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1、防爆基础知识防爆基础知识1.1 1.1 可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性1.2 1.2 常用防爆类型的防爆原理常用防爆类型的防爆原理1.3 1.3 爆炸危险场所的分区爆炸危险场所的分区1.4 1.4 爆炸危险场所的电气设备选型爆炸危险场所的电气设备选型 AEGIS 基础知识基础知识2021/9/271防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性 爆爆炸炸是是物物质质从从一一种种状状态态，经经过过物物理理或或化化学学变变化化，突突然然变变成成另另一一种种状状态态，并并放放出出巨巨大大的的能能量量。急急剧剧速速度度释释放放的的能能量量，将将使使周周围围的的物物体体遭遭
2、受受到到猛猛烈烈的的冲冲击击和破坏。和破坏。爆炸必须具备的三个条件爆炸必须具备的三个条件(三要素）：三要素）：1 1）爆爆炸炸性性物物质质：能能与与氧氧气气（空空气气）反反应应的的物物质质，包包括括气气体体、液液体体和和固固体体。（气气体体：氢氢气气，乙乙炔炔，甲甲烷烷等等；液液体体；酒酒精精，汽汽油油；固固体体；粉粉尘尘，纤纤维维粉粉尘尘等。）等。）基础知识基础知识AEGIS 2021/9/272防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性 2 2）氧气：空气。）氧气：空气。3 3）点点燃燃源源：包包括括明明火火、电电气气火火花花、机机械械火火花花、静静电电火花、高温、
3、化学反应、光能等。火花、高温、化学反应、光能等。防防止止爆爆炸炸，就就是是要要避避免免爆爆炸炸发发生生的的三三个个条条件件同同时时存存在在。由由于于氧氧气气（空空气气）无无处处不不在在，难难以以控控制制。因因此此，控控制制易易爆爆气气体体和和引引爆爆源源为为两两种种最最常常见见的的防防爆爆原理。原理。基础知识基础知识AEGIS 2021/9/273防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性仪表中常见的三种防爆原理：仪表中常见的三种防爆原理：控制易爆气体控制易爆气体 控制爆炸范围控制爆炸范围 控制引爆源控制引爆源 基础知识基础知识AEGIS 2021/9/274防爆基础知
4、识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性控制易爆气体控制易爆气体 人为地在危险场所（我们把同时具备发生爆炸所人为地在危险场所（我们把同时具备发生爆炸所需的三个条件的工业现场称为危险场所）营造出一需的三个条件的工业现场称为危险场所）营造出一个没有易爆气体的空间，将仪表安装在其中，典型个没有易爆气体的空间，将仪表安装在其中，典型代表为正压型防爆方法代表为正压型防爆方法ExpExp。基础知识基础知识AEGIS 2021/9/275防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性 工作原理是：在一个密封的箱体内，充满不含工作原理是：在一个密封的箱体内，充满不含易爆气体
5、的洁净气体或惰性气体，并保持箱内气压易爆气体的洁净气体或惰性气体，并保持箱内气压略高于箱外气压，将仪表安装在箱内。常用于在线略高于箱外气压，将仪表安装在箱内。常用于在线分析仪表的防爆和将计算机、分析仪表的防爆和将计算机、PLCPLC、操作站或其它、操作站或其它仪表置于现场的正压型防爆仪表柜。仪表置于现场的正压型防爆仪表柜。基础知识基础知识AEGIS 2021/9/276防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性控制爆炸范围控制爆炸范围 人为地将爆炸限制在一个有限的局部范围内，使人为地将爆炸限制在一个有限的局部范围内，使该范围内的爆炸不致于引起更大范围的爆炸。典型该范围内的爆炸不致于
6、引起更大范围的爆炸。典型代表为隔爆型防爆方法代表为隔爆型防爆方法ExdExd。基础知识基础知识AEGIS 2021/9/277防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性 工作原理：为仪表设计一个足够坚固的壳体，工作原理：为仪表设计一个足够坚固的壳体，按标准严格地设计、制造和安装所有的界面，使在按标准严格地设计、制造和安装所有的界面，使在壳体内发生的爆炸不致于引发壳体外危险性气体壳体内发生的爆炸不致于引发壳体外危险性气体（易燃气体）的爆炸。隔爆防爆方法的设计与制造（易燃气体）的爆炸。隔爆防爆方法的设计与制造规范极其严格而且安装、接线和维修的操作规程也规范极其严格而且安装、
7、接线和维修的操作规程也非常严格。该方法决定了隔爆的电器设备、仪表往非常严格。该方法决定了隔爆的电器设备、仪表往往非常笨重，操作须断电等，但许多情况下也是最往非常笨重，操作须断电等，但许多情况下也是最有效的办法。有效的办法。基础知识基础知识AEGIS 2021/9/278防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性控制引爆炸源控制引爆炸源 人为地消除引爆源，既消除足以引爆的火花，人为地消除引爆源，既消除足以引爆的火花，又消除足以引爆的表面温升，典型代表为本质安全又消除足以引爆的表面温升，典型代表为本质安全型防爆方法型防爆方法ExiExi。基础知识基础知识AEGIS 2021
8、/9/279防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性 工作原理是：利用安全栅技术，将提供给现场工作原理是：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，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。又不能产生足以引爆的仪表表面温升的安全范围内。按照国际标准和我国的国家标准，当安全栅安全区按照国际标准和我国的国家标准，当安全栅安全区一侧所接设备发生任何故障（不超过一侧所接设备发生任何故障（不超过250V250V电压）时，电压）时，本质安全防爆方法确保危险现场的防爆安全。本质安全防爆方法确保危险现场的防
9、爆安全。Ex Ex iaia级本质安全设备在正常工作、发生一个故障、发级本质安全设备在正常工作、发生一个故障、发生二个故障时均不会使爆炸性气体混合物发生爆炸。生二个故障时均不会使爆炸性气体混合物发生爆炸。因此该方法是最安全可靠的防爆方法。因此该方法是最安全可靠的防爆方法。基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2710防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的安全参数可燃性气体的安全参数1.1.爆炸界限爆炸界限可燃性气体与空气的混合物只有在某个可燃性气体与空气的混合物只有在某个浓度范围内才能爆炸浓度范围内才能爆炸.此范围的低限称为此范围的低限称为 :爆炸下
10、限爆炸下限(LEL)(LEL)此范围的高限称为此范围的高限称为 :爆炸上限爆炸上限 当空气中可燃性气体的浓度低于爆炸下限的当空气中可燃性气体的浓度低于爆炸下限的 1/4(25 LEL)1/4(25 LEL)时时,该环境是安全的该环境是安全的.基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2711防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性气体名称气体名称爆炸下限爆炸下限(vol)(vol)爆炸上限爆炸上限(vol)(vol)甲烷甲烷5.05.01515丙烷丙烷2.12.19.59.5氢气氢气4.04.075.675.6乙醇乙醇3.53.51919乙醚乙醚1.71.74848乙
11、炔乙炔1.51.58282几种常见的可燃性气体的爆炸界限几种常见的可燃性气体的爆炸界限 基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2712防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性2.2.引燃温度引燃温度(自燃温度自燃温度)引燃爆炸性气体的最低温度引燃爆炸性气体的最低温度 在没有明火的情况下在没有明火的情况下,可燃性气体的温度达到可燃性气体的温度达到某一温度时某一温度时,由于内部氧化放热加剧而自动着火由于内部氧化放热加剧而自动着火(也也叫自燃叫自燃),),该温度称作引燃温度该温度称作引燃温度(自燃温度自燃温度).).基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2713防爆
12、基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性气体名称气体名称引燃温度引燃温度气体名称气体名称引燃温度引燃温度甲烷甲烷537537乙炔乙炔305305丙烷丙烷466466氢气氢气560560丁烷丁烷365365乙醚乙醚 170170汽油汽油260260氨氨630630几种常见可燃性气体的引燃温度几种常见可燃性气体的引燃温度(自燃温度自燃温度)基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2714防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性 在工程上不允许设备的表面温度超过环境中相应的在工程上不允许设备的表面温度超过环境中相应的可燃气体的自燃温度可燃气体的自燃温
13、度,以避免由于过高温度引起点以避免由于过高温度引起点燃危险燃危险.3.3.温度组别温度组别 防爆标准将可燃气体按照其自燃温度分为防爆标准将可燃气体按照其自燃温度分为6 6组组.基础知识基础知识2021/9/2715防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性温度组别温度组别电气设备的最高表面温度电气设备的最高表面温度可燃气体的自燃温度可燃气体的自燃温度常见爆炸性气体常见爆炸性气体 T1T1 450 450450 450 氢气、丙烯腈等氢气、丙烯腈等4646种种T2T2 300 300300 300 乙炔、乙烯等乙炔、乙烯等4747种种T3T3 200 200200 200
14、 汽油、丁烯醛等汽油、丁烯醛等3636种种T4T4 135 135135135乙醛、四氟乙烯等乙醛、四氟乙烯等6 6种种T5T5 100 100100 100 二硫化碳二硫化碳T6T6 85 8585 85 硝酸乙脂和亚硝酸乙脂硝酸乙脂和亚硝酸乙脂温度组别温度组别,设备表面温度和可燃气体的自燃温度之间关系设备表面温度和可燃气体的自燃温度之间关系 基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2716防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性按照上表按照上表,可以方便地选用防爆电气产品的温度组可以方便地选用防爆电气产品的温度组别别.例如例如:已知环境中存在甲烷已知环境中存在甲
15、烷,则须选择则须选择 T1 T1 组别组别 以上的防爆电气产品以上的防爆电气产品.已知环境中存在二硫化碳已知环境中存在二硫化碳,则须选择则须选择 T5 T5 组别以上的防爆电气产品组别以上的防爆电气产品.基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2717防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性4.4.最小点燃能量最小点燃能量(MICR):(MICR):在存在可燃性气体的环境中在存在可燃性气体的环境中,一个电路的一次一个电路的一次放电正好足够点燃可燃性气体放电正好足够点燃可燃性气体,这个电路总能量的这个电路总能量的最小值最小值,称为最小点燃能量称为最小点燃能量(MICR
16、).(MICR).工程上可以采取限制电路中能量的方法来避免工程上可以采取限制电路中能量的方法来避免电路断开或闭合时产生的电火花点燃周围环境中的电路断开或闭合时产生的电火花点燃周围环境中的可燃性气体可燃性气体,根据这一原理可以设计成本质安全型根据这一原理可以设计成本质安全型电路电路.基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2718防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性 气体气体最小点燃能量最小点燃能量(MICR)(MICR)甲烷甲烷0.28mj IIA0.28mj IIA正丁烷正丁烷0.25mj0.25mj异丁烷异丁烷0.52mj0.52mj乙烯乙烯0.096mj
17、IIB0.096mj IIB氢气氢气0.019mj IIC 0.019mj IIC 一些可燃性气体的最小点燃能量一些可燃性气体的最小点燃能量(MICR):(MICR):基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2719防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性5.5.最大安全间隙最大安全间隙(MESG):(MESG):在标准规定的实验条件下在标准规定的实验条件下,一个装置内的可燃一个装置内的可燃性气体被点燃后产生的爆炸火焰穿过性气体被点燃后产生的爆炸火焰穿过25mm25mm长的接合长的接合面面,不能点燃外壳外部环境的爆炸性气体时不能点燃外壳外部环境的爆炸性气体时,结合面
18、结合面两部分之间的最大间隙两部分之间的最大间隙.根据这一原理可以设计成隔爆型电路根据这一原理可以设计成隔爆型电路.基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2720防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体的爆炸特性气体气体最大安全间隙最大安全间隙(MESG)mm(MESG)mm甲烷甲烷1.141.14丙烷丙烷0.920.92乙炔乙炔0.370.37氢气氢气0.290.29氨气氨气3.173.17一些可燃性气体的最大安全间隙一些可燃性气体的最大安全间隙(MESG)(MESG)基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2721防爆基础知识防爆基础知识-可燃性气体的爆炸特性可燃性气体
19、的爆炸特性级别级别MESGMESGMICRMICR1.141.141 1AAMESG0.9MESG0.9MICRMICR0.80.8BB0.9 0.9 MESG MESG 0.50.50.8 0.8 MICRMICR0.450.45CC0.5 0.5 MESGMESG0.45 0.45 MICRMICR根据可燃性气体的最小点燃能量根据可燃性气体的最小点燃能量(MICR)(MICR)及最大安全间及最大安全间隙隙(MESG),(MESG),将可燃性气体分级将可燃性气体分级:基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2722防爆基础知识防爆基础知识-常用防爆类型的防爆原理常用防爆类型的防爆原理本质安
20、全型本质安全型 Ex iEx i隔爆型隔爆型 Ex dEx d增安型增安型 Ex eEx e浇封型浇封型 Ex mEx m正压型正压型 Ex pEx p充油型充油型 Ex oEx o充砂型充砂型 Ex qEx q 基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2723防爆基础知识防爆基础知识-常用防爆类型的防爆原理常用防爆类型的防爆原理 本质安全型本质安全型 Ex iEx i在规定的实验条件下在规定的实验条件下,(,(设备的电路设备的电路)正常工作或规正常工作或规定的故障状态下产生的点火花或热效应均不能点燃定的故障状态下产生的点火花或热效应均不能点燃规定的爆炸性气体规定的爆炸性气体.本质安全的主要
21、措施是限制电路中的能量本质安全的主要措施是限制电路中的能量,使产生使产生的火花的能量小于相应的最小点燃能量的火花的能量小于相应的最小点燃能量.主要措施主要措施:安全栅安全栅限制电路中的电压和电流限制电路中的电压和电流 基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2724防爆基础知识防爆基础知识-常用防爆类型的防爆原理常用防爆类型的防爆原理 隔爆型隔爆型 Ex dEx d能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力,并阻止并阻止内部的爆炸向外传播内部的爆炸向外传播.两个基本条件两个基本条件:1.1.外壳具有足够的机械强度外壳具有足够的机械强度 2.2.与外界的接缝和孔隙
22、小于相应的最大安全与外界的接缝和孔隙小于相应的最大安全 间隙间隙 基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2725防爆基础知识防爆基础知识-常用防爆类型的防爆原理常用防爆类型的防爆原理 浇封型浇封型 Ex mEx m将设备可能产生火花或高温的部分浇封在浇封剂将设备可能产生火花或高温的部分浇封在浇封剂（树脂）中，使它们不能点燃周围的爆炸性混合物。（树脂）中，使它们不能点燃周围的爆炸性混合物。主要安全措施主要安全措施:1.1.将电气元件用树脂浇封起来，浇封剂的自将电气元件用树脂浇封起来，浇封剂的自由表面与浇封元件或导体件的浇封厚度不小于由表面与浇封元件或导体件的浇封厚度不小于3mm;3mm;2.
23、2.对浇封剂的介电强度、吸水性、耐光照、对浇封剂的介电强度、吸水性、耐光照、耐热和耐寒以及表面电阻有规定；耐热和耐寒以及表面电阻有规定；3.3.表面温度限制。表面温度限制。基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2726防爆基础知识防爆基础知识-爆炸危险场所的分区爆炸危险场所的分区爆炸危险场所分为爆炸危险场所分为 0区区,1区区,2区区 0区区:爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的 场所场所 1区区:在正常运行时在正常运行时,可能出现爆炸性气体环境可能出现爆炸性气体环境 的场所的场所 2区区:在正常运行时在正常运行时,不可能出现爆炸性气体环不可能出现爆炸性气体环 境境,如果出现也是偶尔发生并且仅是短时如果出现也是偶尔发生并且仅是短时 间存在的场所间存在的场所 基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2727防爆基础知识防爆基础知识-爆炸危险场所的电气设备选型爆炸危险场所的电气设备选型电气设备防爆等级电气设备防爆等级0区区ia1区区i,d,e,p，m,o,q 2区区以上所选设备和正常工作不产生火花的以上所选设备和正常工作不产生火花的设备。设备。爆炸危险场所的电气设备选型爆炸危险场所的电气设备选型 基础知识基础知识AEGIS 2021/9/2728 谢谢谢谢!AEGIS 基础知识基础知识2021/9/2729