防爆电气讲义ppt课件

1、2022/7/111爆炸危险环境或场所 电 气 防 爆 技 术主讲人：胡富民.一、前言1、普通化工厂有多少种爆炸？1引出H2、LPG、汽油、乙炔、二甲苯是易燃易爆物质吗？ 再引出，化工厂存在走漏吗？ 密封： 静态密封法兰、接头、弯头 动态密封阀门、泵、紧缩机走漏的易燃物质+空气=爆炸性气体和粉尘混合物那么在相对密闭的环境就存在爆炸危险环境，所以经常称防爆车间和防爆工厂2022/7/112.2化工消费绝大多数存在化学反响氧化、磺化、硝化、聚合、缩合、裂解等，主要都是放热反响。当工艺参数温度、压力配比等失控，就会引起反响釜、反响塔等设备或安装爆炸。3物理性爆炸4易燃物质分解 甲3 固体受热分解硝化

2、棉、黄磷 甲4 固体遇湿分解钾、钠 甲5 强氧化剂遇酸、撞击、分解 甲6 固体震动分解乙炔银、赤磷2、四种爆炸防爆措施2022/7/113.2022/7/114爆炸危险场所定义： 在大气条件下，气体、蒸汽或雾状、粉尘或纤维状的可燃物质与空气构成的混合物，在该混合物中点燃后，熄灭或爆炸将传遍整个未燃混合物的场所。防爆电气设备定义： 按规定条件设计制造而不会引起周围爆炸性混合物爆炸危险场所爆炸的电气设备。.2022/7/115电气防爆技术目前我国尚存在一些误区一.防火、防爆概念混淆二.只需电气设备选用防爆就处理防爆问题 1.Ex标志：不是防爆标志是英文Explosion的简写，是一个“警示标志 它

3、包含质量安装运用维修保养检修 2.防爆电气设备有各种型式，共11种型式 是根据不同的防爆原理决议，而适用于不同的爆炸危险场所区域。.2022/7/116 3.防爆电气设备有不同的等级 爆炸性气体环境，根据不同的易燃物质分19个等级 爆炸性粉尘环境，根据不同的易燃物质分6个等级 4.爆炸危险场一切不同的区域等级 根据释放源和现场通风情况而决议 爆炸性气体环境分三个区域 爆炸性粉尘环境分二个区域.2022/7/117三.常用的防爆电气设备型式如隔爆型是不密封的。 普通不能在户外运用四.我国石油、化工行业，现场电气布线电缆或导线窜钢管维护。钢管不是防爆钢管，仅仅起机械损伤维护五.爆炸危险场所电气一定

4、要到达整体防爆概念.2022/7/118防火、防爆概念混淆 1.爆炸的种类很多，根本分三大类：物理性爆炸、化学性爆炸、核爆炸。要防止爆炸的发生，都有相应的措施，称为防爆。因此防爆一定要讲清楚对象是什么爆炸。特别是化学反响引起爆炸的防爆措施和本讲义爆炸性环境爆炸的防爆措施的混淆，甚至将二种爆炸也混淆。 化学反响引起爆炸指发生在化学反响釜、反响塔等安装里，而爆炸性环境指安装和管道里易燃物质走漏到大气中与空气混合，构成爆炸性混合物的爆炸，是环境空间的爆炸。 采取防爆的方法截然不同，前者用严厉控制工艺参数温度、压力、流量手段和安装添加平安阀、爆破膜等，后者用防爆电气设备。.2022/7/1192.防火

5、易燃物质和防爆爆炸性环境的区别 消防有双重意义，一是采取防止火灾发生的措施，另外万一发生火灾还应采取可灭火的措施，相应的提出以下主要防火要求：1按易燃物质的不同等级提出建筑物不同的耐火等级规定；2为了控制火灾的火势量，提出建筑物的面积规定；3为了控制火灾对周围建筑物的影响，提出对与相邻建筑物的间距规定；4为了便于人员发生火灾后逃生，提出建筑物必要逃生通道；5为理处理初始火灾的灭火，提出必需配备的灭火设备。.2022/7/11103.易燃物质分类： 1GBJ16-2001年版建筑设计防火规范将物品的火灾危险性分成五大类，把易燃物质分在甲、乙、丙前三类中。 甲类：闪点28的易燃液体、爆炸下限10%

6、的易燃气体；自燃和遇水熄灭的固体 乙类：28 闪点60 的闪点为基准。.2022/7/1111 2GB50160-1999版石油化工企业设计防火规范将易燃气体分为甲类和乙类一样于GBJ16，将易燃液体分为甲A、甲B、乙A、乙B、丙A、丙B类。 甲A类：液化烃、 甲B类：闪点28易燃液体、 乙A类： 28 闪点 45 易燃液体、 乙B类：45 闪点120 可燃液体。 上述45 是世界城市月平均气温，120 是重柴油的闪点.2022/7/1112 3GB12268-90 “危险货物品表 为了易燃物质的运输和包装要求，与国际接轨分为 低闪点液体 闪点-18 需类包装 中闪点液体 -18 闪点 23

7、需类包装 高闪点液体 23闪点61 需类包装 上述23是欧洲城市最热平均气温.2022/7/1113 第一章 中国爆炸危险场所电气平安规程和规范爆炸危险场所电气平安规程 主要内容： 1.爆炸危险场所区域等级判别原 那么、判别方法及绘制 2.爆炸危险场所防爆电气设备防爆 型式选用方法 3.爆炸危险场所电气线路的设计防爆电气设备制造规范 特种的构造和电路主要型式 1.隔爆型电气设备 GB3836.22000 2.增安型电气设备 GB3836.32000 3.本质平安型电气设备 GB3836.42000电 气 防 爆 技 术.2022/7/11144.爆炸危险场所电气线路和防爆电气设备的安装施工要求

8、 5.爆炸危险场所电气接地维护要求6.爆炸危险场所电气安安装开工验收要求7.爆炸危险场所电气安装平安运转和维修8.爆炸危险场所电气安装检修要求9.爆炸危险场所管理和技术人员平安培训要求 10.爆炸危险场所的电气平安监视和检查要求 4.正压型电气设备 GB3836.519875.充油型电气设备 GB3836.619876.充砂型电气设备 GB3836.719877.无火花型电气设备 GB3836.819878.浇封型电气设备 GB3836.919909.气密型电气设备 GB3836.10199110.粉尘型电气设备 GB12746.12000.2022/7/1115规范和规范有1.中华人民共和国

9、爆炸危险场所电气平安规程 19872.爆炸和火灾危险环境电力安装设计规范 GB5005819923.爆炸和火灾危险环境电气安装施工及验收规范 GB5025719964.爆炸性气体环境用电气设备的检修 GB3836.1319975.爆炸性气体环境用电气设备危险场所分类 GB3836.1420006.爆炸性气体环境用电气设备危险场所电气安装 GB3836.152000.2022/7/1116第二章 爆炸性混合物一.易燃物质： 定义：凡能与空气中的氧或其他氧化物起氧化反响， 并能产生熄灭发热、发光景象的物质。 分类：气体液体固体闪点45粉尘粒径1200um纤维爆炸性混合物举例氢、乙炔、乙烯甲苯、酒精

10、、汽油乙二醇、柴油镁、铝、萘、聚乙烯、小麦粉、矿粉、煤粉棉纤维、人造短纤维第一节 爆炸性混合物的根本特征.2022/7/1117二.熄灭 定义：熄灭是一种放热、发光的氧化反响。 例如： C + O2 CO2 发白光 S + O2 SO2 发紫光 2 H2 + O2 2H2O 发兰光而：4Fe+ 3O2 2Fe2 O3 没有热量和光,不能称为熄灭.2022/7/1118三.爆炸定义：由于氧化反响或者其他放热反响而引起压力和温度的骤升景象 物理性爆炸：由于物质的体积膨胀,引起压力和温度的骤升呵斥容器外壳 破损，产生爆炸 简单化学爆炸：因受外界振动引起某些物质本身分解产生 压力，温度骤升景象. 复杂

11、化学性爆炸：因受外界压力触发，炸药会本身分解氧 气，引起氧化反响，呵斥压力、温度骤升景象爆炸 化学性爆炸 化工消费的各类化学反响如硝化、脂化、聚合、催化、 氧化等等引起爆炸 因工艺条件温度、压力、速率等失控，引起压 力、温度骤升景象。在反响釜、反响塔内 爆炸性混合物爆炸：因消费用的反响釜、泵、阀门管道等 走漏出的易燃物质，与环境中空气混和成爆炸性混 合物，一旦被电气火花点燃，引起环境的压力和温 核爆炸 度骤升景象 .2022/7/1119熄灭三要素：点火源明火电气火花静电火花雷电火花机械火花危险高温易燃物质空气.2022/7/1120爆炸三要素：点火源明火电气火花静电火花雷电火花机械火花危险高

12、温易燃物质空气.2022/7/1121四.与防爆电气有关的爆炸技术参数 1.爆炸极限 爆炸性混合物中的易燃物质与空气的比例，并不是什么比列都会点燃引起爆炸的，只需在某一个范围内，如氢气的爆炸极限是4%75%。其中4%是氢气的爆炸下限，75%是氢气的爆炸上限。 2.自燃温度 爆炸性混合物除用火花可以点燃，也可以用加热温度来点燃，凡能引起爆炸性混合物爆炸的最低温度，称为自然温度。如氢气的自然温度为560 .2022/7/11223.爆炸压力 爆炸性混合物在爆炸极限内被点燃后引起爆炸，必然会产生冲击压力波，它的最大压力值称为爆炸压力： 由于大气压力是一个大气压，所以无论易燃物质压力多高，要构成爆炸混

13、合物，必需在一个大气压下。因此，爆炸压力是在一个大气压下初始压力为0爆炸性混合物产生的最大压力。不同的爆炸性混合物爆炸压力是不一样的，在0.8MPa左右。 但是由于爆炸性环境空间很大，假设爆炸性混合物不能全部爆炸完，那么还会延续传遍整个未燃的爆炸性混合物，会引起压力添加景象。也就是二次、三次甚至更多次爆炸，每次的爆炸压力，是爆炸性混合物被前一次爆炸压力预压后压力初始压力的倍数。 .2022/7/1123爆炸压力和浓度关系曲线爆炸压力和初始压力关系曲线.2022/7/11244.最大实验平安间隙MESG 在规范规定实验条件下，壳内一切浓度的被实验气体或蒸气与空气的混合物点燃后，经过25mm长的接

14、合面均不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分之间的最大间隙。.2022/7/1125浓度%间隙mm外腔40.7爆炸40.6不爆炸100.6爆炸100.5不爆炸200.5爆炸200.4不爆炸320.4爆炸320.3不爆炸400.3不爆炸500.3不爆炸600.3不爆炸700.3不爆炸800.3不爆炸H2爆炸性混合物MESG举例MESG实验表示图.2022/7/11265.最小点燃能量MIE 在规定的实验条件下，能点燃最易点燃被实验气体或蒸气与空气的混合物的最小能量。.2022/7/1127最小点火能量与浓度关系曲线EminMIE实验表示图.2022/7/1128爆炸性混合物爆炸极限%自然温

15、度爆炸压力MPa最大安全试验间隙 MESG（mm）最小点火能量MIE（mJ）甲烷5155370.721.140.28丙烷2.19.54660.900.920.26乙醚1.7481700.920.870.19乙烯2.3364250.800.650.06氢4755600.740.290.019乙炔1.5823051.030.370.019爆炸性混合物的爆炸技术参数举例.2022/7/1129第二节 爆炸性混合物的类别与级组划分一.爆炸性混合物的分类 分三大类 类：煤矿井下甲烷 类：工厂用气体、蒸汽、薄雾 类：粉尘、纤维.2022/7/1130二.爆炸性混合物的分级 1.爆炸性气体、蒸汽的分级 1按

16、最大实验平安间隙分级MESG MESG=1.14 (mm) 煤矿井下甲烷，为类不分级，标志 0.9MESG1.14 (mm) 为类A级，标志为A 0.5 MESG 0.9 (mm) 为类B级，标志为B MESG0.5 (mm) 为类C级，标志为C 2按最小点燃电流比分级MICR 最小点燃电流：在规定的实验条件下，对电阻电路或电*电路 用火花实验安装进展3000次火花实验。可以发生点燃的最小电流。 最小点燃电流比MICR：各种气体或蒸汽与空气的混合物 的最小点燃电流对甲烷与空气的混合物的最小点燃电流之比。.2022/7/1131 MICR=1 煤矿井下甲烷，为类不分级，标志 0.8MICR1 为

17、类A级，标志为A 0.45MICR0.8 为类B级，标志为B MICR270270T200200T140A非导电性可燃纤维木棉纤维、烟草纤维、纸纤维、亚麻、亚硫酸盐纤维素、人造毛短纤维木质纤维非导电性爆炸性粉尘小麦、玉米、砂糖、橡胶、染料、聚乙烯、苯酚树脂可可、米糖B导电性爆炸性粉尘镁、铝、铝青铜、锌、钛、焦炭、炭黑铝（含油）、铁、煤火炸药粉尘黑火药TNT硝化棉、吸收药、黑索金、特屈儿、泰安表2-4 爆炸性粉尘的分类、分级、分组举例表.2022/7/1135第三章 爆炸危险场所区域范围划分第一节 爆炸危险场所的分类和分级一.爆炸危险场所的分类、分级 1.分类 按爆炸危险场所存在易燃物质与空气混

18、合的形状，分为爆炸性气体危险场所和爆炸性粉尘危险场所两大类。 2.分级 1爆炸性气体危险场所 按爆炸性气体混合物出现的频繁程度和继续时间分三个区域 10级区域：在正常情况下，爆炸性气体混合物，延续地、段时间频繁出现或长时间存在的场所。.2022/7/1136 21级区域：在正常情况下，爆炸性气体混合物有能够出现的场所。 32级区域：在正常情况下，爆炸性气体混合物不能出现，仅在不正常情况下偶尔短时间出现。 3爆炸性粉尘危险场所 按可燃性粉尘和空气混合物出现的频率和继续时间及粉尘层厚度分为三个区域。 120级区域：在正常运转过程中可燃性粉尘延续出现或经常出现，其数量足以构成可燃性粉尘与空气混合物和

19、/或能够构成无法控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部。 221级区域：在正常运转过程中能够产生可燃浓度的可燃粉尘与空气混合物的场所 322级区域：在正常运转下，可燃性粉尘与空气混合物不能出现，仅在异常条件下，可燃粉尘偶尔出现并且只是短时间存在的场所。.2022/7/1137二.爆炸性危险场所区域等级的判别原那么 1. 爆炸性混合物的理化特性 2. 释放源的形状 3. 相对密度 4. 通风形状 5. 设备、安装的构造和外界配置情况.2022/7/1138第二节 爆炸危险场所区域划分图3-1 非开敞的建筑物爆炸危险区域范围.2022/7/1139图3-2 开敞的注送站爆炸危险区域范围.2022/7/

20、1140图3-3 部分开敞的注送站爆炸危险区域范围.2022/7/1141图3-6 有呼吸阀的露天油罐爆炸危险区域范围.2022/7/1142表3-1 与爆炸危险区域相邻场所的等级划分表危险区域等级用有门的墙隔开相邻场所等级附注一道有门隔墙两道有门隔墙（通过走廊或套间）气体0区1区两道隔墙门框之间的净距离不应小于2米1区2区非危险场所2区非危险场所粉尘10区11区11区非危险场所非危险场所.2022/7/1143第四章 防爆电气设备的防爆原理和根本技术 要求第一节 防爆电气设备的防爆原理一.间隙防爆原理d 一个外壳能接受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力，并有一个或几个金属面缝隙可以阻止内部的爆炸

21、向外壳周围爆炸性气体混合物传播，到达防爆要求。二.小于点燃能量防爆原理ia/ib 有效降低电气电路的电压、电流、储能元件的数值，保证电路正常任务或规定的缺点形状下产生的电火花和热效应能量，都低于规定的爆炸性气体混合物最小点燃能量，到达防爆要求。.2022/7/1144三.阻止点火源与爆炸性混合物相接触防爆原理p、o、q、m、h 采取有效可靠措施如通风、充油、充砂、浇封、气密，使点火源与周围爆炸性气体混合物隔离，到达防爆要求。四.在特定的条件下提高电气设备的电气平安措施 防爆原理e、n 在正常任务时不会产生电火花和热效应的电气设备，进一步提高电气平安措施，到达防爆要求。.2022/7/1145第

22、二节 防爆电气的根本要求一.防爆电气设备的通用技术规范环境温度：-2040外表温度：外壳材质要求：外壳紧固件要求：接线绝缘件要求：接线盒和接线衔接件要求：电缆或导线引入安装要求：接地要求：接线要求：.2022/7/1146图4-18 接线盒.2022/7/1147图4-6图4-7图4-8.2022/7/1148电缆或导线引入安装组成： 带夹紧 喇叭口 不带夹紧 压紧螺母式 衔接钢管 1.压紧元件 带夹紧 压盘式 喇叭口 不带夹紧 衔接钢管2.平垫圈 配电缆用3.橡胶密封圈 配导线用4.平垫板2mm厚.2022/7/1149图4-1 压盘式引入安装.2022/7/1150图4-2 压紧螺母式引入

23、安装.2022/7/1151图4-3 橡胶密封圈构造.2022/7/1152二.防爆电气设备的隔爆型技术要求隔爆外壳1定义2隔爆外壳的强度3外壳的材质4外壳的防护隔爆接合面1定义2隔爆接合面方式3隔爆接合面的构造参数4隔爆接合面的外表粗糙度5隔爆接合面的防锈措施.2022/7/1153衬垫隔爆外壳紧固接线盒电缆或导线引入安装隔爆外壳上察看窗.2022/7/1154图4-9 平面隔爆接合面图4-10 平面隔爆接合面.2022/7/1155图4-11 圆筒隔爆接合面图4-12 圆筒隔爆接合面.2022/7/1156图4-13 止口隔爆接合面图4-14 止口隔爆接合面.2022/7/1157图4-1

24、5 螺纹隔爆接合面.2022/7/1158隔爆型电气设备不同等级对隔爆间隙要求 L(mm)L1(mm)W(0.1V2)mm12.580.4A12.580.3B12.580.2C12.580.1.2022/7/1159第三节 防爆电气设备的分类、分级、分组一.防爆电气设备的分类、分级、分组 1、分类： 按爆炸性混合物的分类方法，也分成三类： 类：适用于煤矿井下的防爆电气设备 类：适用于工厂爆炸性气体危险场所的防爆电气设备 类：适用于工厂爆炸性粉尘危险场所的防爆电气设备 2、分级： 只需隔爆型和本质平安型防爆电气设备按MESG和MICR分四个等级，其他防爆型不分级。 3、分组： 按爆炸性气体混合物

25、的分组方法，也分成六组T1T6。 按爆炸性粉尘混合物分组方法，分成三组.2022/7/1160二.防爆电气设备的防爆标志防爆电气设备的组别表示设备的最高外表温度防爆电气设备的类、级别表示设备可运用的易燃物质场所防爆电气设备的防爆型式符号复合式可标二个以上代号 符号隔爆型d, 增安型e，本质平安型ia/ib，正压型p充油型o，充砂型q，无火化型n，浇封型m氧密型h，特殊型s，粉尘型DIP A/B.2022/7/1161防爆标志举例 d：运用在煤矿井下的隔爆型电气设备。dBT4：运用在工厂爆炸性气体场所 隔爆型、B级、T4组防爆电气设备。eT4：运用在工厂爆炸性气体场所 增安型、T4组防爆电气设备

26、。iaCT4：运用在工厂爆炸性气体场所 本安型、C级、T4组防爆电气设备。edBT4：运用在工厂爆炸性气体场所 主体增安型、部件隔爆型、B级、T4组复合型防爆电气设备。DIPA21T12：运用在工厂爆炸性粉尘场所 粉尘型A型、21区域、T12组防爆电气设备。.2022/7/1162北美防爆体系的分类、分级、分组北美将爆炸性混合物分为三级相当中国的分类。如Class代表气体，Class代表粉尘，Class代表纤维。将爆炸性气体和粉尘、纤维共分为八组，其典型代表物质有：GroupA 代表气体是乙炔；GroupB 代表气体是氢气；GroupC 代表气体是乙稀；GroupD 代表代表气体是丙烷和甲烷；

27、GroupE 代表代表金属导电粉尘，电阻率小于105cm；GroupF 代表碳粉尘，电阻率为105-108cm；GroupG 代表农业粉尘和非导电粉尘，电阻率大于108cm。爆炸性纤维不分组，直接用Class表示。.2022/7/1163中国和北美爆炸性混合物分级对照表典型易燃物质中国标准北美（Group）甲烷D丙烷A乙稀BC氢气CB乙炔A镁粉BE炭黑F淀粉AG木棉纤维AClass.2022/7/1164中国和北美爆炸性混合物分级对照表引燃温度t（）北美标准中国标准450T1T1450t300T2T2300t280T3T3280t250T3A250t230T3B230t200T3C200t18

28、0T4T4180t165T4A165t160T4B160t135T4C135t120T5T5120t100T5A100t85T6T6.2022/7/1165第五章 防爆电气的选用方法爆炸危险区域防爆电气设备防爆型式符号0区本质安全型ia等级ia为0区特殊设计防爆型式S01区本质安全型ia等级ib等级ia，ib隔爆型D增安型（填用）e正压型p充油型o充砂型q浇封型m气密型h为1区特殊设计防爆型式S12区无火化型n增安型e适用于1区的防爆型式.2022/7/1166第六章 爆炸危险场所电气线路的安装和施工要求电气线路进入防爆电气设备应留意以下要求：1、电气线路可用电缆或导线布线，其中导线必需用镀锌钢管维护，仅是机械维护不是防爆钢管。2、电缆或导线进入电气设备时，必需配相应的橡胶密封圈，电缆的外径与橡胶密封圈的内径相配合，误差1mm；导线的根数必需与橡胶密封圈的孔数一样，配合尺寸误差0.5mm。3、电气设备的电缆或导线引入安装安装橡胶密封圈处，不应有细纹，与橡胶密封圈外径配合尺寸误差1mm。4、橡胶密封圈的硬度应在邵氏4555度间。5、橡胶密封圈和压紧螺母之间应有一个金属垫圈，防止损坏橡胶密封圈。.2022/7/11676、为保证电缆或导线引入安装到达密封要求，安装终了电缆的外护套或导线的绝缘层应在橡胶密封圈