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                      “防爆儀表”如何選型?深度好文!

                      類別:行業新聞 日期:2021-05-22

                      防爆電氣設備是一種電氣設備,廣泛應用在石油化工等行業的爆炸危險場所中。防爆電氣設備合理正確的選型、安裝、檢修和維護是避免爆炸事故發生的重要環節。本文從防爆原理、防爆電氣設備的選型、標準規范的要求等方面進行簡要描述,供大家參考。
                      石油化工裝置在生產過程中存在大量泄漏潛在可性能的爆炸混合物,為保障人身和生產,應合理選擇防爆儀表設備。
                      應急管理部于2019年頒布了78號文《隱患排查治理導則》;安監局于2017年發布了121號文《重大隱患判定標準》;2020年頒布了《危險化學品專項整治三年行動實施方案》。
                      這些法律、法規文件,都提出了明確的要求:爆炸危險場所應按標準要求,安裝使用防爆電氣設備。電氣設備的防爆等級應滿足相應區域的防爆要求。
                      這其中,包括電氣設備和儀表設備。
                      上述要求是構成重大隱患判定的條款,在工程設計和工程實施中嚴格執行。這說明,防爆的重要性,在工程設計和工程實施中應特別重視!
                       石油化工裝置特點
                       
                       
                       

                      凡涉及爆炸性物質生產、加工、處理、儲存、運輸的場所都可能形成爆炸性環境,在石油、化工、煤炭等生產領域不可避免的產生爆炸性物質的泄漏,并于空氣形成爆炸性危險場所。
                      據資料:
                      Ø 在煤礦下,2/3的場所術語爆炸性危險場所;
                      Ø 在石油開產現場和精煉廠約有60~80%屬爆炸性危險場所(爆炸危險區域);
                      Ø 在化學工業中,約有80%以上的生產車間屬爆炸性危險場所(爆炸危險區域)。 
                       
                      資料來源:
                      安監總管三〔2017〕121號《化工和危險化學品生產經營單位重大生產事故隱患判定標準(試行)》
                      十二、爆炸危險場所未按標準安裝使用防爆電氣設備。

                      總體來說,防爆電氣設備的選型原則:防爆電氣設備的選型原則是可靠,經濟合理。防爆電氣設備應根據爆炸危險區域的等級和爆炸危險物質的類別、級別和組別選型。
                      《AQ 3009-2007  危險場所電氣防爆規范》
                      5 爆炸危險場所防爆電氣設備的選型5.1 選型原則防爆電氣設備的選型原則:a) 防爆電氣設備的選型原則是可靠,經濟合理。b) 防爆電氣設備應根據爆炸危險區域的等級和爆炸危險物質的類別、級別和組別選型。
                       
                      相關標準:GB 50058、GB 3836、AQ 3009、GB 12476、GB 25286、IEC 60079、API RP 505等。
                       
                       

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                      確認危險區域分區、分類、分級、分組
                       
                      電氣儀表設備的電火花和溫度是產生爆炸的主要點燃源。不同爆炸性物質的點燃特性各不相同。為了使防爆措施更有針對性,有必要對爆炸性氣體環境進行危險區域分區,對爆炸性氣體物質/混合物進行分類、分級、分組。
                      分區:按出現爆炸性環境的可能性(概率)劃分,確定電氣設備性(程度)要求。
                      分類、分級、分組:按照氣體/粉塵類型和特性劃分,防爆電氣設備的級別和組別不應低于該爆炸性環境內可燃物質的級別和組別。
                      爆炸性氣體物質不同點燃特性的舉例見表1。
                       
                       
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                      確認爆炸性危險環境的分區
                       
                      爆炸性混合物出現的或預期可能出現的數量達到足以要求對電氣設備的結構、安裝和使用采取預防措施的區域,為爆炸危險區域。
                       
                      在大氣條件下,氣體或蒸氣可燃物質與空氣的混合物引燃后,能夠保持燃燒自行傳播的環境,為爆炸性氣體環境。
                       
                      在大氣環境條件下,可燃性粉塵與空氣形成的混合物被點燃后,能夠保持燃燒自行傳播的環境,為爆炸性粉塵環境。
                       
                      《GB 50058-2014 爆炸危險環境電力裝置設計規范》
                       
                       
                      2.0.12 爆炸危險區域 hazardous area
                      爆炸性混合物出現的或預期可能出現的數量達到足以要求對電氣設備的結構、安裝和使用采取預防措施的區域。
                       
                       
                      2.0.10 爆炸性氣體環境 explosive gas atmosphere
                      在大氣條件下,氣體或蒸氣可燃物質與空氣的混合物引燃后,能夠保持燃燒自行傳播的環境。
                       
                       
                      2.0.24 爆炸性粉塵環境 explosive dust atmosphere
                      在大氣環境條件下,可燃性粉塵與空氣形成的混合物被點燃后,能夠保持燃燒自行傳播的環境。
                       

                      3
                      確認分區-設備保護級別
                       
                      爆炸性環境內電氣設備保護級別的選擇一般需根據危險區域劃分來確認。
                       

                      選擇應符合表5.2.2-1的規定:
                       
                       
                      《GB 50058-2014 爆炸危險環境電力裝置設計規范》
                       
                       
                      5.2.2 危險區域劃分與電氣設備保護級別的關系應符合下列規定:
                      1 爆炸性環境內電氣設備保護級別的選擇應符合表5.2.2-1的規定。


                      4
                      確認電氣設備保護級別(EPL)與電氣設備防爆型式
                       
                      常用防爆儀表的電氣設備保護級別(EPL)與電氣設備防爆型式的關系應符合下表:
                       
                      注:①在1區使用的增安型“e”電氣設備于GB/T 3836.15-2017 表3中注a定義的電氣設備。
                       

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                      確認分類分級
                       
                      防爆電氣設備的級別和組別不應低于該爆炸性氣體環境內爆炸性氣體混合物的級別和組別。氣體、蒸氣或粉塵分級與電氣設備類別的關系應符合表5.2.3-1的規定:
                       

                      《GB 50058-2014 爆炸危險環境電力裝置設計規范》
                      5.2.3 防爆電氣設備的級別和組別不應低于該爆炸性氣體環境內爆炸性氣體混合物的級別和組別,并應符合下列規定:
                      1 氣體、蒸氣或粉塵分級與電氣設備類別的關系應符合表5.2.3-1的規定。當存在有兩種以上可燃性物質形成的爆炸性混合物時,應按照混合后的爆炸性混合物的級別和組別選用防爆設備,無據可查又不可能進行試驗時,可按危險程度較高的級別和組別選用防爆電氣設備。
                      對于標有適用于特定的氣體、蒸氣的環境的防爆設備,沒有經過鑒定,不得使用于其他的氣體環境內。
                       

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                      確認分組
                      防爆電氣設備的級別和組別不應低于該爆炸性氣體環境內爆炸性氣體混合物的級別和組別。
                      Ⅱ類電氣設備的溫度組別、高表面溫度和氣體、蒸氣引燃溫度之間的關系符合表5.2.3-2的規定。
                       

                       Ⅲ類電氣設備的高表面溫度應由相關粉塵的低點燃溫度減去安全裕度確定。
                      應用于爆炸性粉塵環境的電氣設備,將直接標出設備的高表面溫度,不再劃分溫度組別。
                      內容依據:
                       
                      《GB 50058-2014 爆炸危險環境電力裝置設計規范》
                      5.2.3 防爆電氣設備的級別和組別不應低于該爆炸性氣體環境內爆炸性氣體混合物的級別和組別,并應符合下列規定:2 Ⅱ類電氣設備的溫度組別、高表面溫度和氣體、蒸氣引燃溫度之間的關系符合表5.2.3-2的規定。
                      《爆炸性環境電氣工程通用規范》(征求意見稿)
                      3.1.4 防爆電氣設備的級別和組別不應低于該爆炸性環境內可燃性物質的級別和組別,并應符合下列規定:
                      3  Ⅲ類電氣設備的高表面溫度應由相關粉塵的低點燃溫度減去裕度確定。條文說明,
                      3款是在《爆炸性環境第15部分:電氣裝置的設計、選型和安裝》GB/T 3836.15-2017第5.6.3.1條的基礎上修改而來,本通用規范僅給出了確定Ⅲ類電氣設備的高表面溫度的原則,具體方法請參見上述標準。應用于爆炸性粉塵環境的電氣設備,將直接標出設備的高表面溫度,不再劃分溫度組別。例如,用于具有導電性粉塵的爆炸性粉塵環境ⅢC等級“ia”(EPL Da)電氣設備,高表面溫度低于1200℃的表示方法為Ex ia ⅢC T1200℃ Da或者Ex ia ⅢC T1200℃ IP20。
                      溫度組別或高表面溫度是防爆設備性能的基本參數之一,是防爆電氣設計基本的要求,實踐證明溫度組別或高表面溫度的正確選擇可以減少或電氣設備有可能成為引發爆炸條件的點燃源。

                      爆炸性氣體分級、分組舉例:
                       
                       
                       
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                      意識認知
                       
                       
                       
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                       確認防爆型式和技術措施

                      設法排除爆炸三要素中的一個或幾個,使產生爆炸的危險到一個可接受的程度。
                       
                       
                       
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                      查看爆炸性氣體環境防爆標志
                       
                       

                      GB 3836.1-2010 爆炸性環境 第1部分:設備 通用要求29.14 標志示例 易產生瓦斯的煤礦用隔爆外殼“d”(EPL Mb):Ex d Ⅰ Mb 或 Ex db Ⅰ。 帶本質型“i”(EPL Ga)輸出電路的隔爆外殼Ex元件“d”(EPL Gb),用于除易產生煤礦瓦斯氣體外的C級爆炸性氣體環境(防爆合格證編好后加符號“U”):Ex d[ia Ga] ⅡC Gb 或 Ex db [ia] ⅡC。 使用增安型“e”(EPL Gb)和正壓外殼“px”型(EPL Gb)的電氣設備,高表面溫度125℃,用于除易產生瓦斯的煤礦外的、引燃溫度高于125℃的爆炸性氣體環境,在防爆合格證中注明使用的具體條件(防爆合格證編好后加符號“X”):Ex e px ⅡC 125℃(T4)Gb 或 Ex eb pxb ⅡC 125℃(T4) 使用隔板外殼“d”(EPL Mb和Gb)和增安型“e”(EPL Mb和Gb)的煤礦用電氣設備和用于除易產生瓦斯的煤礦外的B級氣體、引燃溫度高于200℃的爆炸性氣體環境:Ex de Ⅰ Mb 或 Ex db eb ⅠEx de ⅡB T3 Gb 或 Ex db eb ⅡB T3 用于除易產生瓦斯的煤礦外的、僅存在氨氣爆炸性氣體環境用的隔爆外殼電氣設備“d”(EPL Gb):Ex d Ⅱ氨(NH3)Gb 或 Ex db Ⅱ氨(NH3) 用于具有導電性粉塵的爆炸性粉塵環境ⅢC等級澆封型電氣設備“ma”(EPL Da),高表面溫度低于120℃:Ex ma ⅢC T120℃ Da 或 Ex ma ⅢC T120℃   IP68 用于具有導電性粉塵的爆炸性粉塵環境ⅢC等級“ia”(EPL Da)型電氣設備,高表面溫度低于120℃:Ex ia ⅢC T120℃ Da 或 Ex ia ⅢC T120℃   IP20 用于具有導電性粉塵的爆炸性粉塵環境ⅢC等級“p”(EPL Db)型電氣設備,高表面溫度低于120℃:Ex p ⅢC T120℃ Db 或 Ex pb ⅢC T120℃  IP65 用于具有導電性粉塵的爆炸性粉塵環境ⅢC等級“t”(EPL Db)型電氣設備,高表面溫度低于225℃,當用500mm的粉塵層試驗時低于320℃:Ex t ⅢC T225℃ T500 320℃ Db 或 Ex tb ⅢC T225℃ T500 320℃  IP65 
                       
                      總之,想弄清楚防爆設計原則,搞清楚以下幾個問題,選型基本不會出太大問題。
                       
                       
                       
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