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01

防爆基本概念

● 爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所

● 爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所：任何具有潛在爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。

● 在石油、化工、煤炭等生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)⒉豢杀苊獾匦纬杀ㄐ晕ｋU(xiǎn)環(huán)境：

◆ 在煤礦井下，三分之二的場(chǎng)所屬于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所；

◆ 在石油開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)和精煉廠約有60～80％屬于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所；

◆ 在化學(xué)工業(yè)中，約有80％以上的生產(chǎn)車間屬于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所。

防爆基本概念

爆炸：一種因氧化反應(yīng)或其他放熱反應(yīng)而引起的壓力和溫度驟升的現(xiàn)象。

爆炸發(fā)生的充分必要條件

◆ 存在可燃性物質(zhì)

◆ 存在空氣

◆ 存在點(diǎn)燃源

◆ 以上三者同時(shí)同地存在爆炸發(fā)生還需要：

◆ 有限空間

◆ 充分混合或散布

點(diǎn)燃源 (EN 1127.1-2011中13類)

◆ 靜電放電

◆ 碰撞和摩擦（機(jī)械火花）

◆ 光輻射

◆ 電磁波

◆ 固體熱表面

◆ 電氣放電（電氣火花、電弧等）

防止爆炸的基本方法

◆ 消除潛在的爆炸性環(huán)境

◆ 或消除引爆源

◆ 如果完全消除潛在爆炸性環(huán)境和消除引爆源不可能實(shí)現(xiàn)，那么選擇和準(zhǔn)備合適的保護(hù)措施，過(guò)程設(shè)備，系統(tǒng)和作業(yè)流程可以使得上述潛在爆炸環(huán)境和引爆源同時(shí)發(fā)生的可能性降低到合理的可接受的水平。上述措施可以是單獨(dú)使用，也可以是聯(lián)合使用。

可燃性物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)

◆ 爆炸極限（LEL、UEL）

◆ 點(diǎn)燃能量

◆ 自動(dòng)點(diǎn)燃溫度（AIT）：某種材料在沒(méi)有火花或火焰存在的情況下自己燃燒的溫度。

比如：

乙炔Acetylene: 299°C

氫氣Hydrogen: 550°C

乙醚Ethyl Ether: 160°C

丙烷Propane: 493°C

鎂Magnesium: 490°C

小麥Wheat: 220°C 引爆源

可燃性物質(zhì) （空氣中的）氧氣

◆ 爆炸濃度上限和爆炸的濃度下限（UFL和 LEL）

◆ 最小點(diǎn)燃電流（MIC）

◆ 自動(dòng)點(diǎn)燃溫度（AIT）

◆ 最大實(shí)驗(yàn)間隙MESG（隔爆產(chǎn)品）

◆ 爆炸壓力（EP）

◆ 爆炸峰值壓力上升時(shí)間（TPP）

◆ ……

爆炸性氣體分級(jí)

爆炸性粉塵分級(jí)

危險(xiǎn)區(qū)域劃分 EN/IEC 60079-10-X

Zone 0 - zone 20 (>1000 h/year)

is an area where there is a hazardous explosive atmosphere of a mixture of air and flammable gases, vapours or mists or dusts all the time, for extended periods of time, or frequently.

長(zhǎng)期維持，經(jīng)常出現(xiàn)

Zone 1 - zone 21 (10-1000 h/year)

is an area where a hazardous explosive atmosphere of a mixture of air and flammable gases, vapours or mists or dusts is occasionally formed in normal operation 正常工況，偶爾出現(xiàn)

Zone 2 - zone 22 (<10 h/year)

is an area where a hazardous explosive atmosphere of a mixture of air and flammable gases, vapours or mists or dusts is not usually or is temporarily formed in normal operation. 正常工況，不太可能出現(xiàn)，或短時(shí)維持

危險(xiǎn)區(qū)域劃分—— 非礦用區(qū)域

危險(xiǎn)區(qū)域劃分的辦法

●區(qū)域分類

◆ 識(shí)別釋放源

◆ 確定釋放速率和釋放源等級(jí)（連續(xù)釋放源，一級(jí)釋放源，二級(jí)是釋放源）

◆ 評(píng)估通風(fēng)或稀釋條件和效率

◆ 確定區(qū)域類型

◆ 確定區(qū)域的范圍

● 采用行業(yè)指引

采用指引或范例方法來(lái)進(jìn)行區(qū)域劃分（如GB 50058）

● 計(jì)算方法 （EN/IEC 60079-10-1）

最高表面溫度限定

II類：無(wú)T5氣體, 僅二硫化碳和亞硝酸乙酯為T6氣體。

III類：不超過(guò)指定的最大表面溫度。

防爆基本概念

環(huán)境溫度

◆ 通常情況下，本安設(shè)備使用的環(huán)境溫度應(yīng)該為-20℃ ≤Ta≤+40℃。

◆ 當(dāng)設(shè)備預(yù)期使用在不同于以上環(huán)境溫度范圍，應(yīng)讓用戶注意。

◆ 通常環(huán)境溫度范圍如下：-40℃ ≤Ta≤+60 ℃

防爆設(shè)備的分類

防爆設(shè)備的保護(hù)等級(jí) EPL

◆ EPL：Equipment Protection Level

◆ 根據(jù)設(shè)備成為引爆源的課能性和在爆炸性環(huán)境中所具有的不同特征而 對(duì)設(shè)備規(guī)定的保護(hù)等級(jí)

防爆產(chǎn)品的分類 —— 總結(jié)

常用保護(hù)方法

02

防爆設(shè)備的選型基礎(chǔ)

防爆產(chǎn)品的選型基礎(chǔ)

? 用戶應(yīng)確定設(shè)備所在的區(qū)域類型

? 用戶應(yīng)確定設(shè)備所在區(qū)域爆炸性物質(zhì)的特性 （溫度，氣體或粉塵的分類組別）

防爆設(shè)備氣體分類組別 —— Sub Group

特殊：IIB+H2

防爆設(shè)備的溫度

◆ 最大表面溫度 （Maximum Surface Temperature)

設(shè)備在0.9倍和1.1 倍額定下（額定電壓，額定功率或額定電流）所能到 達(dá)的最高溫度 （已經(jīng)校準(zhǔn)到設(shè)備定義的最大環(huán)境溫度）

◆ 環(huán)境溫度 (Ambient Temperature)

設(shè)備使用的環(huán)境介質(zhì)的溫度（如空氣或其他介質(zhì)溫度）

◆ 服務(wù)溫度 (Service Temperature)

設(shè)備中與防爆方式符合性有關(guān)的非金屬材料的所能承受的工作溫度

防爆設(shè)備的表面溫度組別——?dú)怏w環(huán)境下

代表性氣體和粉塵的點(diǎn)燃溫度

防爆設(shè)備的IP防護(hù)等級(jí) GB 4208

從防爆標(biāo)志評(píng)審防爆設(shè)備的選型 ——IECEx/GB標(biāo)志 (氣體)

從防爆標(biāo)志評(píng)審防爆設(shè)備的選型 —— IECEx/GB 標(biāo)志(粉塵)

防爆方式及其適用的區(qū)域 —— 氣體環(huán)境

防爆方式及其適用的區(qū)域 —— 粉塵環(huán)境

防爆設(shè)備的選型評(píng)估要素

◆ 防爆設(shè)備的防爆方式應(yīng)和防爆設(shè)備的預(yù)期使用區(qū)域相匹配 ；

◆ 防爆設(shè)備的保護(hù)級(jí)別（EPL）應(yīng)和設(shè)備的預(yù)期使用區(qū)域相匹配；

◆ 防爆設(shè)備的氣體分類組別（IIA，IIB，IIC ，IIIA，IIIB，IIIC）應(yīng)和設(shè)備預(yù)期使用區(qū)域的可燃型物質(zhì)相匹配；

◆ 防爆設(shè)備的證書(shū)中規(guī)定的環(huán)境溫度和預(yù)期使用的區(qū)域相匹配；

◆ 防爆設(shè)備的最大表面溫度應(yīng)和設(shè)備預(yù)期使用區(qū)域的可燃性物質(zhì)的點(diǎn)燃溫度相匹配；如果是粉塵環(huán)境下的設(shè)備，測(cè)試時(shí)未覆蓋粉塵，Tmax<=2/3 Tcl (Tcl：粉塵的最小點(diǎn)燃溫度）

◆ 電纜引入裝置等設(shè)備，其與防爆方式有關(guān)的非金屬材料服務(wù)溫度和設(shè)備證書(shū)相關(guān)限制相匹配（如電纜引入點(diǎn)和分支點(diǎn)溫度）；

◆ 外部影響：防止外部因數(shù)對(duì)防爆設(shè)備性能的影響：如壓力條件，化學(xué)作用，震動(dòng)，外部熱源，電氣，潮濕，腐蝕等等，在設(shè)備選型時(shí)應(yīng)考慮這些外部因素的影響，并采取相應(yīng)的措施。

● 對(duì)于潮濕，應(yīng)考慮冷凝液體的排出；

● 過(guò)程液體流入設(shè)備內(nèi)部—單密封或雙密封；

● 防爆設(shè)備的IP 和一般IP的區(qū)別；如果設(shè)備的IP高于防爆要求的IP，設(shè)備的IP 安裝和使用過(guò)程中應(yīng)保持。

防爆設(shè)備的選型評(píng)估要素

● 移動(dòng)式或便攜式設(shè)備

◆ EPL 應(yīng)符合可能使用場(chǎng)所中最高EPL的要求

◆ 除非有合適的注意事項(xiàng)，否則移動(dòng)設(shè)備的備用電池不應(yīng)該帶入危險(xiǎn)區(qū)

◆ 移動(dòng)設(shè)備或便攜設(shè)備插座部分如在危險(xiǎn)區(qū) ，在插座應(yīng)滿足危險(xiǎn)區(qū) EPL的要求

03

防爆設(shè)備的安裝

防爆設(shè)備的安裝，檢驗(yàn)和維護(hù)要求

◆ 防爆設(shè)備設(shè)計(jì)，選擇和安裝：IEC 60079-14 (GB 3836-15)

◆ 防爆設(shè)備的安裝檢驗(yàn)和維護(hù)：IEC 60079-17 (GB 3836-16)

防爆設(shè)備的安裝——接地和等電位連接

等電位連接

● 危險(xiǎn)場(chǎng)所的電氣安裝均要求等電位，裸露的外部導(dǎo)體均應(yīng)與等電位連接系統(tǒng) 連接

◆ 等電位連接系統(tǒng)包含：

◆ 保護(hù)線

◆ 金屬導(dǎo)管

◆ 金屬電纜護(hù)套

◆ 鋼絲鎧裝和結(jié)構(gòu)的金屬部件，但不包含中性導(dǎo)線

● 電纜的鎧裝層或屏蔽層僅在危險(xiǎn)場(chǎng)所外接地（如控制室），則該接地點(diǎn)可以 作為危險(xiǎn)區(qū)域的等電位連接點(diǎn),但對(duì)于TN系統(tǒng)，鎧裝層或屏蔽層應(yīng)在危險(xiǎn)區(qū)域 內(nèi)接地或進(jìn)行絕緣隔離。

● 等電位連接導(dǎo)體的最小直徑為6mm2 (主）或 4mm2(補(bǔ)充連接）

● 本安設(shè)備的金屬外殼不需要等電位連接（除非證書(shū)或說(shuō)明書(shū)有要求）

● 陰極保護(hù)裝置不應(yīng)和等電位連接連在一起 ；

● 運(yùn)輸工具和固定設(shè)備之間連接管道如有絕緣法蘭，等電位連接可能需要。

布線和電纜

● 護(hù)套抗拉強(qiáng)度低的電纜“易剝離電纜”除非裝導(dǎo)管中，否則不允許使用；最低抗拉強(qiáng)度 2.5 N/mm2 (PVC, 15.0 N/mm2 Polyethylene）等電纜 為容易剝離電纜；

● 電纜應(yīng)為熱塑護(hù)套，熱固護(hù)套或合成橡膠護(hù)套，電纜圓形致密，如有擠壓層或填料層應(yīng)防潮；或礦物絕緣金屬護(hù)套；

● 無(wú)護(hù)套的單芯電線除非裝在配電盤，外殼或?qū)Ч軆?nèi)部；

● 電纜表面的溫度不應(yīng)超過(guò)設(shè)備的溫度等級(jí)，確認(rèn)設(shè)備是否需要用高溫電纜（如超過(guò)105）；

● 防止電纜的火焰?zhèn)鞑ィ喝绶螴EC60332-1-2的電纜 ，放置在沙槽中，或電纜從非危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)入安全區(qū)時(shí)進(jìn)行隔離。

與防爆方式有關(guān)的安裝 —— 隔爆

● U證隔爆產(chǎn)品不可以單獨(dú)使用；

● 隔爆箱體開(kāi)孔或孔的修改必須符合證書(shū)的要求；

● 防爆箱體內(nèi)部元件的變更需要再評(píng)估；

● 安裝過(guò)程應(yīng)保護(hù)好防爆結(jié)合面，防爆結(jié)合面不可以噴漆；

● 防爆結(jié)合面的油脂應(yīng)為非可燃性物質(zhì)，不應(yīng)硬化，不應(yīng)腐蝕防爆結(jié)合 面；

● 防爆間隙要保證。

與防爆方式有關(guān)的安裝 —— 增安

● 功耗和溫升評(píng)估；

● 火花元件不可以安裝，除非已經(jīng)采用其他防爆方式保護(hù)；

● 接線端子的固定；

● 殼體的緊固，確保IP防護(hù)。

與防爆方式有關(guān)的安裝 —— 本安

● 外接安全柵，安全柵本安參數(shù)應(yīng)和本安設(shè)備的參數(shù)相匹配；Uo ≤ Ui ; Io ≤ Ii ; Po ≤ Pi ; Co ≥ Ci + Cc ; Lo ≥ Li + Lc Cc = capacitance of cable (typ. 0.1 pF/cm) ; Lc = inductance of cable (typ. 5 nH/cm)

● 安全柵參數(shù)匹配應(yīng)考慮電纜的電氣參數(shù)；

● 如果有屏蔽要求，屏蔽應(yīng)在非危險(xiǎn)區(qū)一點(diǎn)接地，防止電位差；

● 本安電路和非本安電路的隔離；

● 本安線纜用藍(lán)色。

防爆設(shè)備的檢查和維護(hù)——檢查的主要項(xiàng)目

● 防爆選型和參數(shù)的匹配（初始檢查）

● 安裝的正確性

● 銘牌和警告性標(biāo)志的正確性和完好性

● 未經(jīng)批準(zhǔn)的修改

● 與防爆有關(guān)的非金屬件（如老化，脫落等）

● 安裝符合性和緊固件完整性

● 防爆結(jié)合面的完好性

● 電纜選型正確性和完好性

● 接地的正確性和完好性

● 電路的隔離

● 電路的干燥和清潔

● 接線的緊固性

● 與過(guò)程介質(zhì)之間的密封性 ，泄露痕跡

04

檢驗(yàn)案例

防爆設(shè)備的檢查和維護(hù) —— 案列

▲防爆面銹蝕

▲緊固件松動(dòng)

▲銘牌不完整或丟失

▲密封丟失或老化

設(shè)備選型和安裝的基本原則–總結(jié)

◆ 設(shè)備場(chǎng)所有文件化的分區(qū)文件 ，包含危險(xiǎn)場(chǎng)所的分類和區(qū)域范圍，危險(xiǎn)場(chǎng) 所的可燃性物質(zhì)種類和必要特性（如點(diǎn)燃溫度，氣體分類組別， 粉塵分類 組別）；

◆ 選型和安裝人員應(yīng)確保危險(xiǎn)場(chǎng)所的設(shè)備所需產(chǎn)品型式證書(shū)（3C和/或 ATEX/IECEx）以及產(chǎn)品的使用安裝說(shuō)明書(shū)是可獲得的；

◆ 選型人員在采購(gòu)防爆設(shè)備采購(gòu)前，應(yīng)由專業(yè)人員對(duì)防爆設(shè)備的證書(shū)防爆參 數(shù)，安全使用條件等進(jìn)行評(píng)審，確保防爆參數(shù)符合防爆區(qū)域的要求；

◆ 選型人員必須確保以防爆元件（U證），有和其預(yù)期使用的防爆設(shè)備一起 經(jīng)過(guò)評(píng)估；

◆ 防爆專業(yè)人員應(yīng)評(píng)估確保和防爆設(shè)備一起安裝的電纜引入裝置的防爆方式， 防爆參數(shù)和該防爆設(shè)備一致;

◆ 安裝人員安裝設(shè)備前，應(yīng)核對(duì)防爆銘牌和防爆證書(shū)一致；

◆ 安裝人員安裝設(shè)備前，應(yīng)仔細(xì)閱讀防爆設(shè)備的安裝使用說(shuō)明書(shū)，特別注意 證書(shū)和安裝使用說(shuō)明中的安全使用條件的要求。