电气防火防爆技术

1、第三节 电气防火防爆技术一、危险物质及危险环境(一)危险物质分类、分组对危险物质进行分类、分组，目的在于便于对不同的危险物质，采取有针对性的防范措施下面就危险物质的分类、分组进行介绍。1危险物质分类爆炸危险物质分如下三类。(1)I类：矿井甲烷(CH：)；(2)类：爆炸性气体、蒸气；(3)类：爆炸性粉尘、纤维或飞絮。2类、类爆炸性物质的进一步分类(级)；(1)对于类爆炸性气体，按最大试验安全间隙(MESG)和最小引燃电流比(MICR)进一步划分为A、B和C三类。A、B和C各类对应的典型气体分别是丙烷、乙烯和氢气。其中，B类危险性大于A类；C类危险性大于前两者，最为危险。爆炸性气体MESG和MIC

2、R对应关系见表2-60表26 各类爆炸性气体MESG和MICR对应表类别MESG/mmMICRAMESG0.9MICR>0.8B0.9>MESG>0.50.8MICR0.45CMESC0.5MICR<0.45上述最大试验安全间隙(MESG)是指两个容器由长度25mm的间隙连通，在规定试验条件下，一个容器内燃爆时，不会使另一个容器内燃爆的最大连通间隙的宽度。此参数是衡量爆炸性物品传爆能力的性能参数。上述最小点燃电流比(MICR)是指在规定试验条件下，气体、蒸气等爆炸性混合物的最小点燃电流与甲烷爆炸性混合物的最小点燃电流之比。(2)对于类爆炸性粉尘、纤维或飞絮，进一步划分为

3、A、B和C三类。A：可燃性飞絮。指正常规格大于500m的固体颗粒包括纤维，可悬浮在空气中，也可依靠自身质量沉淀下来。飞絮的实例包括人造纤维、棉花(包括棉绒纤维、棉纱头)、剑麻、黄麻、麻屑、可可纤维、麻絮、废打包木丝绵。B：非导电粉尘。指电阻系数大于103·m的可燃性粉尘。C：导电粉尘。指电阻系数等于或小于103·m的可燃性粉尘。所谓可燃性粉尘是指正常规格500m或更准确细分的固体颗粒，可悬浮在空气中，也可依靠自身质量沉淀下来，可在空气中燃烧或焖燃，在大气压力和常温条件下可与空气形成爆炸性混合物。其中，B类粉尘危险性大于A类，而C类导电粉尘一旦进入电气装置外壳可直接产生电火花

4、形成引燃源，其危险性又大于B类，是最为危险的粉尘。3类、类爆炸性物质的分组类爆炸性气体、蒸气和类爆炸性粉尘、纤维或飞絮按引燃温度(自燃点)分为6组：T1、T2、T3、T4、T5、T6。各组别对应的引燃温度表见2-7。表2-7 引燃温度分组组别引燃温度TT1450<TT2300<T450T3200<T300T4135<T200T5100<T135T685<T100部分爆炸性气体的分类和分组见表2-8。表2-8 部分爆炸性气体的分类和分组最大实验安全间隙(MESG)mm最小点燃电流比(MICR)引燃温度及组别TlT2T3T4T5T6T>450300<

5、T450200<T300135<T200100<T13585<T100A0.908甲烷、乙烷、丙烷、丙酮、氯苯、苯乙烯、氯乙烯、甲苯、苯胺、甲醇、一氯化碳、乙酸乙酯、乙酸、丙烯腈丁烷、乙醇、丙烯、丁醇、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸酐戊烷、己烷、庚烷、癸烷、辛烷、汽油、硫化氢、环己烷乙烯、乙醛亚硝酸乙酯B0.50904508乙甲醚、民用煤气、环丙烷乙烯、环氧乙烷、环氧丙烷、丁二烯异戊二烯C05<045氢、水煤气、焦炉煤气乙炔二硫化碳硝酸乙酯【例题】对于类爆炸性气体，按最大试验安全间隙(MESG)和最小引燃电流比(MICR)进一步划分为A、B和C三类。MESG0.9 mm

6、、MICR>0.8的属于类爆炸性气体中的（ ）类AABBCCDB或C【答案】A(二)危险环境对不同危险环境进行分区，目的是便于根据危险环境特点正确选用电气设备、电气线路及照明装置等的防护措施。1.爆炸性气体环境爆炸性气体环境是指在一定条件下，气体或蒸气可燃性物质与空气形成的混合物，该混合物被点燃后，能够保持燃烧自行传播的环境。(1)爆炸性气体环境危险场所分区根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，对危险场所分区，分为：0区、1区、2区。1)0区。指正常运行时连续或长时间出现或短时间频繁出现爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。例如：油罐内部液面上部空间。2)1区。指正常运行时可能出现(预计

7、周期性出现或偶然出现)爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。例如：油罐顶上呼吸阀附近。3)2区。指正常运行时不出现，即使出现也只可能是短时间偶然出现爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。例如：油罐外3m内。(2)释放源的等级释放源的等级和通风条件对分区有直接影响。其中释放源是划分爆炸危险区域的基础。释放源有如下几种情况。连续级释放源。连续释放、长时间释放或短时间频繁释放；2)一级释放源。正常运行时周期性释放或偶然释放；3)二级释放源。正常运行时不释放或不经常且只能短时间释放；4)多级释放源。包含上述两种以上特征。(3)通风类型划分通风的有效性直接影响着爆炸性环境的存在和形成。不同的通风效果将直接影响危险环境区

8、域最终划分结果。适当的通风可以加速爆炸性混合物在空气中的扩散和消散，良好的、有效的通风效果可以缩小危险环境的范围或使高一级的危险环境降为低一级的危险环境，甚至无爆炸危险环境。相反，无通风或差的通风效果也会扩大危险环境的范围，甚至可能使低一级的危险环境变成高一级的危险环境。因此，通风等级的确定也是确定环境的危险区域类型的重要因素之一。1)通风的主要方式通风主要有自然通风和人工通风两种类型。自然通风。指的是一种由风或温度的配合效果而引起的空气流动或新鲜空气的置换。户外开放场所、户外开放式建筑物或具备良好自然通风条件的户内环境(如空气对流通道)的通风都可列为自然通风。人工通风。指的是一种利用人工方法

9、例如排气扇等使危险环境的空气流动或新鲜空气置换。人工通风是一种强制性通风，又分为对整体场所进行的普遍性强制通风和对局部场所进行的针对性强制通风。2)通风的有效性通风的有效性主要反映通风连续性的优劣，影响着爆炸危险环境的存在或形成。通风有效性分为“良好”、“一般”和“差”三个等级。“良好通风”指的是通风连续地存在；“一般通风”指的是在正常运行时，预计通风存在，允许短时，不经常的不连续通风；“差的通风”指的是不能满足“良好”或“一般”标准的通风；但预计不会出现长时间的不连续通风。与通风相对应的“无通风”，指的是不采取与新鲜空气置换措施的状态。3)通风的等级IEC和我国有关标准将通风分为高、中、低三

10、个等级。高级通风(VH)能够在释放源处瞬间降低其浓度，使其低于爆炸下限(LEL)，区域范围很小甚至可以忽略不计；中级通风(VM)能够控制浓度，使得区域界限外部的浓度稳定地低于爆炸下限，虽然释放源正在释放中，并且释放停止后，爆炸性环境持续存在时间不会过长；低级通风(VL)在释放源释放过程中，不能控制其浓度，并且在释放源停止释放后，也不能阻止爆炸性环境持续存在。(4)爆炸性气体场所危险区域的划分划分危险区域时，应综合考虑释放源级别和通风条件，并应遵循以下原则：1)首先应按下列释放源级别划分区域：存在连续级释放源的区域可划为0区；存在第一级释放源区域，可划为1区；存在第二级释放源的区域，可划为2区。

11、2)其次应根据通风条件调整区域划分当通风良好时，应降低爆炸危险区域等级。良好的通风标志是混合物中危险物质的浓度被稀释到爆炸下限的25以下。局部机械通风在降低爆炸性气体混合物浓度方面比自然通风和一般机械通风更为有效时，可采用局部机械通风降低爆炸性危险区域等级。当通风不良时，应提高爆炸危险区域等级。在障碍物、凹坑、死角等处，由于通风不良，应局部提高的爆炸危险区域等级。利用堤或墙等障碍物，可限制比空气重的爆炸性气体混合物的扩散，缩小爆炸危险范围。(5)爆炸性气体环境危险区域的范围爆炸性气体环境危险区域的范围应按下列要求确定：1)爆炸危险区域的范围应根据释放源的级别和位置、易燃物质的性质、通风条件、障

12、碍物及生产条件、运行经验，经技术经济比较综合确定。2)建筑物内部，宜以厂房为单位划定爆炸危险区域的范围。但也应根据生产的具体情况，当厂房内空间大，释放源释放的易燃物质量少时，可按厂房内部分空间划定爆炸危险的区域范围。3)当易燃物质可能大量释放并扩散到15m以外时，爆炸危险区域的范围应划分附加2区。4)在物料操作温度高于可燃液体闪点的情况下，可燃液体可能泄漏时，其爆炸危险区域的范围可适当缩小。确定爆炸危险区域的等级和范围宜符合国家相关标准中爆炸性气体不同的密度和不同的通风条件下典型爆炸危险区域划分示例的规定，并应根据易燃物质的释放量、释放速度、沸点、温度、闪点、相对密度、爆炸下限、障碍等条件，结

13、合实践经验确定。2爆炸性粉尘环境爆炸性粉尘环境是指在一定条件下，粉尘、纤维或飞絮的可燃性物质与空气形成的混合物被点燃后，能够保持燃烧自行传播的环境。根据粉尘、纤维或飞絮的可燃性物质与空气形成的混合物出现的频率和持续时间及粉尘层厚度进行分类，将爆炸性粉尘环境分为20区、21区和22区。(1)20区。在正常运行工程中，可燃性粉尘连续出现或经常出现其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物和或可能形成无法控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部。（2）21区。在正常运行过程中，可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物但未划入20区的场所。该区域包括，与充人或排放粉尘点直接相邻的场所、出现粉尘层和正常操作情

14、况下可能产生可燃浓度的可燃性粉尘与空气混合物的场所。(3)22区。在异常情况下，可燃性粉尘云偶尔出现并且只是短时间存在、或可燃性粉尘偶尔出现堆积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉尘空气混合物的场所。如果不能保证排除可燃性粉尘堆积或粉尘层时，则应划为21区。3火灾危险环境火灾危险环境按下列规定分为21区、22区和23区。(1)火灾危险21区。具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。(2)火灾危险22区。具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或纤维，虽不可能形成爆炸混合物，但在数量和配置上能引起火灾危险的环境。(3)火灾危险23区。具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾危险的

15、环境。二、防爆电气设备和防爆电气线路1防爆电气设备(1)防爆电气设备类型爆炸性环境用电气设备与爆炸危险物质的分类相对应，被分为I类、类、类。1)I类电气设备。用于煤矿瓦斯气体环境。I类防爆型式考虑了甲烷和煤粉的点燃及地下用设备的机械增强保护措施。2)类电气设备。用于煤矿甲烷以外的爆炸性气体环境。具体分为A、B、C三类。B类的设备可适用于A类设备的使用条件，C类的设备可用于A或B类设备的使用条件。3)类电气设备。用于爆炸性粉尘环境。具体分为A、B、C三类。B类的设备可适用于A设备的使用条件，C类的设备可用于A或B类设备的使用条件。(2)设备保护等级(EPL)引入设备保护等级(EPL)目的在于指出

16、设备的固有点燃风险，区别爆炸性气体环境、爆炸性粉尘环境和煤矿有甲烷的爆炸性环境的差别。用于煤矿有甲烷的爆炸性环境中的I类设备EPL分为Ma、Mb两级。用于爆炸性气体环境的类设备的EPL分为Ga、Gb、Gc三级。用于爆炸性粉尘环境的类设备的EPL分为Da、Db、Dc三级。其中，Ma、Ga、Da级的设备具有“很高”的保护等级，该等级具有足够的安全程度，使设备在正常运行过程中、在预期的故障条件下或者在罕见的故障条件下不会成为点燃源。对Ma级来说，甚至在气体突出时设备带电的情况下也不可能成为点燃源。Mb、Gb、Db级的设备具有“高”的保护等级，在正常运行过程中，在预期的故障条件下不会成为点燃源。对Mb

17、级来说，在从气体突出到设备断电的时间范围内预期的故障条件下不可能成为点燃源。Gc、Dc级的设备具有爆炸性气体环境用设备。具有“加强”的保护等级，在正常运行过程中不会成为点燃源，也可采取附加保护，保证在点燃源有规律预期出现的情况下(例如灯具的故障)，不会点燃。(3)防爆电气设备防爆结构型式1)爆炸性气体环境防爆电气设备结构型式及符号。用于爆炸性气体环境的防爆电气设备结构型式及符号分别是：隔爆型(d)、增安型(e)、本质安全型(i，对应不同的保护等级分为ia、ib、ic)、浇封型(m，对应不同的保护等级分为ma、mb、mc)、无火花型(nA)、火花保护(nC)、限制呼吸型(nR)、限能型(nL)、

18、油浸型(o)、正压型(p，对应不同的保护等级分为px、py、pz)、充砂型(q)等设备。各种防爆型式及符号的防爆电气设备有其各自对应的保护等级，供电气防爆设计时选用。I类、类防爆电气设备结构型式与设备保护等级对应关系见表2-9。表2-9I类、类防爆电气设备结构型式与设备保护等级(EPL)对应关系2)爆炸性粉尘环境防爆电气设备结构型式及符号。用于爆炸性粉尘环境的防爆电气设备结构型式及符号分别是：隔爆型(t，对应不同的保护等级分为ta、tb、tc)、本质安全型(i，对应不同的保护等级分为ia、ib、ic)、浇封型(m，对应不同的保护等级EPL分为ma、mb、mc)、正压型(p)等设备。类防爆电气设

19、备结构型式与设备保护等级(EPL)对应关系见表2一10。表210类防爆电气设备结构型式与设备保护等级对应关系(4)防爆电气设备的标志防爆电气设备的标志应设置在设备外部主体部分的明显地方，且应设置在设备安装之后能看到的位置。标志应包含：制造商的名称或注册商标、制造商规定的型号标识、产品编号或批号、颁发防爆合格证的检验机构名称或代码、防爆合格证号、Ex标志、防爆结构型式符号、类别符号、表示温度组别的符号(对于类电气设备)或最高表面温度及单位，前面加符号T(对于类电气设备)、设备的保护等级(EPL)、防护等级(仅对于类，例如1P54)。表示Ex标志、防爆结构型式符号、类别符号、温度组别或最高表面温度

20、、保护等级、防护等级的示例：1)ExdB13Gb表示该设备为隔爆型“d”，保护等级为Gb用于B类T3组爆炸性气体环境的防爆电气设备。2)ExpCTl20DbIP65表示该设备为正压型“P”，保护等级为Db，用于有C导电性粉尘的爆炸性粉尘环境的防爆电气设备，其最高表面温度低于120，外壳防护等级为IP65。用于煤矿的电气设备，其环境中除了甲烷外还可能含有其他爆炸性气体(即除甲烷外)时，应按照I类和类相应可燃性气体的要求进行制造和检验。该类电气设备应有相应的标志(例如：“ExdIBT3”或者“ExdI(NH3)”。(5)爆炸危险环境中电气设备的选用爆炸危险环境中电气设备的选用一般原则是：1)应根据电气设备使用环境的区域、电气设备的种类、防护级别和使用条件等选择电气设备。2)所选用的防爆电气设备的类别和组别不应低于该危险环境内爆炸性混合物的类