国内外危险区域划分及仪表电气防爆概述

发表时间:2020/7/1   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:姜晓波
[导读] 摘要:针对国外技术合作方面工作的要求,以及目前国内自动化仪器中的使用到的防爆问题,本文对危险地区防爆设备使用的相关措施和规定相关意义进行了总结和论证。
        (珠海龙华石油化工有限公司  广东珠海  519000)
        摘要:针对国外技术合作方面工作的要求,以及目前国内自动化仪器中的使用到的防爆问题,本文对危险地区防爆设备使用的相关措施和规定相关意义进行了总结和论证。
        关键词:国内外;危险区域划分;仪表电气防爆
        引言
        随着现代社会科学技术的发展,现代石油工业正在磅礴迅速的发展和增长中,中国也在石油化工业现代化的发展中顺利进行着。在这方面国外的研究,中国参考国外相关产业的发展正在进行着必要的研究。全球仪器的创新和进步是有目共睹的,引入这些工具能有效地提高中国相关企业的生产力。因此,在引入相关设备时出台相关的设备指标是必然的趋势,世界各国在此方面相关指标方面相对较为混乱,尤其是在骚乱地区。很多人都知道,石化企业在生产过程中会生产各种易燃、可燃的爆炸性物质。当可燃性物体(包含气体、液体、固体)与空气中的氧气或固体氧化物混合,如果该混合物的浓度达到爆炸极限并且受到足够的点燃能量它就会爆炸。据国外统计,大型石化企业电力火灾和爆炸的原因占的比重最大。因此,防爆电器及防爆检测仪器在生产石油化工企业安全方面起着重要的作用。
        一、我国危险场所区域划分标准规范GB3836
        危险区域是指通常可能聚集易燃或易爆气体、蒸汽、粉尘或爆炸物的区域。按场所中存在的物质形态的不同,将危险场所划分为爆炸性气体环境和爆炸性粉尘环境。
        按区域中危险物质存在的时间长短,将两类不同物态下的危险区域划分为三个区。针对爆炸性气体环境,规定0区:危险物质在本区域存在超过1000小时/年,1区:危险物质在本区域存在10-1000小时/年。2区:危险物质在本区域存在小于0.1〜10小时/年。
        (一)危险场所进行分类的方法
        由于我们中国企业没有一个针对仪器的特殊防爆规范,因此通常在电源模块设计中参考相关法律规范。过去,中国的电气工程安全教育法规以及基于电器爆炸和火灾发生事故的风险、危险的程度、可能性和后果的严重程度将危险场所分为以下三类和八个级别。根据发展中国家的实际生活情况,新的《爆炸危险场所电气设备安全操作规程》接近国际电工委员会的标准。根据欧洲电工科学技术服务标准化委员会、德意志民主主义共和国VDE标准和日本防爆指南,爆炸风险场合分为两个五极,0级地区,1级地区,2级区域,10级区域,11级区域。根据存在有害物质的状态,分为两个部分地方:
        1.爆炸性气体或可燃气体与周围混杂构成爆炸性气体混合物的场所。依据其风险程度的大小分为三个区域等级。
        (1)0级区(区域0)
        在正常情况下,爆炸性气体混合物连续、短时频繁出现或长时间存在。
        (2)第1级区域(区域1)
        在正常发展情况下,爆炸性气体混合物有可能存在。
        (3)二级区域(区域2)
        在正常情况下,不存在爆炸性气体混合物。只有在异常条件下偶尔短暂出现。
        2.爆炸性粉尘,或易燃纤维与空气混合构成爆炸混合物,依据危险程度的水平的可能性分红两个地区。
        (1)10级区域(区域10)
        在正常情况下,爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物可能会在短时间内或长时间存在。
        (2)11级地域(区域11)
        平日不会有爆炸性粉尘或可燃纤维和空气的混合物,惟独在非正常条件下才会出现。
        (二)爆炸物质的分类、分级和分组
        1.分类、分级和分组。(矿井甲烷为单独一类)
        (1)爆炸性气体:标准实验条件下,根据最大试验安全间隙和最小点燃电流安全比分级。按引燃温度分组。(比值越大越危险,引燃温度越低越危险)
        (2)爆炸性粉尘和易燃纤维的分类组:爆炸性粉尘和易燃金属丝未根据其物理性质对其进行分级,按其引燃温度分组。
        (三)防爆电气设备的爆炸危险。
        自动化设备、低压电气设备在危险区域使用的必须按照防爆电气设备的规定进行管理。防爆电气设备在危险场所必须具备的特性是不能在运行时点燃爆炸性混合物。
        1.防爆电气工程设备的设计和安装的基本要求,是相关企业根据国家防爆、电气、自动化仪表、及化工等工艺设计规范综合设计。并选型采购的,在实际上在危险区域使用的电气设备多是以下两类。
        (1)隔爆电气设备。隔爆电气设备是指拥有隔爆外壳的电气设备,该外壳可封装可以引燃爆炸性混合物的部件,该外壳必需可以经受外部爆炸性混合物的爆炸压力并避免爆炸。
        (2)本安电气设备。本安电气设备是指在设备在正常或非正常运行或在标准试验的条件下,不会产生引燃爆炸性混合物能量的电气控制设备。


        2.选用防爆电气设备
        (1)原则:安全要求、可靠性、经济合理性,这是基于对爆炸危险区域和爆炸危险物质水平组分类地选择。尤其是0级区域只允许电气设备和其他设备的设计水平0区IA的本质安全水平。
        二、美国进行危险区划主要代码
        美国“国家电气规范”(NEC)是爆炸危险性分类和电气施工规定的首要文件。美国“国度电气标准”是由美国国度防火协会的国度电气标准委员会(NFPA)的进展。该文件检查和订正每三年一次。
        (一)危险区域划分:
        由于爆炸物的物理结构特性、爆炸发展方式、覆盖范围、爆炸事故发生的可能性和持续时间的不同,其爆炸危险等级也不同。因此,有必要可以根据相关危险程度对危险区域进行分类。
        美国《国家电气法规》中关于防爆区域的规定和定义如下:
        (二)爆炸性气体区域划分
        1级1等(class 1,division 1)
        正常情况下,爆炸性气体长期或连续持续存在。或由于运输、维护经常性的存在。或由于操作或故障,持续、周期或经常性存在的区域。
        1级2等(class 1,division 2)
        正常情况下,没有可爆炸性气体,但由于储存或运输会导致爆炸性气体泄露存在,或通风设备不可靠导致爆炸性气体存在累积,或正压设备故障导致周围爆炸性气体流入的区域。
        (三)爆炸性粉尘区域划分
        2级1等(class 2,division 1)
        正常情况下,爆炸性粉尘长期或持续性存在,或由于设备故障,会导致粉尘存在,或存在电气故障会引燃粉尘的可能,或能出现导电性爆炸粉尘的场所。
        2级2等(class 2,division 2)
        正常情况下,或故障情况下没有悬浮大量爆炸性粉尘。只有设备表面或周边区域存在爆炸性粉尘,可能由于设备表面发热或电气放电导致局部燃烧或爆炸的区域。
        3级1等(class 3,division 1)
        输送制造或使用可燃纤维或产生可燃飞絮的区域
        3级2等(class 3,division 2)
        储存和运输可燃纤维的区域
        其中,一级区域又根据爆炸性气体的不同分为 A B C D 4类。二及区域根据爆炸性粉尘的不同又分为 E F G 三类。
        各类型的防爆设备不可以互换使用。
        三、日本危险区域分类代码
        (一)根据日本劳动部《工业电气设备防爆导则》对危险场所进行分类,危险场所分为三类:
        1、该场所是仅在正常条件下长期存在危险气体的场所。
        2、只有在正常条件下才有可能产生危险气体的地方。
        3、在这两种情况下,危险气体只能发生在特殊情况下。
        (二)危险进行等级不同分类易燃气体(包括一些易燃液体)按蒸汽危险性,运输发展程度和爆炸风险等级结构分类。爆炸性气体的着火度是指根据着火温度可以划分的6个等级。
        爆炸性气体爆炸水平只在一个标准集装箱,爆炸实验室根据其增长在三个层次上不是最小间隙。
        (三)防爆系统电气工程设备的结构进行分类在日本产品规格中,防爆电器的结构有6种类型:
        1.耐压防爆结构
        2.充油防爆结构
        3.正压防爆结构
        4.增安防爆结构
        5.本质安全防爆结构
        6.特殊的防爆结构
        结语
        在选择和更换的中型防爆电气设备的石化生产过程中,防爆区域和安全系统应该考虑的,合理性和成本效益等因素,采取相应的措施防止爆炸。防腐性和替代国内外产品,这些方面仍存在一些分歧,因此在更换防爆电气设备的国外,必须进行严格的比较,合理选择,以满足电气规范爆炸危险的区域。
        参考文献:
        [1]中国石化总公司.石油化工安全技术(高级本),石油工业出版社,1987
        [2]陆德民.石油化工自动控制设计手册,化学工业部出版社,1988
        [3]王文等.防爆电器技术应用,黑龙江科技出版社,1985
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