仪表防爆原理与本质安全技术

仪表防爆原理与本质安全技术

爆炸是怎样发生的?

当下列三个条件同时满足时,爆炸就会发生:

1. 现场存在易爆物质,如易爆气体。

2. 现场存在氧气。

3. 现场存在引爆源,如足够能量的火花或足够高的物体表面温度。

仪表防爆原理

显然,消除上述三个条件中的任何一个,就能防爆。由于氧气无处不在,难以控制。所以,控制易爆气体和引爆源为两个最常用的防爆原理。而在仪表行业还有第三个原理,即控制爆炸范围。

原理一 控制易爆气体

人为地在危险现场营造出一个没有易爆气体的空间,将仪表安装其中。典型代表为正压型防爆方法 Ex p 。工作原理是在一个密封的箱体内,充满不含易爆气体的洁净空气或惰性气体,并保持箱内气压略大于箱外气压,而将仪表安装在箱内。常用于在线分析仪表的防爆和将计算机、PLC、操作站、打印机或其他仪表臵于现场的正压型防爆仪表盘。

原理二 控制爆炸范围

人为地将爆炸局限在一个有限的范围内,使该范围内的爆炸不至于引起更大范围的爆炸。典型代表为隔爆型防爆方法 Ex d 。工作原理是为仪表设计一个足够坚固的外壳或将仪表及电器安臵在一个足够坚固的壳体内,严格地按标准设计,制造和安装所有的界面,使在机壳内发生的爆炸不至于引发机壳外危险性气体的爆炸。显然,这是一种苛刻的防爆方法。不仅设计和制造的规范极其严格,而且安装,接线和维修的操作规程也非常严格,容不得一点差错。

原理三 控制引爆源

人为地消除引爆源,既消除足以引爆的火花,又消除足以引爆的仪表表面温升。典型代表为本质安全防爆方法 Ex i 。工作原理是利用安全栅技术,将提供给现场仪表的电能量限制在既不能产生足以引爆的火花,又不能产生足以引爆的仪表表面温升的安全范围内。依照中国国家标准和国际标准,当安全栅安全区一侧所接设备发生任何故障(不超过 250V 电压)时,本质安全防爆方法能确保现场的防爆安全。 Ex ia级本质安全设备在正常工作、发生一个故障、发生两个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物。本质安全防爆方法能确保对现场仪表进行带电拆装、检查和维修时的防爆安全。显而易见,本质安全法是最安全可靠的防爆方法。因此,被允许用在最危险的场合。

危险场合危险性的分级

那么,如何评价现场的危险性呢?国际上有两种常见的危险场所分级方法。中国和世界上大部分国家一样,将存在有气态或蒸汽态或雾态爆炸性混合物的危险场所分成三个等级区域:

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