圍會由于氣候 ,例 如風 、雨等的影響而改變 ;一一如果粉塵的擴散受到物理結構 (墻壁等等 )的限制 , 它們 的表面可作為該區域的邊界 ;一一可以結合同類企業相似廠房的實踐經驗和粉塵參數, 適當的考慮可將整個廠房劃為 21 區。( 3)22 區的范圍宜按下列規定確定 : 一一由二級釋放源形成的場所 , 其區域的范圍應受到一些粉塵參數 的限制 ,如粉塵量 , 釋放速率 ,顆粒大小和物料濕度 ,同時需要考 慮引起釋放的條件 。對于建筑物外部場所 (露天 )、22 區范圍由于 氣候,例如風、雨等的影響可以減小 。在考
29、慮22 區的范圍時 ,通常學習參考 超出21 區3m 及二級釋放源周圍 3m 的距離 (垂直向下延至地面或 樓板水平面 );一一如果粉塵的擴散受到實體結構 (墻壁等等 )的限制 ,它們的表 面可作為該區域的邊界 。一一可以結合同類企業相似廠房的實踐經驗和實際的因素 ,適當的 考慮可將整個廠房劃為 22 區。規范中 21 區為“一級釋放源周圍 1m 的距離 ”,及22 區為“二級 釋放源周圍 3m 的距離”是IEC60079-10-2 推薦的 。另外,在本規范 中采取了主要以廠房為單位劃定范圍的方法 。特別是廠房內多個釋 放源相距大于 2m ,其間的設備選擇按非危險區設防其經濟性不大時 釋放源之
30、間的區域一般也延伸相連起來 。 這種方法結合我國工業劃 分粉塵爆炸危險區域的習慣做法 ,也多是以建筑物隔開來防止爆炸 危險范圍擴大的 。不經常開啟的門窗 ,可認為具有限制粉塵擴散的 功能。對電氣裝置來說 ,也是以廠房為單位進行設防 。三爆炸性環境的電力裝置本章改變了原規范的模式 ,將氣體 /蒸氣爆炸性環境與粉塵爆炸 性環境的電氣設備的安裝合為一節來編寫 ,一是兩種危險區內電氣 設備的安裝有很多相同的要求 ,避免不必要的重復 ,二是為了與 IEC60079-14-2007 相匹配 。2.爆炸性環境電氣設備的選擇 (1)爆炸性環境內電氣設備應根據下列條件進行選擇 :學習參考1)爆炸危險區域的分區2
31、)可燃性物質和可燃性粉塵的分級3)可燃性物質的引燃溫度4)可燃性粉塵云 、可燃性粉塵層的最低引燃溫度2)根據爆炸危險區域的劃分選擇防爆電氣結構的類型爆炸危險區域防爆結構0區1區2區隔爆外殼 “d正壓型 “p”充沙型 “q油浸型 “o增安型 “e(2)本質安全型 “ia本質安全型 “ib澆封型 “m”無火花型 “n”注:1表中符號 :為適用 ;為慎用;為不適用 。2. 在 1 區中使用的增安型 “e”電氣設備僅限于下列電氣設備學習參考, 包括主體為 “d1)在正常運行中不產生火花 、 電弧或危險溫度的接線盒和接線箱或“m ”型,接線部分為 “e”的電氣產品 。2)配置有合適熱保護裝置 (GB38
32、36.3-2010 附錄 D )的 “e”型低壓異步電動機 (啟動 頻繁和環境條件惡劣者除外 )。3)“e ”型熒光燈 。4)“e”型測量儀表和儀表用電流互感器(增安型電氣設備為正常情況下沒有電弧 、火花、危險溫度 ,而不 正常情況下有引爆的可能 ,故對在1 區使用的 “e”類電氣設備進行了 限制 。增安型電動機保護的熱保護裝置 , 目的是防止增安型電機突 然發生堵轉 、短路 、斷相而造成定子 、轉子溫度迅速升高引燃周圍 的爆炸性混合物 。增安型電動機的熱保護裝置要求是在電動機發生 故障時能夠在規定的時間 ( tE) 內切斷電動機電源 ,使電機停止運 轉,使其溫升達不到極限溫度 。隨著電子工業
33、的發展 ,新型的電子 型綜合保護器已大量投放市場 ,其工作誤差和穩定性能夠滿足增安 型電動機的保護要求 ,為增安型電動機的應用提供了必要條件 。無火花型電動機比較經濟 ,但安全性不如增安型 。選用該類型 產品時 ,使用部門應有完善的維修制度 , 并嚴格貫徹執行 。)粉塵類型20 區21 區22 區非導電性粉塵IIIA, IIIBtD A20 (tD B20 ) iaDtD A20 或 tD A21(tD B20 或 tD B21)tD A20 ;tD A21 或 tD A22(tD B20 ;tD B21 或tD學習參考maDiaD或ibD maD或mbD pDB22) iaD或ibD maD
34、 或mbD pD導電性粉塵IIICtD A20 (tD B20 ) iaD maDtD A20 或 tD A21(tD B20 或 tDB21) iaD或ibD maD或mbD pDtD A20 或tD A21 或 tD A22 IP6X(tD B20或tD B21 ) iaD或ibD maD 或mbD pDtD 為外殼保護型 ;iaD 、ibD 為本質安全型 ;maD 、mbD 為澆封型 :pD 為正壓型。設備的最高允許表面溫度是由相關粉塵的最低點燃溫度減去安全裕度確定的 ,當按照 GB12476.8-1 規定的方法對粉塵云和厚度不 大于5mm 的粉塵層中的 “tD ”防爆型式進行試驗時 ,
35、采用A型,對其 他所有防爆型式和 12.5mm厚度中的 “tD”防爆型式采用 B型。i. A 型和其他粉塵層用設備外殼 厚度不大于 5mm :用 IEC 61241-0 中23.4.4.1規定的無塵試驗方法試驗的最高表面 溫度不應超過 5mm 厚度粉塵層最低點燃溫度減 75C:Tmax = T5mm 75 C。式中T5 mm 是5mm厚度粉塵層的最低點燃溫度 。ii. 粉塵層厚度 12.5mm 以下 B 型設備專用外殼學習參考當設備按照 GB12476.5中8.2.2.2的規定試驗時 ,對于12.5mm 粉塵層厚度來說 ,設備最高表面溫度不應超過粉塵層最低點燃溫度減25CT:max = T12
36、.5mm25C。式中T12.5 mm 是12.5mm 厚度粉塵層的最低點燃溫度設備的最高表面溫度不應超過相關粉塵 / 空氣混合物最低點燃溫 度的2/3 ,Tmax2/3 TCL,單位:。式中 TCL為粉塵云的最低點燃溫度 。(1)危險區域劃分與電氣設備保護級別的關系 :設備保護級別 (EPL)是根據設備成為引燃源的可能性和爆炸性 氣體環境及爆炸性粉塵環境所具有的不同特征而對設備規定的保護 級別 。有如下級別 :EPL Ga爆炸性氣體環境用設備 。具有“很高”的保護等級 ,在正常運行 過程中 、在預期的故障條件下或者在罕見的故障條件下不會成為點 燃源。EPL Gb爆炸性氣體環境用設備 。具有 “
37、高”的保護等級 ,在正常運行過程中 、在預期的故障條件下不會成為點燃源 。EPL Gc學習參考爆炸性氣體環境用設備 。具有“加強”的保護等級 ,在正常運行 過程中不會成為點燃源 ,也可采取附加保護 ,保證在點燃源有規律 預期出現的情況下 (例如燈具的故障 ),不會點燃 。EPL Da爆炸性粉塵環境用設備 。具有“很高”的保護等級 ,在正常運行 過程中 、在預期的故障條件下或者在罕見的故障條件下不會成為點 燃源。EPL Db爆炸性粉塵環境用設備 。具有 “高”的保護等級 ,在正常運行過 程中 、在預期的故障條件下不會成為點燃源 。EPL Dc爆炸性粉塵環境用設備 。具有“加強”的保護等級 ,在正
38、常運行 過程中不會成為點燃源 ,也可采取附加保護 ,保證在點燃源有規律 預期出現的情況下 (例如燈具的故障 ),不會點燃 。注意設備保護級別 (EPL)與外殼防護等級 (IP)不要混淆 。危險區域設備保護級別 ( EPL)0區Ga1區Ga 或 Gb學習參考2區Ga 、 Gb 或 Gc20 區Da21 區Da 或 Db22 區Da 、 Db 或 Dc4)電氣設備保護級別 ( EPL)與電氣設備防爆結構的關系 :設備保護級別(EPL)電氣設備防爆結構防爆型式Ga本質安全型“ia”澆封型“ma”由兩種獨立的防爆類型 組成的設備 , 每一種類 型達到保護等級別 “Gb ” 的要求光輻射式設備和傳輸系統
39、的保護“op is ”Gb隔爆型“d”增安型“e ”注 1本質安全型“ib”澆封型“mb ”油浸型“o”正壓型“px”“py”充砂型“q”學習參考本質安全現場總線概念(FISCO)光輻射式設備和傳輸系統的保護“op pr ”Gc本質安全型“ic”澆封型“mc”無火花“n”“nA”限制呼吸“nR”限能“nL”火花保護“nC”正壓型“pz”非可燃現場總線概念(FNICO)光輻射式設備和傳輸系統的保護“op sh ”Da本質安全型“iD”澆封型“mD”外殼保護型“tD”Db本質安全型“iD”澆封型“mD”外殼保護型“tD”學習參考正壓型“pD”Dc本質安全型“iD”澆封型“mD”外殼保護型“tD”正
40、壓型“pD”爆炸性氣體環境保護類型的另一種標志 “db ”:隔爆外殼。 “eb”:增安型。 “ia”:本質安全型 “ib”:本質安全型 “ic”:本質安全型 “ma”:澆封型 “mb ”:澆封型 “nAc”:無火花, “nCc”火花保護 “nRc”:限制呼吸 “nLc”:限能 “ob ”:油浸型 ; “pxb ”: 正壓型 “pyb ”:正壓型 “pzc”:正壓型 “qb ”:充砂型 爆炸性粉塵環境保護類型的另一種標志“ta”:外殼保護“tb ”: 外殼保護“tc”:外殼保護 “ia”:本質安全型學習參考“ib”:本質安全型“ma”:澆封型“mb ”:澆封型“pb ”:正壓型“pc”:正壓型澆
41、封保護型 “mD ”encapsulation “mD”電氣設備的一種防爆型式 。這種型式是將可能產生點燃爆炸性環境的火花 或發熱部件封入復合物中 ,使他們在運行或安裝條件下避免點燃粉塵層或粉塵 云。5)氣體/ 蒸氣或粉塵分級與電氣設備類別的關系氣體/ 蒸氣、粉塵分級設備類別IIAIIA 、IIB 或 IICIIBIIB 或 IICIICIICIIIAIIIA 、IIIB 或 IIICIIIBIIIB或 IIICIIICIIIC防爆 型 式 為“e”,m“”,“o“,”p”和“q”的電氣設備應為 II類設備 防爆 型 式為d”和“i的電氣設備應是 IIA 、IIB、IIC類設備 。防爆型式 “
42、n”的電氣設備應為 II類設備 ,如果它包括密封斷路裝 置,非故障元件或限能設備或電路 ,那么 ,該設備應是 IIA 、IIB或 IIC。學習參考6)電氣設備的溫度組別 、最高表面溫度和引燃溫度之間的關系電氣設備溫度組別電氣設備允許最高表面溫度氣體/蒸氣的引燃溫度T1450450T2300450t300T3200300t200T4135200t135T5100135t100T685100t85電氣設備電氣設備允許氣體/蒸氣的引適用的設備溫溫度組別最高表面溫度燃溫度度級別T1450450T1-T6T2300300T2-T6T3200200T3-T6T4135135T4-T6T5100100T5-
43、T6T68585T67)選用的防爆電氣設備的級別和組別 , 不應低于該爆炸性氣體環學習參考境內爆炸性氣體混合物的級別和組別 。當存在有兩種以上可燃性物 質形成的爆炸性氣體混合物時 , 應按照混合后的爆炸性混合物的級 別組別選用防爆電氣設備 ,無據可查又不可能進行試驗時 , 可按危 險程度較高的級別和組別選用防爆電氣設備 。對于混合氣體的分級 一直以來比較難以確定 。根據 API-RP-505,NFPA497,IEC60079-20 以及 GB3836.12 的相關規定 ,本規范提出一種多組分爆炸性氣體或 蒸氣混合物的最大試驗安全間隙 (MESG)的計算方法 ,并利用此 計算結果判斷多組分爆炸性
44、氣體的分級原則 ,進一步應用于工程實 踐中指導用電設備的選型問題 。見條文說明 。在石油設施電氣裝置場所分類 SY0025 規范中 ,規定了在人工 制氣的混合物中 ,如果氣體含有超過 30%(體積 )的氫,可將混合 物劃分為 IIC 級 。(8)防爆電氣設備標志示例例如增安型 “e”(EPL Gb)和正壓外殼 “px”(EPL Gb)的電氣設 備,最高表面溫度 125,引燃溫度高于 125 的爆炸性氣體環境 : Ex e px II 125Gb (T4) 或者 Ex eb pxb II125 (T4)例如隔爆型 “d”(EPL Gb)和增安型 “e”(EPL和Gb )防爆型式的 電氣設備 ,用
45、于 B級氣體引燃溫度大于 200的爆炸性氣體環境 :Ex de IIB T3 Gb或者Ex db eb IIB T3學習參考例如有 IIIC導電性粉塵的爆炸性粉塵環境 ,用澆封型 “ma”(EPLDa)電氣設備 ,最高表面溫度低于 120:Ex ma IIIC T120 Da 或者Ex ma IIIC T120 例如有 IIIC導電性粉塵的爆炸性粉塵環境 ,用外殼保護 “t ”(EPLDb)電氣設備 ,最高表面溫度低于 225: Ex t IIIC T225 DbIP65 或者Ex tb IIIC T225 例如某工廠加工大麥谷物粉 , 在加工過程中存在可燃性非導電 粉塵 , 引燃溫度為 27
46、0,根據可燃性粉塵出現的頻繁程度和持續 時間劃為 22 區,電氣設備選擇為 :Ex tD A22 IP54 T195 。對于爆炸性氣體和粉塵同時存在的區域 ,其防爆電氣設備的選 擇應該即滿足爆炸性氣體的防爆要求 ,又要滿足爆炸性粉塵的防爆 要求 ,其防爆標志同時包括氣體和粉塵的防爆標識 。目前已有這種 防爆電氣產品 。3. 爆炸性環境電氣設備的安裝(1)除本質安全電路外 ,爆炸性環境的電氣線路和設備應裝設過載 、 短路和接地保護 ,不可能產生過載的電氣設備可不裝設過載保護 。 爆炸性環境的電動機除按照相關規范要求裝設必要的保護之外 ,均 應裝設斷相保護 。如果電氣設備的自動斷電可能引起比引燃危
47、險造 成的危險更大時 ,應采用報警裝置代替自動斷電裝置 。. 學習參考 .(2)緊急斷電措施為處理緊急情況 ,在危險場所外合適的地點或位置應采取一種 或多種措施對危險場所設備斷電 。為防止附加危險產生 , 必須連續 運行的設備不應包括在緊急斷電回路中 ,而應安裝在單獨的回路 上。(3)變、配電所和控制室的設計應符合下列要求 :1)變電所 、配電所 (包括配電室 ,下同 )和控制室應布置在 爆炸危險區域范圍以外 ,當為正壓室時 ,可布置在 區、區內。2)對于可燃物質比空氣重的爆炸性氣體環境 , 位于爆炸危險區 附加 2 區的變電所 、配電所和控制室的電氣和儀表的設備層地面 , 應高出室外地面 0
48、.6m 。4. 爆炸性環境電氣線路的設計(1)引向電壓為 1000V 以下鼠籠型感應電動機支線的長期允許載 流量 ,不應小于電動機額定電流的 1.25 倍。此條中的允許載流量是 指在敷設處的環境溫度下 (未考慮敷設方式所引起的修正量 ) 的載 流量。應考慮按照敷設方式修正后的電纜載流量不小于電動機的額 定電流的 1.25 倍即可 。( 2)在爆炸性氣體環境內鋼管配線的電氣線路必須作好隔離密封 , 且應符合下列要求 。1)在正常運行時 ,所有點燃源外殼的 450mm 范圍內必須作隔離密 封;2)直徑 50mm 以上鋼管距引入的接線箱 450mm 以內處必須作隔離學習參考密封3)相鄰的爆炸性環境之間以及爆炸性環境與相鄰的其它危險環境或 非危進行密封時 ,密封內部應用纖維作填充層的底層或隔層 ,以防 止密封混合物流出 ,填充層的有效厚度不應小于鋼管的內徑且不得 小于 16mm 。4)供隔離密封用的連接部件 ,不應作為導線的連接或分線用 。 條文中的鋼管配線不是通常的保護鋼管 , 而是從配電箱一 直到用電設
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