仪表防爆原理与本质安全技术.doc

仪表防爆原理与本质安全技术爆炸是如何发生的？当下列三个条件同时满足时，爆炸就会发生：1.现场存在易爆物质，如易爆气体。2.现场存在氧气。3.现场存在引爆源，如足够能量的火花或足够高的物体表面温度。仪表防爆原理显然，消除上述三个条件中的任何一个，就能防爆。由于氧气无处不在，难以控制。所以，控制易爆气体和引爆源为两个最常用的防爆原理。而在仪表行业尚有第三个原理，即控制爆炸范围。原理一控制易爆气体人为地在危险现场营造出一个没有易爆气体的空间，将仪表安装其中。典型代表为正压型防爆方法Exp。工作原理是在一个密封的箱体内，充满不含易爆气体的洁净空气或惰性气体，并保持箱内气压略大于箱外气压，而将仪表安装在箱内。常用于在线分析仪表的防爆和将计算机、PLC、操作站、打印机或其他仪表置于现场的正压型防爆仪表盘。原理二控制爆炸范围人为地将爆炸局限在一个有限的范围内，使该范围内的爆炸不至于引起更大范围的爆炸。典型代表为隔爆型防爆方法Exd。工作原理是为仪表设计一个足够坚固的外壳或将仪表及电器安顿在一个足够坚固的壳体内，严格地按标准设计，制造和安装所有的界面，使在机壳内发生的爆炸不至于引发机壳外危险性气体的爆炸。显然，这是一种苛刻的防爆方法。不仅设计和制造的规范极其严格，并且安装，接线和维修的操作规程也非常严格，容不得一点差错。原理三控制引爆源人为地消除引爆源，既消除足以引爆的火花，又消除足以引爆的仪表表面温升。典型代表为本质安全防爆方法Exi。工作原理是运用安全栅技术，将提供应现场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。依照中国国家标准和国际标准，当安全栅安全区一侧所接设备发生任何故障（不超过250V电压）时，本质安全防爆方法能保证现场的防爆安全。Exia级本质安全设备在正常工作、发生一个故障、发生两个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物。本质安全防爆方法能保证对现场仪表进行带电拆装、检查和维修时的防爆安全。显而易见，本质安全法是最安全可靠的防爆方法。因此，被允许用在最危险的场合。危险场合危险性的分级那么，如何评价现场的危险性呢？国际上有两种常见的危险场合分级方法。中国和世界上大部分国家同样，将存在有气态或蒸汽态或雾态爆炸性混合物的危险场合提成三个等级区域：Zone0：在此区域内上述爆炸性混合物在正常工作时连续或长期存在。或者说每年存在1000小时以上。Zone1：在此区域内上述爆炸性混合物在正常工作时偶尔存在。或者说每年存在10小时以上，但不会超过1000小时。Zone2：在此区域内上述爆炸性混合物很少存在，且即使存在也是短时间的。或者说每年只存在不到10小时。此外，将存在尘埃状爆炸性混合物的危险场合提成两个等级：Zone10：在此区域内尘埃状爆炸性混合物长期存在。Zone11：在此区域内尘埃状爆炸性混合物短期存在。北美的美国和加拿大与众不同，将存在气态和尘埃状的爆炸性混合物的危险场合提成两个等级区域：Division1：在此区域内气态或尘埃状的爆炸性混合物连续地、经常性地、较长时间地存在。或者说每年存在100小时以上。Division2：在此区域内气态或尘埃状的爆炸性混合物偶尔、间断性地、短暂地存在。或者说每年存在不超过100小时。防爆方法对危险场合的合用性依照中国和欧洲的标准规范，各等级危险场合所合用的防爆方法如下：Zone0Exia本质安全型防爆方法Exs经特别认证批准的特殊防爆方法Zone1合用于Zone0的防爆方法Exi本质安全型防爆方法Exp正压型防爆方法Exd隔爆型防爆方法Exe增安型防爆方法Exm浇封型防爆方法Exq充砂型防爆方法Exo充油型防爆方法Zone2合用于Zone0和Zone1的防爆方法Exn无火花型防爆方法依照美、加标准规范，每款防爆仪表均会标明合用于Division1或Division2。而本质安全型防爆方法合用于所有的危险场合。可以看出，允许选用何种防爆方法完全取决于仪表被安装在哪个等级的危险场合下。本质安全型防爆方法被允许用在任何危险场合。还可以看出，允许选用何种防爆方法并不直接取决于现场存在的爆炸性混合物的危险性。例如，假如需要将仪表安装在Zone0，则即便所涉及的爆炸性气体并不是最危险的，也必须选用本质安全型防爆方法。爆炸型气体危险性的分类各种防爆方法均根据爆炸性混合物的危险性规定了具体的防爆安全参数。下面着重介绍对气态爆炸性混合物危险性的评价和分类。评价爆炸性气体的危险性，重要考量该气体与爆炸也许性有关的三个特性：1.爆炸性气体与空气混合的可爆浓度范围。这种可爆范围越宽，则该气体就越危险。例如，氢气与空气的混合浓度从大约4%至75%均有也许爆炸；而丙烷的可爆浓度则为大约2%至9%。可见，从这一点来评价，氢气的危险性远大于丙烷。2.爆炸性气体与空气的混合气体对引爆