电气设备的防爆及防爆区域的划分.ppt
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1、海油服股行字201316号附件1:,电气设备的防爆及防爆区域的划分,日期:2013年6月30日,第一章 危险区域的划分,1.GB50058-1992 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范;2.GB3836.14-2000 爆炸性气体环境用电设备 第14部分 危险场所分类;3.中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程(试行)1987年。爆炸性危险区域主要以爆炸性危险物质出现的频繁程度和持续时间为划分依据,爆炸性危险区域的划分规范依据,第一章 危险区域的划分,区域划分时应考虑以下主要因素:1.存在危险物质的可能性;2.危险物质的释放量;3.危险物质的特性(气体的密度等);4.环境条件(气压、温度、湿度
2、以及通风情况等);5.远离释放源的距离;6.危险物质泄漏监控设施设置情况;7.爆炸后果的严重性;,影响危险区域划分的主要因素,第一章 危险区域的划分,危险区域的划分,爆炸危险区域的划分首先确定释放源,考虑到海洋平台的某一区域或相邻区域是否有易燃液体、气体、油蒸汽或可燃气体(环境温度高于其燃点)进行处理或储存,然后根据可燃性或易燃性气体出现的频繁程度和持续时间进行划分。由于海上平台受空间的限制,设备布置比较紧凑,因此还应结合释放源所在处所的通风条件调整区域的划分。,第一章 危险区域的划分,0类危险区,0类危险区是指在正常条件下持续或长期存在爆炸危险气体的区域,如石油和天然气产品贮罐、贮仓、分离器
3、等内部空间或爆炸混合气体持续或长期存在的处所以及与上述相类似的处所。除了上述封闭的空间,很少存在0区。,第一章 危险区域的划分,1类危险区,1类危险区划分考虑的因素。1类危险区是指在正常工作条件下,可能存在易燃气体或油蒸汽的可燃浓度的区域,当出现以下任何一种情况时,应划为1类危险区:,第一章 危险区域的划分,正常情况下可能有可燃气体或油蒸汽聚集。由于维护、维修和泄漏,可能有可燃的气体或油蒸汽聚集。因工艺加工、贮存、输送等类似设备故障引起的电气设备故障,造成引燃源(如电弧)并同时伴有可燃的气体或油蒸汽聚集。可燃液体或不在充分通风的区域内进行处理、加工或存贮。在不充分通风的条件,终于空气的可燃油蒸
4、汽可能聚集的处所。比空气轻的可燃气聚集外的墙和房顶没有足够的开孔和通风。,1类危险区(续),第一章 危险区域的划分,1,安装有油、气处理和储存等装置及其系统的封闭处所,以及该类处所通风口边缘起向上和周围1.5米,向下3米的区域。直接临近于井口危险区、石油和天然气产品的储罐、分离器的密闭处所,以及油气容易积聚而通风不良的部位,或与上述相类似的处所。,1类危险区的处所,第一章 危险区域的划分,2类危险区,2类危险区划分考虑的因素。2类危险区是在不正常情况下才可能存在易燃气体或油蒸汽的区域,1类危险区确定后,出现以下任何一种情况时,应划为2类危险区:,第一章 危险区域的划分,在含有易燃液体或气体系统
5、的充分通风区域内,在非正常工况下可能会从潜在的释放源发生液体或天然气的泄漏;和一类区域相邻,但没有气密墙或挡板分开;采用正压通风,当通风设备故障或非正常操作时可能有可燃气气体或蒸汽聚集该区域。,2类危险区(续),第一章 危险区域的划分,以井口油气源为中心,向上和周围5米,向下直至铺板的区域。以1类危险区边界起向上和向周围延伸1.5米、向下延伸3米以内的区域。装有用作操作、处理、运输石油和天然气产品的设备及其管道,且可能会泄漏出油的封闭处所。安装在露天的石油和天然气产品储存罐、分离器,离外壳3米以内的空间。,2类危险区的处所,第一章 危险区域的划分,来自2类危险区封闭处所的通风出口边缘起向上和周
6、围1.5米,向下3,米以内的区域。装在露天部位用于操作、处理、运送石油和天然气产品的设备及其管道,以油气可能泄露源为中心,半径为3米。,2类危险处所(续),第一章 危险区域的划分,爆炸气体环境危险场所划分示例,第一章 危险区域的划分,第一章 危险区域的划分,第一章 危险区域的划分,第一章 危险区域的划分,第一章 危险区域的划分,第一章 危险区域的划分,第二章 电气部分防爆技术标准现状,中国主要防爆技术标准,中国颁布的主要防爆技术爆炸有:1.GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分 通用要求 2.GB3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第2部分 隔爆型电气设备
7、“d”3.GB3836.3-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第3部分 增安型电气设备“e”4.GB3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第4部分 本质安全型电路和电气设备“i”5.GB3836.5-2004 爆炸性气体环境用电气设备 第5部分 正压型电气设备“p”,第二章 电气部分防爆技术标准现状,6.GB3836.6-2004 爆炸性气体环境用电气设备 第6部分 充油型电气设备“o”7.GB3836.7-2004 爆炸性气体环境用电气设备 第7部分 充砂型电气设备“q”8.GB3836.8-2003 爆炸性气体环境用电气设备 第8部分 n型电气设备“n”9.GB3836.9-
8、1990 爆炸性气体环境用电气设备 第9部分 浇封型电气设备“m”10.GB3836.10-1991 爆炸性气体环境用电气设备 第10部分 气密型电气设备“h”(作废)11.GB12476.1-2000 可燃性粉尘环境用电气设备 第1部分 用外壳和限制表面温度保护的电气设备 第1节 电气设备的技术要求“DIP A/B”,中国主要防爆技术标准(续),第二章 电气部分防爆技术标准现状,中国其他防爆技术标准,中国颁布的其他配套防爆技术爆炸有:1.GB3836.11-1990 爆炸1.性气体环境用电气设备 第11部分 最大试验安全间隙测定方法;2.GB3836.12-1990 爆炸性气体环境用电气设备
9、 第12部分 气体或蒸汽混合物按其最小试验安全间隙和最小点燃电流的分级;3.GB3836.13-1997 爆炸性气体环境用电气设备 第13部分 爆炸性环境用电气设备检修;4.GB3836.14-1997 爆炸性气体环境用电气设备 第14部分 危险场所分类;,第二章 电气部分防爆技术标准现状,中国其他防爆技术标准(续),5.GB3836.15-1997 爆炸性气体环境用电气设备 第15部分 危险场所电气安装(煤矿除外);6.GB/T2900.35-1998 电工术语 爆炸性环境用电气设备;7.GB/T15604-1995 粉尘防爆术语;8.GB1444-1987 防爆灯具专用螺口式灯座。9.GB
10、1444-1987 防爆灯具专用螺口式灯座。,第二章 电气部分防爆技术标准现状,防爆电气设备的类、级、组,按设备适用的环境,分为三类:I类:矿井用Mining IndustryII类:工厂用Surface IndustryIII类:爆炸性粉尘和纤维环境用II类设备分级分组:和爆炸性气体分级、分组相同。分级:分为A、B、C三级(仅指隔爆、本安设备)分组:分为T1T6六组。与爆炸性气体温度组别不同是指设备最高表面温度,且它的确定与防爆型式有关。I类和III类设备不分级分组,但III类设备分为A/B型设备。,第三章 电气部分防爆简介,主要电气防爆技术(防爆型式),1、隔爆型(Exd)6、充砂型(Ex
11、q)2、本安型(Exia/Exib)7、n(ExnA/nC/nL,nR,nZ)3、增安型(Exe)8、浇封型(Exm)4、正压型(Exp)9、气密型(Exh)(已归入n型)5、充油型(Exo)10、粉尘防爆(DIP)解决主要点燃源:由电气因素引起的电火花和热效应。非电气设备防爆技术在中国尚处于起步阶段(包括机械摩擦火花、静电火花和光辐射等)。,第三章 电气部分防爆简介,主要防爆技术隔爆型Exd,设备依据标准:GB3836.1-2000/GB3836.2-2000隔爆外壳定义:能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力,并能阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播的电气设备外壳(I区防爆技术)。允许危
12、险气体进入隔爆外壳,外壳内可能产生爆炸。但要求外壳必须具有足够的强度;且各外壳接合面必须具有足够长的啮合长度和足够小的间隙,以确保内部爆炸不会穿过隔爆接合面而导致外部环境爆炸。是间隙防爆技术,依靠间隙、啮合长度来达到降温、熄火效果。,第三章 电气部分防爆简介,主要防爆技术隔爆型Exd(续),强度设计:至少为参考压力的1.5倍。通常IIB为1MPa,IIC为1.5MPa。隔爆接合面定义为阻止内部爆炸向外壳周围爆炸性气体混合物传播。隔爆外壳各个部件相对表面配合在一起的接合面,称为隔爆接合面。接合面结构形式与要求:平面接合面:表面粗糙度、啮合宽度、间隙圆筒接合面:表面粗糙度、啮合宽度、间隙 止口接合
13、面:表面粗糙度、啮合宽度、间隙螺纹接合面:啮合精度、啮合扣数、螺距大于0.7mm防锈措施:电镀、磷化、涂防锈油、不准涂刷油漆。,第三章 电气部分防爆简介,主要防爆技术增安型Exe,设备依据标准:GB3836.1-2000/GB3836.3-2000定义:对在正常运行条件不会产生电弧或火花的电气设备采取进一步措施,提高其安全程度,防止电气设备产生危险温度、电弧和电火花的可能性的型式(I区防爆技术)。要求设备在正常工作和认可的过载条件下不会产生危险温度、电弧和危险温度。增安型技术是一种德国技术。原则上可以适用于1区场所,但国际间或行业间认可程度略有不同。,第三章 电气部分防爆简介,主要防爆技术增安
14、型Exe(续),主要技术措施:接线端子放松、电气间隙/爬电距离、外壳防护等级、绕组绝缘、温度保护等。外壳不要求具有承受内部爆炸的强度、但至少应能承受规定的机械冲击,且具有IP54的外壳防护等级。典型应用:接线盒、电磁线圈(阀)、照明灯具、变压器和无刷电机等。自动化仪表通常存在调零/调满度的电位器或选择开关,即认为正常情况下会产生电火花,因此一般不设计为Exe。,第三章 电气部分防爆简介,主要防爆技术本质安全型Exi,设备依据标准:GB3836.1-2000/GB3836.4-2000定义:在标准规定的条件(包括正常工作和规定的故障条件)下产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环
15、境的电路(0/I区防爆技术)。是一种以抑止点火源能量为防爆手段的“安全”技术。要求设备在正常工作和故障状态下可能产生的电火花或热效应分别小于爆炸性危险气体的最小点燃能量和自燃温度。例如:氢气19uJ 560。本安技术实际上是一种低功率设计技术。因此它能很好地适用于工业自动化仪表。,第三章 电气部分防爆简介,主要防爆技术本质安全型Exi(续),基本设计技术措施(电路与结构设计方面):限制电压;限制电流;限制能量(含储能元件:电容和电感);合理选择元器件额定参数、载流导线截面等;电路和结构的分隔措施。,第三章 电气部分防爆简介,主要防爆技术本质安全型Exi(续),本安防爆的技术和商务特征:制造工艺
16、简单、体积小、重量轻、造价低(开关回路1:4);易于实现较高防爆级别的设计;可带电操作与维护;安全可靠性高;可有效避免人员触电伤亡事故发生;适用范围广(ia等级是唯一的0区技术);简单设备只需满足通用要求,不需认证即可接入本安防爆系统。,第三章 电气部分防爆简介,主要防爆技术本质安全型Exi(续),电气设备类型本质设备其内部所有电路都是本质安全电路的电气设备。关联设备装有本安电路和非本安电电路,且结构使非本安电路不能对本安电路产生不利影响的电气设备(关联设备一般安装在安全场所)。,第三章 电气部分防爆简介,主要防爆技术本质安全型Exi(续),本质安全设备的类别Exia直至两个元件或其它类型的故
17、障仍能保持防爆性能的设备。本质设备可安装在0区、1区、2区危险场所。本安关联设备可连接到0区、1区、2区危险场所。Exia本安设备是唯一可安装在0区的防爆电气设备。Exib直至一个元件或其它类型的故障仍能保持防爆性能的设备。本质设备可安装在1区、2区危险场所。本安关联设备可连接到1区、2区危险场所。,第三章 电气部分防爆简介,主要防爆技术本质安全型Exi(续),最小点燃曲线的概念最小点燃电流:用标准电火花试验装置,在电阻和电感电路中引起爆炸性试验混合物点燃的最小电流。最低点燃电压:用标准电火花试验装置,在电容电路中引起爆炸性试验混合物点燃的最低电压。最小点燃曲线:最小点燃曲线包括最小点燃电流曲
18、线和最低点燃电压曲线。它是通过大量电火花试验确定的点燃爆炸性气体混合物的临界值曲线。是设计人员设计本安电路的重要依据。国家标准GB3836.4-2000附录A给出了这些曲线。,第三章 电气部分防爆简介,主要防爆技术本质安全型Exi(续),安全系数由于点燃曲线中给出的最小点燃电流(或电压)值是点燃临界值。不能直接使用。使用时,应考虑相应的安全系数。所谓安全系数是指最小点燃电流(或电压)与本安电路的设计电流(或电压)相比的倍数。即最小点燃电流(或电压)/本安电路设计电流(或电压)。具体安全系数取值见下表:,第三章 电气部分防爆简介,主要防爆技术本质安全型Exi(续),通常情况下,对于电感电路利用降
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