爆炸危险环境(或场所)电气防爆技术课件.ppt
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- 爆炸 危险 环境 场所 电气 防爆 技术 课件
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1、2022-6-211爆炸危险环境(或场所) 电电 气气 防防 爆爆 技技 术术2022-6-212爆炸危险场所定义: 在大气条件下,气体、蒸汽或雾状、粉尘或纤维状的可燃物质与空气构成的混合物,在该混合物中点燃后,燃烧或爆炸将传遍整个未燃混合物的场所。防爆电气设备定义: 按规定条件设计制造而不会引起周围爆炸性混合物(爆炸危险场所)爆炸的电气设备。2022-6-213电气防爆技术目前我国尚存在一些误区一.防火、防爆概念混淆二.只要电气设备选用防爆就解决防爆问题 1.Ex标志:不是防爆标志是英文标志:不是防爆标志是英文Explosion的简写,的简写,是一个是一个“警示标志警示标志” 它包含质量安装
2、使用维修保养检修它包含质量安装使用维修保养检修 2.防爆电气设备有各种型式,共防爆电气设备有各种型式,共11种型式种型式 是根据不同的防爆原理决定,而适用于不同的爆是根据不同的防爆原理决定,而适用于不同的爆炸危险场所区域。炸危险场所区域。2022-6-214 3.防爆电气设备有不同的等级防爆电气设备有不同的等级 爆炸性气体环境,根据不同的易燃物质分爆炸性气体环境,根据不同的易燃物质分19个等级个等级 爆炸性粉尘环境,根据不同的易燃物质分爆炸性粉尘环境,根据不同的易燃物质分6个等级个等级 4.爆炸危险场所有不同的区域等级爆炸危险场所有不同的区域等级 根据释放源和现场通风状况而决定根据释放源和现场
3、通风状况而决定 爆炸性气体环境分三个区域爆炸性气体环境分三个区域 爆炸性粉尘环境分二个区域爆炸性粉尘环境分二个区域2022-6-215三.常用的防爆电气设备型式(如隔爆型)是不密封的。 一般不能在户外使用四.我国石油、化工行业,现场电气布线电缆或导线窜钢管保护。钢管不是防爆钢管,仅仅起机械损伤保护五.爆炸危险场所电气一定要达到整体防爆概念2022-6-216防火、防爆概念混淆 1.爆炸的种类很多,基本分三大类:物理性爆炸、化爆炸的种类很多,基本分三大类:物理性爆炸、化学性爆炸、核爆炸。要防止爆炸的发生,都有相应的措施,学性爆炸、核爆炸。要防止爆炸的发生,都有相应的措施,称为防爆。因此防爆一定要
4、讲清楚对象是什么爆炸。特别称为防爆。因此防爆一定要讲清楚对象是什么爆炸。特别是化学反应引起爆炸的防爆措施和本讲义爆炸性环境爆炸是化学反应引起爆炸的防爆措施和本讲义爆炸性环境爆炸的防爆措施的混淆,甚至将二种爆炸也混淆。的防爆措施的混淆,甚至将二种爆炸也混淆。 化学反应引起爆炸指发生在化学反应釜、反应塔等装化学反应引起爆炸指发生在化学反应釜、反应塔等装置里,而爆炸性环境指装置和管道里易燃物质泄漏到大气置里,而爆炸性环境指装置和管道里易燃物质泄漏到大气中与空气混合,形成爆炸性混合物的爆炸,是环境空间的中与空气混合,形成爆炸性混合物的爆炸,是环境空间的爆炸。爆炸。 采取防爆的方法截然不同,前者用严格控
5、制工艺参数采取防爆的方法截然不同,前者用严格控制工艺参数(温度、压力、流量)手段和装置增加安全阀、爆破膜等,(温度、压力、流量)手段和装置增加安全阀、爆破膜等,后者用防爆电气设备。后者用防爆电气设备。2022-6-2172.防火(易燃物质)和防爆(爆炸性环境)的区别防火(易燃物质)和防爆(爆炸性环境)的区别 消防有双重意义,一是采取防止火灾发生的措施,另消防有双重意义,一是采取防止火灾发生的措施,另外万一发生火灾还应采取可灭火的措施,相应的提出下列外万一发生火灾还应采取可灭火的措施,相应的提出下列主要防火要求:主要防火要求:(1)按易燃物质的不同等级提出建筑物不同的耐火等级规)按易燃物质的不同
6、等级提出建筑物不同的耐火等级规定;定;(2)为了控制火灾的火势量,提出建筑物的面积规定;)为了控制火灾的火势量,提出建筑物的面积规定;(3)为了控制火灾对周围建筑物的影响,提出对与相邻建)为了控制火灾对周围建筑物的影响,提出对与相邻建筑物的间距规定;筑物的间距规定;(4)为了便于人员发生火灾后逃生,提出建筑物必要逃生)为了便于人员发生火灾后逃生,提出建筑物必要逃生通道;通道;(5)为了解决初始火灾的灭火,提出必须配备的灭火设施。)为了解决初始火灾的灭火,提出必须配备的灭火设施。2022-6-2183.易燃物质分类:易燃物质分类: (1)GB50016-(2006年版)建筑设计防火规范将物品年版
7、)建筑设计防火规范将物品的火灾危险性分成五大类,把易燃物质分在甲、乙、丙前的火灾危险性分成五大类,把易燃物质分在甲、乙、丙前三类中。三类中。 甲类:闪点甲类:闪点28的易燃液体、爆炸下限的易燃液体、爆炸下限10%的易燃的易燃气体;自燃和遇水燃烧的固体气体;自燃和遇水燃烧的固体 乙类:乙类:28 闪点闪点60 )的闪点为基准。)的闪点为基准。2022-6-219 (2)GB50160-(2006版)石油化工企业设计防火规版)石油化工企业设计防火规范将易燃气体分为甲类和乙类(相同于范将易燃气体分为甲类和乙类(相同于GBJ16),将易燃),将易燃液体分为甲液体分为甲A、甲、甲B、乙、乙A、乙、乙B、
8、丙、丙A、丙、丙B类。类。 甲甲A类:液化烃、类:液化烃、 甲甲B类:闪点类:闪点28易燃液体、易燃液体、 乙乙A类:类: 28 闪点闪点 45 易燃液体易燃液体、 乙乙B类:类:45 闪点闪点120 可燃液体。可燃液体。 上述上述45 是世界城市月平均气温,是世界城市月平均气温,120 是重柴油的闪点是重柴油的闪点2022-6-2110 (3)GB12268-90 “危险货物品表危险货物品表” 为了易燃物质的运输和包装要求,与国际接轨分为为了易燃物质的运输和包装要求,与国际接轨分为 低闪点液体低闪点液体 闪点闪点-18 需需类包装类包装 中闪点液体中闪点液体 - -18 闪点闪点 23 需需
9、类包装类包装 高闪点液体高闪点液体 23闪点闪点61 需需类包装类包装 上述上述23是欧洲城市最热平均气温是欧洲城市最热平均气温2022-6-2111 第一章第一章 中国爆炸危险场所电气安全中国爆炸危险场所电气安全规程和标准规程和标准l 爆炸危险场所电气安全规程爆炸危险场所电气安全规程 主要内容:主要内容: 1.爆炸危险场所区域等级判断原爆炸危险场所区域等级判断原 则、则、判断方法及绘制判断方法及绘制 2.爆炸危险场所防爆电气设备防爆爆炸危险场所防爆电气设备防爆 型式选用方法型式选用方法 3.爆炸危险场所电气线路的设计爆炸危险场所电气线路的设计l 防爆电气设备制造标准防爆电气设备制造标准 特种
10、的结构和电路主要型式特种的结构和电路主要型式 1.隔爆型电气设备隔爆型电气设备 GB3836.22010 2.增安型电气设备增安型电气设备 GB3836.32010 3.本质安全型电气设备本质安全型电气设备 GB3836.42010电电 气气 防防 爆爆 技技 术术2022-6-21124.爆炸危险场所电气线路和防爆电爆炸危险场所电气线路和防爆电气设备的安装施工要求气设备的安装施工要求 5.爆炸危险场所电气接地保护要求爆炸危险场所电气接地保护要求6.爆炸危险场所电气安装置竣工验爆炸危险场所电气安装置竣工验收要求收要求7.爆炸危险场所电气装置安全运行爆炸危险场所电气装置安全运行和维修和维修8.爆
11、炸危险场所电气装置检修要求爆炸危险场所电气装置检修要求9.爆炸危险场所管理和技术人员安爆炸危险场所管理和技术人员安全培训要求全培训要求 10.爆炸危险场所的电气安全监督爆炸危险场所的电气安全监督和检查要求和检查要求 4.正压型电气设备正压型电气设备 GB3836.520045.充油型电气设备充油型电气设备 GB3836.620046.充砂型电气设备充砂型电气设备 GB3836.720047.无火花型电气设备无火花型电气设备 GB3836.820038.浇封型电气设备浇封型电气设备 GB3836.920069.气密型电气设备气密型电气设备 GB3836.10199110.粉尘型电气设备粉尘型电气
12、设备 GB12746.120002022-6-2113规范和标准有1.中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程 (1987)2.爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB5005819923.爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范 GB5025719964.爆炸性气体环境用电气设备的检修爆炸性气体环境用电气设备的检修 GB3836.1319975.爆炸性气体环境用电气设备危险场所分类爆炸性气体环境用电气设备危险场所分类 GB3836.1420006.爆炸性气体环境用电气设备危险场所电气
13、安装爆炸性气体环境用电气设备危险场所电气安装 GB3836.1520002022-6-2114第二章第二章 爆炸性混合物爆炸性混合物一.易燃物质: 定义:凡能与空气中的氧或其他氧化物起氧化反应,定义:凡能与空气中的氧或其他氧化物起氧化反应, 并能产生燃烧(发热、发光)现象的物质。并能产生燃烧(发热、发光)现象的物质。 分类:分类:气体液体固体闪点45粉尘粒径1200um纤维爆炸性混合物举例氢、乙炔、乙烯甲苯、酒精、汽油乙二醇、柴油镁、铝、萘、聚乙烯、小麦粉、矿粉、煤粉棉纤维、人造短纤维第一节第一节 爆炸性混合物的基本特征爆炸性混合物的基本特征2022-6-2115二.燃烧 定义:燃烧是一种放热
14、、发光的氧化反应。定义:燃烧是一种放热、发光的氧化反应。 例如:例如: C + O2 CO2 (发白光)(发白光) S + O2 SO2 (发紫光)(发紫光) 2 H2 + O2 2H2O (发兰光)(发兰光)而:而:4Fe+ 3O2 2Fe2 O3 没有热量和光没有热量和光,不能称为燃烧不能称为燃烧2022-6-2116三.爆炸定义:由于氧化反应或者其他放热反应而引起压力和温度的骤升现象定义:由于氧化反应或者其他放热反应而引起压力和温度的骤升现象 物理性爆炸:物理性爆炸:由于物质的体积膨胀由于物质的体积膨胀,引起压力和温度的骤升造成容器外壳引起压力和温度的骤升造成容器外壳 破损,产生爆炸破损
15、,产生爆炸 简单化学爆炸:简单化学爆炸:因受外界振动引起某些物质自身分解产生因受外界振动引起某些物质自身分解产生 压力,温度骤升现象压力,温度骤升现象. 复杂化学性爆炸:复杂化学性爆炸:因受外界压力触发,炸药会自身分解氧因受外界压力触发,炸药会自身分解氧 气,引起氧化反应,造成压力、温度骤升现象气,引起氧化反应,造成压力、温度骤升现象爆炸爆炸 化学性爆炸化学性爆炸 化工生产的各类化学反应化工生产的各类化学反应(如硝化、脂化、聚合、催化、(如硝化、脂化、聚合、催化、 氧化等等)引起爆炸:因工艺条件(温度、压力、速率等)氧化等等)引起爆炸:因工艺条件(温度、压力、速率等)失控,引起压力、温度骤升现
16、象。(在反应釜、反应塔内)失控,引起压力、温度骤升现象。(在反应釜、反应塔内) 爆炸性混合物爆炸:爆炸性混合物爆炸:因生产用的反应釜、泵、阀门管道等因生产用的反应釜、泵、阀门管道等 泄漏出的易燃物质,与环境中空气混和成爆炸性混泄漏出的易燃物质,与环境中空气混和成爆炸性混 合物,一旦被电气火花点燃,引起环境的压力和温合物,一旦被电气火花点燃,引起环境的压力和温 核爆炸核爆炸 度骤升现象度骤升现象 2022-6-2117燃烧三要素:点火源点火源明火明火电气火花电气火花静电火花静电火花雷电火花雷电火花机械火花机械火花危险高温危险高温易燃物质易燃物质空气空气2022-6-2118爆炸三要素:点火源点火
17、源明火明火电气火花电气火花静电火花静电火花雷电火花雷电火花机械火花机械火花危险高温危险高温易燃物质易燃物质空气空气2022-6-2119四.与防爆电气有关的爆炸技术参数 1.爆炸极限爆炸极限 爆炸性混合物中的易燃物质与空气的比例,并不爆炸性混合物中的易燃物质与空气的比例,并不是什么比列都会点燃引起爆炸的,只有在某一个范围是什么比列都会点燃引起爆炸的,只有在某一个范围内,如氢气的爆炸极限是内,如氢气的爆炸极限是4%75%。其中。其中4%是氢气是氢气的爆炸下限,的爆炸下限,75%是氢气的爆炸上限。是氢气的爆炸上限。 2.自燃温度自燃温度 爆炸性混合物除用火花可以点燃,也可以用加热温爆炸性混合物除用
18、火花可以点燃,也可以用加热温度来点燃,凡能引起爆炸性混合物爆炸的最低温度,度来点燃,凡能引起爆炸性混合物爆炸的最低温度,称为自然温度。如氢气的自然温度为称为自然温度。如氢气的自然温度为560 2022-6-21203.爆炸压力爆炸压力 爆炸性混合物在爆炸极限内被点燃后引起爆炸,必然会产爆炸性混合物在爆炸极限内被点燃后引起爆炸,必然会产生冲击压力波,它的最大压力值称为爆炸压力:生冲击压力波,它的最大压力值称为爆炸压力: 由于大气压力是一个大气压,所以无论易燃物质压力多高,由于大气压力是一个大气压,所以无论易燃物质压力多高,要形成爆炸混合物,必须在一个大气压下。因此,爆炸压力是要形成爆炸混合物,必
19、须在一个大气压下。因此,爆炸压力是在一个大气压下(初始压力为在一个大气压下(初始压力为0)爆炸性混合物产生的最大压)爆炸性混合物产生的最大压力。不同的爆炸性混合物爆炸压力是不一样的,在力。不同的爆炸性混合物爆炸压力是不一样的,在0.8MPa左右。左右。 但是由于爆炸性环境空间很大,如果爆炸性混合物不能全但是由于爆炸性环境空间很大,如果爆炸性混合物不能全部爆炸完,则还会连续传遍整个未燃的爆炸性混合物,会引起部爆炸完,则还会连续传遍整个未燃的爆炸性混合物,会引起压力增加现象。也就是二次、三次甚至更多次爆炸,每次的爆压力增加现象。也就是二次、三次甚至更多次爆炸,每次的爆炸压力,是爆炸性混合物被前一次
20、爆炸压力预压后压力(初始炸压力,是爆炸性混合物被前一次爆炸压力预压后压力(初始压力)的倍数。压力)的倍数。 2022-6-2121(kgf/cm2)爆炸压力和浓度关系曲线爆炸压力和浓度关系曲线(氢气氢气)爆炸压力和初始压力关系曲线爆炸压力和初始压力关系曲线(kgf/cm2)47532=1大气压大气压=2大气压大气压=3大气压大气压7.414.822.2322022-6-21224.最大试验安全间隙(最大试验安全间隙(MESG) 在标准规定试验条件下,壳内所有浓度的被试验气体在标准规定试验条件下,壳内所有浓度的被试验气体或蒸气与空气的混合物点燃后,通过或蒸气与空气的混合物点燃后,通过25mm长的
21、接合面均长的接合面均不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分之间的不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分之间的最大间隙。最大间隙。2022-6-2123浓度%间隙mm外腔40.7爆炸40.6不爆炸100.6爆炸100.5不爆炸200.5爆炸200.4不爆炸320.4爆炸320.3不爆炸400.3不爆炸500.3不爆炸600.3不爆炸700.3不爆炸800.3不爆炸H2爆炸性混合物爆炸性混合物MESG举例举例MESG试验示意图试验示意图2022-6-21245.最小点燃能量(最小点燃能量(MIE) 在规定的试验条件下,能点燃最易点燃被试验气体或在规定的试验条件下,能点燃最易点燃被试验气
22、体或蒸气与空气的混合物的最小能量。蒸气与空气的混合物的最小能量。2022-6-2125最小点火能量与浓度关系曲线最小点火能量与浓度关系曲线EminMIE试验示意图试验示意图2022-6-2126爆炸性混合物爆炸极限%自然温度爆炸压力MPa最大安全试验间隙 MESG(mm)最小点火能量MIE(mJ)甲烷5155370.721.140.28丙烷2.19.54660.900.920.26乙醚1.7481700.920.870.19乙烯2.3364250.800.650.06氢4755600.740.290.019乙炔1.5823051.030.370.019爆炸性混合物的爆炸技术参数举例爆炸性混合物
23、的爆炸技术参数举例2022-6-2127第二节 爆炸性混合物的类别与级组划分一.爆炸性混合物的分类 分三大类分三大类 类:煤矿井下甲烷类:煤矿井下甲烷 类:工厂用气体、蒸汽、薄雾类:工厂用气体、蒸汽、薄雾 类:粉尘、纤维类:粉尘、纤维2022-6-2128二.爆炸性混合物的分级 1.爆炸性气体、蒸汽的分级爆炸性气体、蒸汽的分级 (1)按最大试验安全间隙分级()按最大试验安全间隙分级(MESG) MESG=1.14 (mm) 煤矿井下甲烷,为煤矿井下甲烷,为类不分级,标志类不分级,标志 0.9MESG1.14 (mm) 为为类类A级,标志为级,标志为A 0.5 MESG 0.9 (mm) 为为类
24、类B级,标志为级,标志为B MESG0.5 (mm) 为为类类C级,标志为级,标志为C (2)按最小点燃电流比分级()按最小点燃电流比分级(MICR) 最小点燃电流:在规定的试验条件下,对电阻电路或电最小点燃电流:在规定的试验条件下,对电阻电路或电*电路电路 用火花试验装置进行用火花试验装置进行3000次火花试验。能够发生点燃的最小电流。次火花试验。能够发生点燃的最小电流。 最小点燃电流比(最小点燃电流比(MICR):各种气体或蒸汽与空气的混合物):各种气体或蒸汽与空气的混合物 的最小点燃电流对甲烷与空气的混合物的最小点燃电流之比。的最小点燃电流对甲烷与空气的混合物的最小点燃电流之比。2022
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