1、防爆的基本原理爆炸的概念     爆炸是物質從一種狀態，經過物理或化學變化，突然變成另一種狀態，并放出巨大的能量。急劇速度釋放的能量，將使周圍的物體遭受到猛烈的沖擊和破壞。爆炸必須具備的三個條件：1 ）爆炸性物質：能與氧氣（空氣）反應的物質，包括氣體、液體和固體。（氣體：氫氣，乙炔，甲烷等；液體：酒精，汽油；固體：粉塵，纖維粉塵等。）2 ）氧氣：空氣。3 ）點燃源：包括明火、電氣火花、機械火花、靜電火花、高溫、化學反應、光能等。 為什么要防爆      易爆物質 : 很多生產場所都會產生某些可燃性物質。煤礦井下約有

2、三分之二的場所有存在爆炸性物質；化學工業中，約有 80% 以上的生產車間區域存在爆炸性物質。氧氣 : 空氣中的氧氣是無處不在的。點燃源 : 在生產過程中大量使用電氣儀表，各種磨擦的電火花 , 機械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免，尤其當儀表、電氣發生故障時。    客觀上很多工業現場滿足爆炸條件。當爆炸性物質與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內時，若存在爆炸源，將會發生爆炸。因此采取防爆就顯得很必要了。 儀表防爆的原理危險場所危險性劃分：    爆炸性物質區域定義中國標準北美標準氣體(class ) 在正常情況下 , 爆炸性氣體混合物連續或長時間存在的場

3、所0 區div.1 在正常情況下爆炸性氣體混合物有可能出現的場所1 區在正常情況下爆炸性氣體混合物不可能出現 , 僅僅在不正常情況下 , 偶爾或短時間出現的場所2 區div.2 粉塵或纖維(class /）在正常情況下 , 爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物可能連續 , 短時間頻繁地出現或長時間存在的場所10 區div.1 在正常情況下 , 爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物不能出現 , 僅僅在不正常情況下 , 偶爾或短時間出現的場所11 區div.2 防爆方法對危險場所的適用性： 序號防爆型式代號國家標準防爆措施適用區域1 隔爆型d gb3836.2 隔離存在的點火源zone1,zone2

4、2 增安型e gb3836.3 設法防止產生點火源zone1,zone2 3 本安型ia gb3836.4 限制點火源的能量zone0-2 本安型ib gb3836.4 限制點火源的能量zone1,zone2 4 正壓型p gb3836.5 危險物質與點火源隔開zone1,zone2 5 充油型o gb3836.6 危險物質與點火源隔開zone1,zone2 6 充砂型q gb3836.7 危險物質與點火源隔開zone1,zone2 7 無火花型n gb3836.8 設法防止產生點火源zone2 8 澆封型m gb3836.9 設法防止產生點火源zone1,zone2 9 氣密型h gb383

5、6.10 設法防止產生點火源zone1,zone2 防爆對危險場所的適用性：爆炸性危險氣體分類   根據可能引爆的最小火花能量，我國和歐洲及世界上大部分國家和地區將爆炸性氣體分為四個危險等級 , 如下表 : 工況類別氣體分類代表性氣體最小引爆火花能量礦井下甲烷0.280mj 礦井外的工廠a 丙烷0.180mj b 乙烯0.060mj c 氫氣0.019mj       美國和加拿大首先將散布在空氣中的爆炸性物體分成三個 class( 類別 ):class 氣體和蒸氣 ; class   塵埃 ; class 纖維

6、. 然后再將氣體和塵埃分成 group( 組 ) ： 組名代表性氣體或塵埃a 乙炔b 氫氣c 乙烯d 丙烷e 金屬塵埃f 煤炭塵埃g 谷物塵埃氣體溫度組別劃分： 溫度組別安全的物體表面溫度常見爆炸性氣體t1 450氫氣、丙烯腈等 46 種t2 300乙炔、乙烯等 47 種t3 200汽油、丁烯醛等 36 種t4 135乙醛、四氟乙烯等 6 種t5 100二硫化碳t6 85硝酸乙酯和亞硝酸乙酯儀表的防爆標志  ex(ia)c t6 的含義 : 標志內容符號含義防爆聲明ex 符合某種防爆標準，如我國的國家標準防爆方式ia 采用 ia 級本質安全防爆方法，可安裝在 0 區氣體類別

7、c 被允許涉及c 類爆炸性氣體溫度組別t6 儀表表面溫度不超過 85ex(ia)c 的含義 標志內容符號含義防爆聲明ex 符合歐洲防爆標準防爆方式ia 采用 ia 級本質安全防爆方法，可安裝在 0 區氣體類別c 被允許涉及c 類爆炸性氣體: 注 : 該標志中無溫度組別項 , 說明該儀表不與爆炸性氣體直接接觸 . 防爆術語：有關防爆術語及標準   安全柵安全參數定義： · 安全柵最高允許電壓： um        保證安全柵本安端的本安性能，允許非本安端可能輸入的最高電壓 · 安全柵最高開路電壓： uoc  

8、;      在最高允許電壓范圍內本安端開路時電壓最大值 · 安全柵最大短路電流： isc        在最高允許電壓范圍內本安端短路時的電流最大值 · 安全柵允許分布電容： ca        保證本質安全性能情況下本安端最大允許外接電容 · 安全柵允許分布電感： la        保證本質安全性能情況下本安端最大允許外接電感   防爆標志格式說明：   將工廠或礦區的爆

9、炸危險介質，按其引燃能量，最小點燃溫度以及現場爆炸性危險氣體存在的時間周期進行科學分類分級，以確定現場防爆設備的防爆標志和防爆形式。  防爆標志格式：                ex      (ia)    c      t4      防爆標記防爆等級氣體組別溫度組別  防爆等級說明：ia 等級： &

10、#160;在正常工作、一個故障和二個故障時均不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。  正常工作時，安全系數為 2.0 ；   一個故障時，安全系數為 1.5 ；   二個故障時，安全系數為 1.0 。   注：有火花的觸點須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全系數。ib 等級 :  在正常工作和一個故障時不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。  正常工作時，安全系數為 2.0 ；  一個故障時，安全系數為 1.5 。  正常工作時，有火花的觸

11、點須加隔爆外殼或氣密外殼保護，并且有故障自顯示的措施，一個故障   時安全系數為 1.0 。gb50085-92談化工設計中爆炸危險區域的劃分及防爆電氣設備的選型 引言     在化工企業中，許多生產裝置的物料介質是具有爆炸、火災性危險的。爆炸及它引起的火災事故是威脅化工企業安全生產的一個重要問題。我院是以設計化肥、化工項目為主的化工設計院。根據多年的設計經驗得知，化肥廠主要生產裝置大都處于爆炸危險環境。如:以煤焦為原料的合成氨生產系統，由原料至凈化的爆炸危險氣體屬輕于空氣的爆炸危險環境;以油為原料的合成氨生產系統，由油氣化至凈化的爆炸危險氣體

12、屬重于空氣的爆炸危險環境;合成、壓縮、尿素主廠房的部分樓層，屬于爆炸危險氣體輕于空氣的爆炸危險環境。在這種環境中，電氣設備的火花常常是引起爆炸事故的主要原因之一。因此，嚴格、細致地劃分爆炸危險場所的等級和危險介質的級別，經濟合理的選用防爆電氣設備，并輔以建筑物的防爆設計、加強通風等措施，以防止爆炸條件的形成和減輕爆炸危險的嚴重程度，是工程設計人員的職責，事關企業安全生產和工程建設的重要問題。    1 爆炸危險的產生    物系自一種狀態迅速地轉變成另一種狀態，并在瞬間以機械功的形式放出大量能量的現象稱為爆炸，它也是爆炸性混合物在燃燒

13、基礎上進行的高速化學反應，亦可視為氣體或蒸氣在瞬間劇烈膨脹的現象。    爆炸危險必須同時存在三個條件:a)存在易燃氣體、易燃液體的蒸氣或薄霧;b)上述物質與空氣混合其濃度在爆炸極限以內;c)存在足以點燃爆炸性混合物的火花，電弧或高溫。對于設計而言，應使產生爆炸危險的三個條件同時出現的可能性減到最小程度。    我國從70年代中期已經開始對爆炸危險環境出現的或然率進行分級，如:gb58-83,gb50058-92,工程建設標準強制性。這些規程、規范、規定了爆炸性氣體環境，爆炸性粉塵環境等危險區域的劃分及危險區域的范圍。 &#

14、160;  2 爆炸危險區域的劃分    爆炸危險性場所的分類，應由懂得易燃性材料性能、設備工藝性能的技術人員提出易燃性介質及其釋放源和懂得安全、電氣的工程技術人員根據有關規范，來劃分爆炸危險區域。為盡量準確地劃分區域，在根據有關標準和規范劃分的同時，還應參考以往的經濟和行業特點。既要保證生產裝置的安全可靠，又要避免人為提高爆炸危險區域等級，而造成工程投資浪費。    爆炸危險場所的劃分首先要查找和確定釋放源，根據釋放源的等級，劃分爆炸危險區域，然后還應結合釋放源所處的通風條件調整區域的劃分。  

15、0; 2. 1 查找和確定釋放源    在每個工程項目中，每一臺加工設備(如罐、泵、管道、容器等)，其內部含有易燃性物料，就應視為潛在釋放源。在場所分類中，首先應按易燃物質的釋放頻繁程度和持續時間長短確定釋放源的等級。根據規范規定共分為三級:    a) 連續級釋放源:預計長期釋放或短時頻繁釋放的釋放源，可劃為連續級釋放源。    如:固定頂貯罐的上部空間和排氣口;油、水分離器等，直接與空氣接觸的易燃液體的表面;經常或長期向空間釋放易燃氣體或易燃液體的蒸氣的自由排氣孔或其它孔口等。  

16、  b) 第一級釋放源:預計正常運行時周期或偶爾釋放的釋放源，可劃為第一級釋放源。    如:正常運行時，會釋放易燃物質的泵、壓縮機和閥門等的密封處、取樣口等。    c) 第二級釋放源:預計在正常時不會釋放，即使釋放也僅是偶爾短時釋放的釋放源，可劃為第二級釋放源。    如:正常運行時不會出現釋放易燃物質的泵、壓縮機和閥門的密封處;正常運行時不會釋放易燃物質的法蘭、連接件、管道接頭、安全閥、排氣孔和取樣口。    由上述兩種或三種級別釋放源組成的釋放源，稱為多級釋

17、放源。    2. 2 爆炸危險區域的劃分    爆炸危險區域的劃分是根據爆炸性混合物出現的頻繁程度和持續時間確定的，分為。區、1區、2區。    首先根據有關專業提供的爆炸危險區域劃分條件和釋放源的等級劃分爆炸危險區域:    a)存在連續釋放源的區域可劃分為。區;    b)存在第一級釋放源的區域可劃分為1區;    c)存在第二級釋放源的區域可劃分為2區。    然后應根據通風條件

18、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。    在生產裝置中0區是極個別的，大多數屬于2區，在設計中劃分爆炸危險區域時，應采取合理措施盡量減少1區。    2. 3 爆炸危險區域的范圍    爆炸危險區域的范圍劃分，除了按照規范條文規定以外，還與以下幾個因素有關:    a) 易燃物質的泄出量;    b) 釋放速度;    c) 釋放的爆炸氣體混合物的濃度; 

19、;   d) 易燃液體的沸點(液體混合物初沸點);    e) 爆炸下限;    f) 閃點 ;    9) 通風量等。    這些量的增加與減少都與爆炸危險區域范圍的大小有直接的關系。因這些量界定的因素較復雜。所以上述所列影響范圍大小的參數，只是采用了iec規定，而該規定迄今為止只是一個原則性規定，無具體尺寸可遵循。由于實際生產裝置的工藝、設備、儀表、通風布置等條件各不相同，在具體設計中均需結合實際情況妥善選擇，才能確保安全。具體劃分尺寸見有關規范(bg

20、5005892)。    在區域劃分中有兩個場所要特別引起注意，一是裝置區內的變配電所，應盡量布置在爆炸危險區域范圍以外，位于爆炸危險區域場所附加2區內的變配電所，設計中其室內外地坪高差應大于0.6 m.二是加熱爐區的爆炸危險區域，離爐子外壁1.5 m內應視為非防爆區。    在爆炸危險區域劃分后，應對其結果畫出“爆炸危險區域劃分圖”，作為在該區域范圍內的電氣設備的選型依據。    3 爆炸危險場所防爆電氣設備選型    在選擇使用于爆炸危險場所的電氣設備前，應首先明確以下內

21、容:    3. 1 爆炸危險場所環境的類別是爆炸性氣體環境還是爆炸性粉塵環境。不同的爆炸性介質其電氣設備的防爆結構要求是不一樣的。我們通常所說的防爆設備大多數指的是爆炸性氣體環境中使用的，如dbt4,dct6等，而用于爆炸性粉塵環境的電氣設備應為防塵結構(標志為dp，主要用于可燃性非導電粉塵和可燃纖維的11區環境)或塵密結構(標志為dp，主要用于爆炸性粉塵10區環境和其它爆炸性粉塵11區環境。)    3. 2 環境中爆炸性氣體混合物的爆炸級別即a ,b,c。其級別根據產生爆炸性氣體的介質不同而不同，如丙烷屬a、乙烯屬b、乙炔和氫屬

22、c等。    3.3 環境中爆炸性氣體混合物的組別或引燃溫度    這是易燃性物質的氣體或蒸汽與空氣形成的混合物的規定條件下被熱表面引燃的最低溫度。從組別t1到t6隨著引燃溫度的降低，其電氣設備的防爆要求逐級提高。    3.4 周圍環境對防爆電氣設備的選型要求    如周圍環境內化學的、機械的、熱的、霉菌等不同環境條件，在防爆電氣設備選型時應同時考慮。    在考慮以上幾條基本要求后，可選擇能滿足要求的防爆電氣產品。對有些必須布置在爆炸危險區域

23、內的電氣設備，而其防爆要求又不能滿足場所要求的時候，可采用正壓通風，具體要求詳見國標gb5005892。    按國家標準爆炸性環境用防爆電氣設備通用要求規定，各種防爆類型標志如下:    隔爆型 d 充油型 o    增安型 e 充沙型 q    本質安全型 ia,ib 無火花型 n    正壓型p 特殊型 s    在實際工程設計中，化肥企業一般選用類工廠用電氣設備，如工廠用的隔爆型b級t4組:dbt4;工廠用的

24、增安型b級t3一組:ebt3o    4 結束語    在爆炸危險區域環境內，除本文所述爆炸危險區的劃分、電氣設備的選型外，要保證安全生產，還有許多方面要考慮。如電氣線路的設計安裝、接地系統的設計安裝等，這方面國家規范和有關設計手冊都有嚴格的標準和詳細的介紹。文中所寫內容，僅為作者對規范的一些理解和工作中的一些體會，希望能對廣大工程設計人員起到拋磚引玉的作用。淺談爆炸危險區域的劃分及防爆電氣設備的選型一、概 述眾所周知，易燃氣體或蒸汽與空氣的混合物遇到火花、電弧或危險高溫就會被點燃，會形成燃燒或爆炸。石化和化工企業經濟要加工和處理易燃

25、性液體或氣體，石化工業的原料中有相當多的品種是易燃性的，如常用的原料中的石油、天然氣、氫氣是易燃性物質；半成品中的烷類、烴燈化合物多數是易燃性物質；成品中的汽油、柴油等也是易燃性物質。這些易燃性物質在被加工、貯存的工程中不可避免的會從管道、反應器、貯罐中逸出或漏出，與空氣中的氧氣混合后形成爆炸性混合物，如果當時現場有點燃源，就會形成爆炸。爆炸產生高溫和沖擊波，造成人員傷亡和財產的巨大損失。由于上述特點，石化企業的防爆安全就成為企業的頭等大事。為了防范這種工程爆炸，需在工程中采取相應的措施。工程上采用的防爆安全措施一般分兩類，第一類稱為一次防爆措施，如建筑物的防爆設計，通風設施等。第二類稱為二次

26、防爆措施，如選用防爆電氣設備等。這些措施都需要增加工程的投資，其設備費用、安裝費用都高于普通電氣產品，且平時的運行和維護都比普通電氣設備難度大。如何在設計中正確劃分爆炸危險區域，合理地按級選用防爆電氣設備，事關企業的安全和工程投資的合理。二、爆炸危險區域的劃分如果對于一個煉油廠或其中的一個裝置，由于它的原料、產品有易燃性物質，就把整個廠區或裝置都認定為爆炸危險場所，是極不經濟的，顯然也是不合理的。易燃性物質的出現形成了一個潛在的爆炸性環境。所謂潛在的，就意味著它們并不是時刻出現的，有的出現頻率高，有的出現頻率低。在這種情況下，就存在危險性大的場所和危險性小的場所。因此，就有必要對這些危險場所進

27、行的“場所分類”。分類的目的就在于運用統計學的原理，按照場所中氣體環境出現的頻率和存在的時間的長短，將場所的危險程度分類，以便按照危險區域類型采用不同的防爆措施。我國從七十年代中期已經開始對防爆危險環境出現的或然率進行分極。如：七十年代的 電力設計技術規范、八十年代的爆炸危險電氣安全規程(試行)、1983年發布的爆炸和火災危險環境電氣裝置設計規范gbj5883和1992年發布的目前仍在使用的爆炸和火災危險環境電氣裝置設計規范(gb5005892)。這此規程、規范，規定了爆炸性氣體環境、爆炸性粉塵環境等危險區域的劃分及危險區域的范圍。爆炸危險性場所的分類，應由懂得易燃性材料性能、設備工藝性能的技

28、術人員提出易燃性介質及其釋放源；由懂得安全、電氣的工程技術人員根據有關規范，來劃分爆炸危險區域。場所分類對工程設計很重要，為了盡量準確地劃分區域，在根據有關標準和規范劃分的同時，還應參考以往的經濟和行業的特點。既要保證生產裝置的安全可靠，又要避免人為提高爆炸危險區域等級，而造成工程投資浪費。爆炸危險場所的劃分首先要查找和確定釋放源，根據釋放源的等級，劃分爆炸危險區域，然后還應結合釋放源所在處的通風條件調整區域劃分。（一）查找和確定釋放源在每個工程項目中，每一臺加工設備(如罐、泵、管道、容器等)，其內部含有易燃性物料，就應視為潛在釋放源，如易燃性氣體或液體的排入口、取樣點、泄漏的閥門等，都是釋放

29、源。該類設備中含有的易燃性物料不會向環境中釋放的。如全部焊接的管道等，則不可視為釋放源。在場所分類中，首先應按易燃物質的釋放頻繁程度和持續時間長短確定釋放源的等級。根據規范規定共分為三級：1.連續級釋放源：預計長期釋放或短時頻繁釋放的釋放源，可劃為連續級釋放源。如：固定頂貯罐的上部空間和排氣口；油、水分離器等直接與空氣接觸的易燃液體的表面；經常或長期向空間釋放易燃氣體或易燃液體的蒸汽的自由排氣孔或其它孔口等。2.第一級釋放源：預計正常運行時周期或偶爾釋放的釋放源，可劃為第一級釋放源。如：正常運行時，會釋放易燃物質的泵、壓縮機和閥門等的密封處；正常運行時，會向空間釋放易燃物質、安裝在貯有易燃液體

30、的容器上的排水系統；正常運行時會向空間釋放易燃物質的取樣口。3.第二級釋放源：預計在正常下不會釋放，即使釋放也僅是偶爾短時釋放的釋放源，或劃為第二級釋放源。如：正常運行時不能出現釋放易燃物質的泵、壓縮機和閥門的密封處；正常運行時不能釋放易燃物質的法蘭、連接件和管道接頭；正常運行時不能向空間釋放易燃物質的安全閥、排氣孔和其它孔口處；正常運行時不能向空間釋放易燃物質的取樣口。由上述兩種或三種級別釋放源組成的釋放源，稱為多級釋放源。（二）爆炸危險區域的劃分爆炸危險區域的劃分是根據爆炸性混合物出現的頻繁程度和持續時間確定的，分為0區、1區、2區。首先根據工藝專業等有關專業提供的爆炸危險區域劃分條件圖和

31、釋放源的等級劃分爆炸危險區域：1.存在連續級釋放源的區域可劃為0區；2.存在第一級釋放源的區域可劃為1區；3.存在第二級釋放源的區域可劃為2區。然后應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。在生產裝置中0區是極個別的，大多數屬于2區，在設計中劃分爆炸危險區域時，應采取合理措施盡量減少1區。（三）爆炸危險區域的范圍爆炸危險區域的范圍劃分，除了按照規范條文的規定以外，還與以下幾個因素有關：1.易燃物質的泄出量；2.釋放速度；3.釋放的爆炸性氣體混合物的濃度；4.易燃液體的沸點液體混合物初沸點；5.爆炸下限；6.閃點；7.通風量；等等。這些量的增加與減少都與爆炸危險區域范圍的大小有直接的關系。因這些量界定的因素較復雜。所以上述所列的影響范圍大小的參數，只是采用了iec規定，而該規定迄今為止只是一個原則性規定，無具體尺寸可遵循。由于實際生產裝置的工藝、設備、儀表、通風布置等條件各不相同，在具體設計中均需結合實際情況妥善選擇，才能確保安全。具體劃分尺寸見有關規范gb5005892在區域劃分中有兩個場所要特別引起注意，一是裝置區內的變配電所，應盡量布置在爆炸危險區域范圍以外，位于爆炸危險區域場所附加