在化工生产中,我们经常会提到“爆炸”、“防爆区”、“1区”等这样的术语。那么,爆炸的定义是什么?爆炸区域是如何划分的?爆炸区域中的仪表应如何选配?带着这些问题,开始与大家分享,关于在爆炸区域中,仪表选型的一些事宜。
一、爆炸场所划分
从引发爆炸的介质不同,我们一般按爆炸性介质类型来划分,有爆炸性气体区域和爆炸性粉尘区域和矿井区域(后两个本文不做讨论)等。
在化工厂中,爆炸性气体场所划分主要取决于释放等级和通风情况。分为三个区域:0区、1区和2区,分别对应爆炸性气体混合物在空气中存在的时长和概率,0区时间最长、概率最高,1区、2区依次递减。
二 、防爆设备的分类
当有爆炸性场所的存在,为了消除爆炸所带来的危害,人们根据爆炸产生的条件特意设计制造出,在爆炸性区域适用的设备,来降低直至杜绝爆炸产生的可能性。
在实际化工生产中我们遇到最多的是隔爆型设备“d”与本安型设备“i”。
图一:防爆合格证(隔爆型)
图二:防爆合格证(本安型)
三、隔爆设备
隔爆设备是将电气设备的带电部件放在特制的外壳内,该外壳具有将壳内电气部件产生的火花和电弧与壳外爆炸性混合物隔离开的作用,并能承受进入壳内的爆炸性混合物被壳内电气设备的火花、电弧引爆时所产生的爆炸压力,而外壳不被破坏;同时能防止壳内爆炸生成物向壳外爆炸性混合物传爆,不会引起壳外爆炸性混合物燃烧和爆炸。标志符号为“d”
由于隔爆型设备是通过壳体结构实现防爆的,所以在现场使用中一定要保证隔爆壳体附件的完整性,比如密封圈,垫圈、格兰头等。切忌“带电开盖”。
图三:隔爆设备附件
四、本安设备及本安系统
本安设备通过限制电气设备电路的各种参数,或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能,使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物,从而实现了电气防爆,这种电气设备的电路本身就具有防爆性能,也就是从“本质”上就是安全的,故称为本质安全型。采用本安电路的电气设备称为本质安全型电气设备,标志符号“i”,细分为“ia”、“ib”、“ic”。
“ia”保护等级是指电气设备正常工作和施加一个故障和任意组合的两个故障条件下,均不能引起点燃的本质安全型电气设备;在“ia”型电路中,工作电流被限制在100mA以下。“ia”型仪表适用于0区、1区和2区。
“ib”保护等级是指电气设备正常工作和施加一个故障条件下,不能引起点燃的本质安全型电气设备。在“ib”型电路中,工作电流被限制在150mA以下。“ib”型仪表适用于1区和2区。
“ic”保护等级是指电气设备不考虑故障条件,适用于2区。
图四:带有防爆标志的防爆设备铭牌
本安系统由现场本安(仪表)设备、本安电缆、关联设备(与本安设备有电气连接,并可能影响本安设备本安性能的有关设备,如各种安全栅及其它具有限流、限压功能的保护装置等)组成。
图五:防爆系统组成
本安电缆的低电容和低电感确保了在正常工作和故障情况下都不会产生危险的电火花,并具有极好的屏蔽性能和抗干扰性能。一般为蓝色护套,便于视觉上与其它电缆区分。
图六: 本安电缆
安全栅被设计为介于现场设备与控制室设备之间的,一个限制能量的接口。因此无论控制室设备处于正常或故障状态,安全栅都能确保通过它传送给现场设备的能量是本质安全的。
图七.安全栅
五.爆炸性危险区域防爆设备选型遇到的问题
问题1:本安设备都可以用在0区
据《危险场所电气防爆安全规范》AQ3009-2007规定,只有“ia”等级的和经过特殊设计的本安防爆设备才能用于0区。
问题2:只要使用本安设备则整个回路就满足本安条件
由上文得知,本安系统由现场本安(仪表)设备、本安电缆、关联设备(安全栅)组成,单一使用本安设备并不构成本安回路,且最终能否满足本安要求需要进行验证。
问题3:隔爆设备接入安全栅
隔爆设备可以接入安全栅,但是并不能提升整个系统防爆等级,只是起到隔离栅的作用。而且有些隔爆设备的启动功率较大,会出现无法驱动设备的情况,同时还增加了设备成本及线路敷设难度。一般不推荐隔爆设备使用安全栅。
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