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1、1,電氣防爆安全基礎,2,主要內容一、概述 二、防爆電氣基本知識三、防爆電器產品選型四、防爆電器產品質量鑒別與資質證書的核查五、防爆電器安裝與維護,3,一、概述 防爆電器產品是一種安全性電氣產品，主要用于石油、石油化工、化工、煤化工、紡織和制藥等行業具有爆炸性氣體、粉塵混合物的危險場所，它不僅要保證電氣控制、照明等性能可靠，滿足生產的需求，更重要的是它們在正常運行或事故狀態下，防止爆炸事故的發生，避免人身傷亡和財產損失。防爆電器產品與一般電氣產品質量保證有很大的不同。防爆電氣設備不僅要保證在制造過程中防爆安全質量，而且還要保證選型、安裝、使用和維護得當，才能真正達到防爆的目的。但產品的質量是其2、流通和應用全生命過程中防爆安全性能的重要保證。,4,從近年來，石油和化工行業事故案例來看，每年由于選購、安裝、使用、維護設備、生產操作不當以及人為造成的大小爆炸事故就有百余起，其中電氣引起的爆炸事故占有相當大的比例。尤其是選用低價劣質、安全裕度低的防爆電器引起的爆炸事故舉不勝舉,5,例如：某化工廠物料儲存罐在大檢修時，工人下到罐底清理罐底殘留的可燃性物料時，由于手提檢修隔爆燈不合格，造成點燃傳爆，造成3人當場死亡。例如：某化工廠高壓反應裝置由于事故，造成大量可燃性物料泄漏，現場工人為了保證安全，拉閘迅速斷電，由于選用了劣質隔爆型配電設備，造成爆炸，3死6傷。例如：某煉油廠廢油池照明燈具不合格，3、當油氣蒸發時點燃爆炸。,6,例如：某油田油水分離裝置中的制冷壓縮機組隔爆型電氣控制柜，由于隔爆鑄鋁殼體耐壓強度不夠和結構不合理，在操作時引起內部的爆炸，殼體破碎，操作人員當場死亡。例如：某煉油廠新建煉油裝置施工完畢后，在試運行時，工藝裝置發生故障，大量泄漏，停車拉閘時，發生電器設備點燃爆炸。這一案例說明，盡管電氣設備引起爆炸的概率較低，但也有可能發生在初始階段。所以，正確認識、合理選用和維修防爆電氣設備是安全生產的重要保證。,7,二.防爆電氣基本知識,8,什么是防爆電氣設備？,在可能產生爆炸的危險場所能夠安全運行的所有帶電設備，氣體類用“Ex”表示，粉塵類用“DIP”表示。例如：開關、燈具、電4、氣設備的連接設備、管件等等。,9,什么叫潛在的爆炸危險場所？,在大氣環境下，可燃性物質與空氣混合，被點燃爆炸后，燃燒將傳至全部未燃混合物的場所。可燃性物質是指：物質（包括氣體、液體和固體）本身是可燃的，并能夠產生可燃性氣體、蒸氣或可以在空氣中懸浮一段時間的固體微小顆粒。例如：氣體氫氣、乙炔氣等；液體汽油、酒精等；固體面粉、纖維織物、煤粉等。,10,爆炸性危險場所是如何形成的？,釋放源：是指可能把可燃氣體、薄霧或液體釋放到大氣中以至形成爆炸性混合物的某個部位或某個點。每一臺石化設備：如罐、泵、管道、容器等都應視作潛在的可燃性物質的 釋放源。釋放源附近區域形成爆炸危險場所。,11,爆炸危險場所區域5、是如何劃分？根據爆炸性氣體（蒸氣）環境出現的頻率和持續時間把危險場所分為以下區域:0區：爆炸性氣體環境連續出現或長時間存在的場所。1區：在正常運行時，可能出現爆炸性氣體環境的場所。2區：在正常運行時，不可能出現爆炸性氣體環境，如果出現也是偶爾發生并且僅是短時間存在的場所。,12,根據可燃性粉塵環境出現的頻率和持續時間，把危險場所 分為三個區域。,20區：在正常運行過程中可燃性粉塵連續出現或經常出現，其數量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物和/或可能形成無法控制和積厚的場所及容器內部。,21區：在正常運行過程中，可能出現粉塵數量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物但未劃入20區。,22區：在異常條件下,可6、燃性粉塵云偶而出現并且只是短時存在、或可燃性粉塵偶而出現堆積或可能存在粉塵層并且產生可燃性粉塵空氣混合物的場所。,13,危險場所圖例,罐內液面上方為0區,物料出入口附近1區,管道及閥門連接處 附近為2區,14,可燃性氣體和蒸氣的爆炸特性燃燒和爆炸產生的條件 形成燃燒和爆炸必須具備一定條件。下述條件在時間和空間上相遇，才會產生燃燒或爆炸：燃燒劑，例如氫氣，汽油等；氧化劑，例如氧氣，空氣等；點燃源，例如明火，火花，電弧，高溫表面等。上述條件被稱為形成燃燒和爆炸的三要素。工程上采取措施，防止三要素同時存在，防止出現火災和爆炸危險。,15,引起爆炸危險場所爆炸性混合物點燃的點燃源有：明火點燃靜電點燃機7、械撞擊火花和機械摩擦高溫點燃電磁波或超聲波點燃電氣設備電火花和高溫點燃,16,電氣設備產生的電火花或高溫并不能點燃所有的爆炸性混合物，這是因為不同的可燃性物質（氣體、蒸汽或粉塵）由于其各自的化學特性，所需點燃的能量和溫度各不相同。,17,根據不同的可燃性氣體、蒸汽所需點燃的溫度不同，將其劃分為6個不同溫度組別：,18,防爆電氣設備的分類：類：用于煤礦井下的電氣設備；類：除煤礦用以外的電氣設備（石油和化工用電氣設備）；粉塵類：用“DIP”表示。新標準劃分為類。,19,常用防爆類型的防爆原理 氣體防爆電氣設備有多種防爆的結構。主要是通過以下措施來達到防爆的目的：一種是采取有效的措施將電氣產品可能產8、生的電火花、電弧和危險高溫與爆炸性混合物隔離或相對隔離，避免應用環境的點燃爆炸；例如：隔爆型“d”、正壓型“p”和澆封型“m”等。一種是通過限制電路中的點燃能量來達到防止點燃的目的；例如：本質安全型“i”。另一種是采取一系列措施避免電氣設備或電路產生電火花、電弧和危險高溫；例如：增安型“e”、無火花型“nA”。,20,1）、隔爆外殼“d”能承受內部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，并阻止內部的爆炸向外殼周圍爆炸性混合物傳播的電氣設備外殼。給電氣設備制造一個堅固的外殼，所有接縫的間隙小于相應可燃性氣體的最大實驗安全間隙，如果可燃性氣體進入外殼之內被電火花點燃產生爆炸，則爆炸火焰被限制在外殼之內，不能點9、燃外殼外部環境中的爆炸性混合物，從而保證了環境的安全。隔爆外殼必須滿足兩個基本條件：耐爆性：外殼具有足夠的機械強度，能夠承受內部的爆炸壓力而不損壞，也不產生影響防爆性能的永久性變形。隔爆性：外殼壁上所有與外界相通的接縫和孔隙小于相應的最大實驗安全間隙。,21,隔爆外殼,隔爆接合面,圖,3,隔爆外殼示意圖,22,隔爆接合面的結構形式有平面式、圓筒式、止口式、螺紋式、曲路式以及膠粘密封等。隔爆級別分為：A、B、C（見標準）膠粘式 平面式 圓筒式注意：平面式一般用于A、B級結構。,23,透明件主要用于燈具的透明罩、電器觀察窗口等部位。透明件一般采用鋼化玻璃制成，應能承受規定的物體沖擊、耐爆炸壓力和環10、境的冷熱劇變。隔爆外殼上固定透明件的方法有膠粘式、襯墊式兩種。其中C級燈具只能采用膠粘式結構。引入裝置是電纜或導線進出電氣設備的隔爆部件。按按其結構分有橡膠密封圈式、填料密封式、帶螺紋的電纜引入方式之分。,24,2）增安型 增安型電氣設備是指對正常條件下不會產生電弧或電火花的電氣設備，進一步采取措施，提高其安全程度，防止電氣設備產生電弧、電火花及危險高溫的電氣設備。其防爆標志為“e”。例如：只有接線端子的接線箱、電流/電壓表、電動機、電氣連接管件和密封件、特定光源的燈具等；,25,增安型電氣設備是采取了以下結構措施來提高電氣設備安全性的：A、有效的外殼防護：承受外物沖擊不破裂；防護等級一般不低11、于IP54。B、電路的可靠連接：按照規定的連接方式連接可靠，并有防松措施。C、增大電氣間隙和爬電距離：,26,D、限制設備的溫升：電氣設備正常工作發熱不會達到規定的溫度組別，但在設備故障情況下會發生溫度無限升高，超過設備規定的溫度組別。故要進行溫度保護。例如：增安型電動機等。E、提高絕緣性能：在普通電氣設備絕緣材料的基礎上，選用高絕緣性能的材料和絕緣工藝。增安型電氣設備的絕緣材料目前有三聚氰胺、玻璃纖維增強樹脂、尼龍66和聚碳酸酯等。,27,什么樣的光源能夠制成增安型燈具？按照新的GB3836.3-2010國家標準規定:1.單插腳無啟動器熒光燈（Fa6）；2.G5或G13的管式雙插腳熒光燈,同12、時，光源電路應接成啟動和運行無陰極預熱的電路；3.通用照明鎢絲白熾燈。,28,3）正壓外殼型電氣設備 指具有正壓外殼的電氣設備。防爆標志為“p”。所謂正壓外殼是指保持內部保護氣體的壓力高于周圍爆炸性氣體環境的壓力，阻止外部混合物進入的外殼。正壓型電氣設備有連續氣流正壓、泄漏補償正壓、靜態正壓三種結構型式。,29,正壓型電氣設備的防爆型式是以外部的爆炸性環境（1區、2區）、是否有內釋放、正壓外殼內是否有點燃能力為依據來劃分的。pX型-將正壓外殼內的危險從1區降至非危險。(1區設備）py型-將正壓外殼內的危險從1區降至2區的正壓保護。pz型-將正壓外殼內的危險從2區降至非危險的正壓保護。（2區）,13、30,4）本質安全型設備 內部所有的電路都是本安電路的電氣設備。本質安全電路是指在正常工作和規定的故障條件下，產生的任何電火花或任何熱效應均不能點燃規定的爆炸性氣體環境的電路。關聯設備：裝有本質安全電路和非本質安全電路，而且結構使非本質安全電路不能對本質安全電路產生不利影響的電氣設備。一般為安全柵，主要用于電網供電的儀器設備。本質安全電路分為A、B、C三個級別。,31,本安電路的安全等級：ia等級:正常工作和一個故障，安全系數K1.5；二個故障，安全系數K1.0；ib等級:正常工作和一個故障，安全系數K1.0。ic等級：正常工作和一個故障，安全系數K1.0，但可靠 性元件不做要求。,安全柵,本14、安電路,非本安電路,32,5）粉塵防爆型 電氣設備采用防塵或塵密外殼的結構及限制表面溫度的方法對可燃性粉塵環境進行保護的電氣設備。此防護型式是粉塵防爆電氣設備的一種結構型式。防粉塵點燃的標志“DIP”。國際上分A、B型兩大類，兩者都具有相同的防點燃水平。A型：歐洲供應商一般采用的防塵型電氣設備；B型：北美國家供應商一般采用的防塵型電氣設備。,33,6）無火花型”n”電氣設備的一種防爆形式，這種型式的電氣設備，在正常運行時和本標準規定的一些條件下（僅指燈具的光源故障條件），不能點燃周圍的爆炸性環境。無火花型原來僅指正常工作中不產生火花或電弧的電氣設備，例如交流異步電動機，在其基礎上采取一些安全措15、施，例如風扇葉片采用無火花材料，外殼防護等級IP44或IP54，電氣間隙和爬電距離適當加大等。后來，這種防爆概念擴大到對正常工作中產生火花的電氣產品，根據其情況采取例如氣密封、簡單通風或限制能量等措施，達到一定的安全程度。由于這種防爆類型的擴展，術語“無火花”已經不很確切，現在常常被稱為“n”型。,34,n型設備可以分為兩類：設備正常運行時不產生火花或電弧，例如異步電動機、變壓器、燈具、接線盒、插接裝置等。設備正常運行時產生火花或電弧，例如開關、繼電器等。無火花型設備與前述的防爆類型相比，其安全程度稍低一些，它只能用于2區危險場所。,35,防爆電氣設備的防爆標志爆炸性氣體環境電氣設備的防爆標志16、：Ex 防爆結構類別()級別(A/B/C)溫度組別(T1T6)+保護形式Ga(GbGc)例如：隔爆型設備 Ex d B T4 Gb 增安型設備 Ex e T3 Gb 如果設備整體是由多種防爆結構組成，則：在防爆結構欄中按照字母的順次標注：例如：主操作腔為d，接線腔為e的防爆操作柱：Ex d e B T4 Gb,36,爆炸性粉塵環境電氣設備的防爆標志：DIP A/B(型式）危險區域（20、21、22)TA/TB（測量溫度類型），組別(T1T6)或直接標注溫度值例如：DIP A20 TA，T4（160)爆炸性氣體和粉塵混合的危險環境：防爆電氣設備應同時滿足兩種環境。例如：ExdBT4 Gb/DIP17、 A20 TA，T4,37,三、防爆電氣產品的選型對于氣體/蒸氣類危險場所：0區：ia等級的本質安全型；ma等級的澆封型；0區特殊型。1區：ia/ib型；d型；p型；q型;o型；ma/mb型；e型（包括接線盒/箱、單插頭,雙腳熒光燈連接成無預熱陰極型式和配有合適熱保護裝置的低壓異步電動）；復合型等。2區：上述類型和本安ic型、n型。,38,對于粉塵類危險環境：,39,設備的保護等級（EPL）：依據設備成為點燃源的可能性及區別爆炸性氣體環境、爆炸性粉塵環境和有甲烷的煤礦爆炸性環境的差別而規定的保護等級。,40,防爆電氣設備選型應考慮以下幾個方面：1、滿足危險場所劃分的危險區域來選用相應的電氣防爆18、類型；如果場所中同時存在氣體和粉塵，應同時考慮滿足要求。2、要根據危險環境可能存在的易燃易爆氣體/蒸氣/粉塵的種類來選擇防爆電氣設備的級別和溫度組別；對于粉塵防爆電氣設備溫度組別選擇應參照GB12476.2第6章執行。3、考慮其他環境條件對防爆性能的影響（例如：危險化學品作業場所中普遍存在既有易燃易爆的危險，還同時受到化學腐蝕，或鹽霧、或高溫、高濕，或沙塵、雨水，或振動的影響）；,41,4、保證石油、海洋石油、化學工業等行業危險場所安裝使用維護的特殊性，例如：帶電設備的種類和結構繁多，而且安裝位置多變，操作、檢修人員素質不同；5、選用具有防爆合格證、生產許可證以及國家相應認證的產品。6、具體的19、安裝配線需要。7、對于本質安全型設備，應合理按照防爆合格證信息和產品說明書的要求，合理選配隔離裝置（安全柵）和連接電纜。若安全柵放置在危險場所，應為相應的其它防爆類型。,42,四、防爆電氣產品質量的鑒別1.設備總體防爆標志：應在設備外殼明顯處標/鑄有防爆標志全稱，如:ExdeBT42.產品銘牌：內容應包括：1）防爆標志；2）防爆合格證號；3）特定的要求，如：環境要求或安裝使用限制等；4）出廠日期/編號。,43,3.設備整體外觀：1）金屬外殼的隔爆型設備：殼體相對壁厚、鑄面光滑無凹凸不平狀況，保證其承受爆炸強度要求和無砂孔。2）防爆型燈具的燈體要大，以保證其散熱能力和溫度組別要求，提高光源的使用20、壽命。3）設備具備內外接地并有接地標志。4）注意電氣設備的引入裝置配置情況，應保證施工配線的需要。4.設備結構合理性確認。例如：e型燈具光源，接線箱允許回路數和最大電流、功率等。,44,（1）防爆合格證。必要時要驗證證書的真偽性。特別要注意：整體設備的系統認證。（2）防爆電氣產品的檢驗報告和檢驗機構審查通過的技術文件。主要是防止防爆合格證的偽造、一證多用以及更加詳細地了解產品防爆參數和限制的條件。（3）生產許可證；目前防爆電氣屬于生產許可證強制認證范疇，共有14個單元的分類，華榮公司防爆電氣產品覆蓋了除防爆閥門類以外所有13個單元，是中國覆蓋范圍最多，產品規格最齊全的防爆廠家。在日常的招投標過21、程中，可以利用相應的關系建議用戶核查競爭對手的生產許可證覆蓋情況,防爆電氣設備資質證書的審查,45,爆炸性危險場所電氣設備的檢修資質,防爆電氣設備防爆性能方面的檢修和改造的要求，但并不是所有企業都可以自行檢修，企業應有健全的安全維修管理制度，檢修人員應進行防爆專業技術的嚴格培訓后方可從事。在檢修過程中若遇到結構復雜的設備時，應制定出檢修方案，并咨詢檢驗機構確認后，再進行。對于設備改造，應對改造后的設備由國家認可的安全生產防爆電氣檢測檢驗中心進行防爆檢驗確認合格后，方可投入使用。一般地講，小型化工企業，不具備電氣檢修加工能力的，最好請原設備制造方來進行。檢修時，應嚴格執行GB3836.13和相應22、制造標準。,46,五、防爆電氣設備安裝與維護由于防爆電氣的結構、工藝的特點,造成其防爆質量的保證與其他工業設備有極大的區別。一般工業設備只要保證產品制造的質量滿足要求，用戶安裝使用后就基本能夠保證質量。,47,防爆電氣設備不僅要保證在制造過程中防爆安全質量，而且，還要保證安裝、使用和維護得當，才能真正達到防爆的目的。如此說來，防爆電氣設備制造的質量和選型、安裝、維護的正確在其實際應用中防爆性能的保證各占有50%的重要性。如果防爆電氣設備選型、安裝、維護不當，其掩蓋的不安全因素比非防爆電氣設備更危險，容易造成用戶的麻痹意識。所以，要充分考慮在安裝、使用過程中造成的防爆安全性能失效問題。,48,防23、爆電氣施工安裝應嚴格執行國家強制性標準GB50058爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范、GB3836.14爆炸性氣體環境用電氣設備 第14部分：危險場所分類、GB3836.15 爆炸性氣體環境用電氣設備 第15部分：危險場所電氣安裝和GB12476可燃性粉塵環境用電氣設備第1部分第2節：電氣設備的選型、安裝和維護。安裝施工不同防爆類型電氣設備和配線時，應滿足相應的防爆型式要求并合理選用安裝材料。例如：隔爆型設備和增安型設備引入裝置的密封。,49,電氣連接和接線時，應保證可靠連接，防止虛接或短路。尤其是增安型、n型等結構。設備的外殼在保證防爆安全性能方面起著重要的作用。尤其是隔爆型。因此，安裝調24、試完畢后，其外殼要可靠緊固，防止隔爆性能或防護性能失效。,50,電源的接地類型及保護措施 為了限制電氣設備金屬外殼的接地故障電流的幅值及持續時間，防止等電位連接件的電位升高應采用適宜的電源的接地類型及保護措施。,51,電氣系統的布線1）電纜及其附件的選型及設置應考慮機械損傷及化學腐蝕等的影響。2）無護套的單芯電線（RV線），不能用作裝置及系統的布線。3）防爆電氣設備未使用的引入裝置及通孔應用適合相關防爆型式的堵塞件進行堵封（本安型除外），應采用僅用工具才能打開的堵塞件。4）電氣線路從非危險環境穿過危險環境時，其金屬管路應有相應的隔離密封措施。,52,5）危險和非危險環境之間墻壁上穿過電纜或金屬25、管的開孔要密封。6）危險環境中布線電纜不能有中間接頭。當不可避免時，在1區危險環境應在防爆盒內連接和分支；在2區危險環境應采用焊接后再用熱塑管或灌封接頭進行密封：7）絞線終端接頭應用芯線套或定型端子壓接，但不能采用單獨錫焊連接方法。,53,電纜引入系統 關于電纜引入到隔爆型電氣設備時，須注意引入的方式和方法：隔爆型電氣設備的引入方式分為：直接引入和間接引入兩種。這兩種引入方式中間接引入更安全可靠。間接引入的目的主要是將隔爆外殼內的電氣元件與接線部分隔離開來，使得引入裝置（尤其是橡膠密封圈式引入裝置）這一隔爆薄弱部分與點燃源電氣部件隔離開來，提高安全性。這樣做的目的一是避免用戶安裝維修時誤操作造26、成電氣連接的錯誤，二是保證安裝維修后，隔爆性能的保證。日本國家尤其重視間接引入的方式，而反對直接引入。,54,爆炸危險環境在下列場所應安裝隔離密封盒，以防止管路爆炸時產生較大壓力。a）當電氣設備的引入裝置無隔離密封件時導線引向引入裝置前的管件處；b）直徑50mm以上的鋼管距接線箱45cm處，及直徑50mm以上鋼管每隔15m處；c）相鄰的爆炸危險環境1區、2區之間；1區2區與相鄰的非危險環境之間。d)隔離密封盒內充填粉劑密封填料（對于隔爆型來講），其填充寬度應大于鋼管內徑，最小應大于16mm。當鋼管中含有三根以上絕緣導線時，其絕緣導線總截面積不得超過鋼管截面積的40%。,55,對于引入的方式來將27、分為橡膠圈式和填料式，其中填料式更為安全。使用直接引入的橡膠圈引入裝置須注意：,56,開始,殼體內是否有點燃源,是否是C級,采用隔離密封或間接引入。,是否在1區,是否大于2升,使用橡膠密封圈引入裝置。,是,否,是,否,是,否,是,否,57,如果隔爆外殼上設置的開孔不使用（例如：用于電纜密封套或導管引入），應將其封堵，使外殼保持隔爆性能.封堵裝置可以設計成能夠從隔爆外殼壁的外側或內側裝上或拆去。,58,爆炸性危險場所電氣設備檢查和維護是參照GB3836.16-2006爆炸性氣體環境用電氣設備 第16部分 電氣裝置的檢查和維護，結合相應法規和企業實際工作。在實際工作中可執行國家安全生產行業標準AQ28、30092007 危險場所電氣防爆安全規范。企業在實際檢修和維護中注意：1、嚴格執行安全生產作業規定，進入現場應嚴格消除靜電；作業時，應確認現場無可燃性物質泄露，可燃性氣體濃度應在安全下線以下。2、檢修工具應使用防爆工具，測試儀器盡量采用符合危險場所的防爆型。,防爆電氣設備檢修與維護,59,3、設備維修或更換部件時，應切短前級電源，嚴禁帶電開蓋。若設備內部有儲能元件或發熱元件時，還應延遲一段時間，待殼體內部溫度降至點燃溫度以下時再開蓋。嚴格按照設備警示說明操作。4、若檢修需要焊接動火，應將設備拆離危險場所進行。5、設備檢修完畢后，緊固螺栓時，應將各個螺栓擰緊并受力均勻，建議采用扭力板手緊固。629、接線時，應注意引入裝置中的橡膠密封圈是否可靠抱緊電纜；密封填料是否可靠密封。尤其是在安裝時，多根導線引入要保證隔離密封可靠。不可勉強進線。電氣設備的隔離密封應使用具有防爆安全認證的粉劑填料或有強度的其它填料等；防護密封可使用軟膠泥。,60,7、檢修清潔設備，尤其是非金屬材料外殼的電氣設備或工藝設備都應采用濕布擦拭，避免靜電點燃。8、更換光源時不得隨意改變型號規格、提高功率。9、防爆設備內部的電氣部件不準隨意更換，例如：燈具內部的鎮流器。10、檢修完畢后，認真填寫檢查維護記錄，并將保管待查。,61,結束語 綜上所述，防爆電氣設備的質量安全是石油和化學工業行業爆炸危險場所安全生產的重要保證，所謂的質量安全包含著從設計、采購、安裝、檢修維護以及在用中的管理安全等多重因素。只要按照相關國家標準嚴格執行，管理控制各環節的質量安全，廣泛、深入地掌握防爆電氣應用方面的知識和相應技術標準，提高對防爆電氣安全的意識和技能，才能夠確保危險環境的安全生產！,