第4章防爆知識

第四章防爆知識第一節(jié)爆炸危險場所常識第二節(jié)礦用防爆型電氣設備第三節(jié)

防爆產品認證及管理第一節(jié)爆炸危險場所常識4爆炸上限和爆炸下限的計算4.1根據(jù)氧原子數(shù)計算4.2根據(jù)化學當量計算

4.3

利用碳原子數(shù)計算

4.4

根據(jù)碳原子數(shù)計算

4.5

用爆炸下限計算爆炸上限

4.6

根據(jù)閃點計算爆炸極限5

爆炸危險區(qū)域劃分5.1爆炸性危險物質分類5.2爆炸性危險氣體分級5.3爆炸性危險區(qū)域的劃分依據(jù)5.4影響危險區(qū)域劃分的主要因素1爆炸種類

1.1爆炸分類1.2爆炸的條件

1.2.1瓦斯爆炸的條件

1.2.2粉塵爆炸的條件2

爆炸的破壞作用及其影響因素2.1

爆炸的破壞的作用形式

2.2爆炸破壞作用的影響因素3爆炸極限3.1定義和單位3.2爆炸極限理論3.3爆炸極限的影響因素第一節(jié)爆炸危險場所常識1爆炸種類爆炸是物質的一種非常急劇的物理、化學變化，在變化過程中，伴有物質所含能量的快速轉變，即變?yōu)樵撐镔|本身、變化產物或周圍介質的壓縮能和運動能。其重要特征是大量能量在有限的時間里突然釋放或急劇轉化，這種能量能在有限的時間和有限的體積內大量積聚造成高溫高壓等非尋常狀態(tài)，對鄰近介質形成急劇的壓力突躍和隨后的復雜運動，顯示出不尋常的移動或破壞效應。

爆炸

物質由一種狀態(tài)迅速地轉變?yōu)榱硪环N狀態(tài)，并瞬間以機械功的形式放出大量能量的現(xiàn)象；

物理爆炸

由于液體變成蒸氣或者氣體迅速膨脹，壓力急速增加，并大大超過容器的極限壓力而發(fā)生的爆炸。如蒸氣鍋爐、液化氣鋼瓶等的爆炸。

化學爆炸

因物質本身起化學反應，產生大量氣體和高溫而發(fā)生的爆炸。(有些化學液體會沸騰)如炸藥的爆炸，可燃氣體、液體蒸氣和粉塵與空氣(一定濃度的氧氣)混合物的爆炸等。

瓦斯爆炸

指可燃性氣體瓦斯、煤塵與空氣混合形成的達到燃燒極限的混合物接觸火源時引起的化學性爆炸事故。

粉塵爆炸指懸浮于空氣中的可燃粉塵觸及明火或電火花等火源時發(fā)生的爆炸現(xiàn)象。

爆炸性物質

在外界作用如明火、高溫、氧化劑、沖擊等影向下能發(fā)生高速化學反應而引起爆炸的物質。

爆炸危險性場所

在工作過程中所產生呈懸浮狀態(tài)的易燃氣體或蒸汽、易燃粉塵或纖維，且與空氣混合后能形成有爆炸危險的混合物的場所。

爆炸極限

可燃性氣體或蒸氣與助燃性氣體的均勻混合系在標準測試條件下引起爆炸的濃度極限值；

爆炸下限(Lowexplosion-level)(LEL)能夠引起爆炸的可燃氣體的最低含量；

爆炸上限(Upperexplosion-level)(UEL)能夠引起爆炸的可燃氣體的最高含量；

爆轟(detonation)以爆轟波形式高速進行的過程。爆轟波通過沖擊波傳播，速度達上千到數(shù)千米每秒，且外界條件對爆速的影響較小。爆轟可近似視為定容絕熱過程，因而不論是在非密閉系統(tǒng)還是密閉系統(tǒng)，均形成高溫、高壓氣體，使爆炸周圍介質受到強烈的沖擊、壓縮、變形、碎裂、拋擲等作用，并常伴隨有光、聲、煙等效應。爆轟可分為穩(wěn)定爆轟和不穩(wěn)定爆轟，前者的傳播速度恒定，后者的傳播速度是變化的。爆炸發(fā)生時，先經過爆速逐漸增加的不穩(wěn)定爆轟階段，再達到穩(wěn)定爆轟階段，然后以恒定的爆速傳播爆轟。通常所指爆轟為穩(wěn)定爆轟。1.1爆炸分類1)按爆炸能量的來源分類物理爆炸化學爆炸2)按照爆炸反應的相分類氣相爆炸液相爆炸固相爆炸3)按照爆炸的瞬時燃燒速度分類輕爆爆炸爆轟1.2爆炸的條件

存在爆炸性物質，爆炸性物質與空氣相混合后，濃度在爆炸限度以內，存在點燃爆炸性物質的火花、電弧或過熱。1.2.1瓦斯爆炸的條件

瓦斯爆炸的條件是：一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在和充足的氧氣。圖4-1

瓦斯爆炸三角形瓦斯?jié)舛?/p>

瓦斯爆炸有一定的濃度范圍，我們把在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限為5％～16％。

當瓦斯?jié)舛鹊陀?％時，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層，當瓦斯?jié)舛葹?.5％時，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反應)；瓦斯?jié)舛仍?6％以上時，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會燃燒。

瓦斯爆炸界限并不是固定不變的，它還受溫度、壓力以及煤塵、其它可燃性氣體、惰性氣體的混入等因素的影響。引火溫度

瓦斯的引火溫度，即點燃瓦斯的最低溫度。一般認為，瓦斯的引火溫度為650℃～750℃。但因受瓦斯的濃度、火源的性質及混合氣體的壓力等因素影響而變化。當瓦斯含量在7％一8％時，最易引燃；當混合氣體的壓力增高時，引燃溫度即降低；在引火溫度相同時，火源面積越大、點火時間越長，越易引燃瓦斯。

高溫火源的存在，是引起瓦斯爆炸的必要條件之一。井下抽煙、電氣火花、違章放炮、煤炭自燃、明火作業(yè)等都易引起瓦斯爆炸。所以，在有瓦斯的礦井中作業(yè)，必須嚴格遵照《煤礦安全規(guī)程》的有關規(guī)定。氧的濃度

實踐證明，空氣中的氧氣濃度降低時，瓦斯爆炸界限隨之縮小，當氧氣濃度減少到12％以下時，瓦斯混合氣體即失去爆炸性。這一性質對井下密閉的火區(qū)有很大影響，在密閉的火區(qū)內往往積存大量瓦斯，且有火源存在，但因氧的濃度低，并不會發(fā)生爆炸。如果有新鮮空氣進入，氧氣濃度達到12％以上，就可能發(fā)生爆炸。因此，對火區(qū)應嚴加管理，在啟封火區(qū)時更應格外慎重，必須在火熄滅后才能啟封。

高溫火源的存在，是引起瓦斯爆炸的必要條件之一。井下抽煙、電氣火花、違章放炮、煤炭自燃、明火作業(yè)等都易引起瓦斯爆炸。所以，在有瓦斯的礦井中作業(yè)，必須嚴格遵照《煤礦安全規(guī)程》的有關規(guī)定。1.2.2粉塵爆炸的條件

發(fā)生粉塵爆炸的條件是：粉塵本身可燃、一定濃度的懸浮粉塵和足夠引起粉塵爆炸的起始能量。粉塵可燃

發(fā)生粉塵爆炸的首要條件是粉塵本身可燃，即能與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應。如前述的媒塵、鋁粉、面粉等。粉塵濃度

粉塵要懸浮在空氣中達到一定濃度(超過其爆炸下限)，粉塵呈懸浮狀才能保證其表面與空氣(氧氣)充足接觸，可燃粉塵的爆炸下限在20-60g/m3之間，爆炸上限在2-6kg/m3之間。堆積粉塵不會發(fā)生爆炸。

能量

要有足夠引起粉塵爆炸的起始能量。粉塵爆炸能量一般在10焦耳。

2

爆炸的破壞作用及其影響因素2.1爆炸的破壞的作用形式沖擊波震動碎片沖擊造成火災其它破壞作用2.2爆炸破壞作用的影響因素爆炸物的數(shù)量和性質爆炸時的條件爆炸位置3

爆炸極限3.1定義和單位

可燃物質(可燃氣體、蒸氣和粉塵)與空氣(或氧氣)必須在一定的濃度范圍內均勻混合形成預混氣，遇著火源才會發(fā)生爆炸．這個濃度范圍稱為爆炸極限(或爆炸濃度極限)。

可燃性混合物能夠發(fā)生爆炸的最低濃度和最高濃度，分別稱為爆炸下限和爆炸上限。3.2爆炸極限理論

燃燒與爆炸從化學反應角度上來看是沒有什么區(qū)別的，當混合氣燃燒時，其波面上的反應如下式：A十B—→C十D十Q式中A、B——反應物；C、D——生成物；Q——反應熱(燃燒熱)，千卡／克分子。A、B、C、D不一定是穩(wěn)定分子，也可以是原子或自由基。反應前后的能量變化如圖4-1所示。圖4-2爆炸能量變化

圖中I是反應物(A+B)，當給予活化能E千卡／克分子，成為活化狀態(tài)Ⅱ，反應結果變?yōu)樯晌铫?C+D)，此時放出能量為W，則反應熱Q＝W-E，或W＝Q+E。如將燃燒波的基本反應濃度作為n(每單位體積內發(fā)生反應的分子數(shù))，則單位體積放出能量為nW。如燃燒波連續(xù)不斷，放出的能量作為新反應中的活化能，將α作為活化概率(α≤1)，則第二批單位體積內得到活化的基本反應數(shù)為：αnW/E。第二批再放出能量為αnW2/E。前后兩批分子反應時放出的能量為β，則：(4-1)1)當β＜1時，表示反應系統(tǒng)在受能源激發(fā)后，放熱越來越少，也就是說，引起反應的分子數(shù)越來越少，最后反應停止，不能形成燃燒或爆炸。2)當β＝1時，表示反應系統(tǒng)在受能源激發(fā)后能均衡放熱，有一定數(shù)量的分子在持續(xù)進行反應。這就是決定爆炸極限的條件(嚴格說稍微超過一些才能爆炸)。3)當β＞1時，表示放熱量越來越大，反應分子越來越多，形成爆炸。在爆炸極限時，β＝1則。設爆炸下限為L下(容積百分比)與反應概率α成正比，即

(4-2)式中K為比例常數(shù)。因此，。當Q與E相比較大時，上式可近似寫做上式進—步表明爆炸下限L下與燃燒熱Q和活化能E間的相互關系。如各可燃氣體的活化能變化不大，可大體上得出：L下?Q＝常數(shù)。這說明爆炸下限L下與可燃性氣體的燃燒熱Q近于成反比，就是說可燃性氣體分子燃燒熱越大，爆炸下限就越低。3.3爆炸極限的影響因素爆炸極限不是一個固定值，它隨著各種因素而變化。但如掌握了外界條件變化對爆炸極限的影響，則在一定條件下所測得的爆炸極限，仍有其普遍的參考價值。影響爆炸極限的主要因素有以下幾點。原始溫度

爆炸性混合物的原始溫度越高，則爆炸極限范圍越大，即爆炸下限降低而爆炸上限增高。因為系統(tǒng)溫度升高，其分子內能增加，使原來不燃的混合物成為可燃、可爆系統(tǒng)，所以溫度升高使爆炸危險性增大。溫度對甲烷爆炸上、下限的影響實驗結果，如圖4-2所示。圖4-3

溫度對甲烷爆炸極限的影響原始壓力混合物的原始壓力對爆炸極限有很大的影響，在增壓的情況下，其爆炸極限的變化也很復雜。一般壓力增大，爆炸極限擴大。這是因為系統(tǒng)壓力增高。其分子間距更為接近，碰撞幾率增高，因此使燃燒的最初反應和反應的進行更為容易。

壓力降低，則爆炸極限范圍縮小。待壓力降至某值時，其下限與上限重合，將此時的最低壓力稱為爆炸的臨界壓力。若壓力降至臨界壓力以下，系統(tǒng)便成為不爆炸。因此，于密閉容器內進行減壓(負壓)操作對安全生產有利。詳見圖4-3和圖4-4所示。圖4-5為不同壓力下乙烷、丙烷、丁烷、戊烷的爆炸極限。從圖4-3、4-4和表4-4中可以看出，壓力對爆炸上限的影響十分顯著，而對下限影響較小。

圖4-4

甲烷—空氣混合物爆炸極限(大氣壓力以上)圖4-5

甲烷—空氣混合物爆炸極限(大氣壓力以下)圖4-6

不同壓力下乙烷、丙烷、丁烷、戊烷的爆炸極限表4-5壓力對甲烷爆炸極限的影響原始壓力(kg／cm2

)爆炸下限(％)

爆炸上限(％)

1

10

50

125

5.6

5.9

5.4

5.7

14.3

17.2

29.4

45.7

惰性介質及雜質若混合物中所含惰性氣體的百分數(shù)增加，爆炸極限的范圍縮小，惰性氣體的濃度提高到某一數(shù)值，可使混合物不爆炸。如在甲烷的混合物中加入惰性氣體(氮、二氧化碳，水蒸氣、氬、氫、四氯化碳等)，對爆炸極限的影響，從圖4-6中可以看出，隨著混合物中惰性氣體量的增加，對上限的影響較之對下限的影響更為顯著。因為惰性氣體濃度加大，表示氧的濃度相對減少，而在上限中氧的濃度本來已經很小，故惰性氣體濃度稍為增加一點，即產生很大影響，而使爆炸上限劇烈下降。圖4-7

各種惰性氣體濃度對甲烷爆炸極限的影響

對于有氣體參與的反應，雜質也有很大的影響。例如，如果沒有水，干燥的氯沒有氧化的性能，干燥的空氣也完全不能氧化鈉或磷。干燥的氫和氧的混合物在較高的溫度下不會產生爆炸。痕量的水會急劇加速臭氧、氯氧化物等物質的分解。少量的硫化氫會大大降低水煤氣和混合物的燃點，并因此促使其爆炸。容器充裝容器的材質、尺寸等，對物質爆炸極限均有影響。實驗證明，容器管子直徑越小，爆炸極限范圍越小。同一可燃物質，管徑越小，其火焰蔓延速度亦越小。當管徑(或火焰通道)小到一定程度時，火焰即不能通過。這一間距稱最大滅火間距，亦稱臨界直徑。當管徑小于最大滅火間距，火焰因不能通過而被熄滅。容器大小對爆炸極限的影響也可以從器壁效應得到解釋。燃燒是由自由基產生一系列連鎖反應的結果，只有當新生自由基大于消失的自由基時，燃燒才能繼續(xù)。但隨著管道直徑(尺寸)的減小，自由基與管道壁的碰撞幾率相應增大。當尺寸減少到一定程度時，即因自由基(與器壁碰撞)消毀大于自由基產生，燃燒反應便不能繼續(xù)近行。關于材料的影響，例如氫和氟在玻璃器皿中混合，甚至放在液態(tài)空氣溫度下于黑暗中也會發(fā)生爆炸。而在銀制器皿中，一般溫度下才能發(fā)生反應。能源火花的能量、熱表面的面積、火源與混合物的接觸時間等，對爆炸極限均有影響。如甲烷對電壓為100伏，電流強度為1A的電火花，無論在何種比例下都不爆炸；如電流強度為2A時其爆炸極限為5.9～13.6％；3A時為5.85～14.8％。因此各種爆炸混合物都有一個最低引爆能量(一般在接近于化學理論量時出現(xiàn))。部分氣體的最低引爆能量見表4-6。表4-6部分氣體最低引爆能量(毫焦)名稱

濃度(％)

最低引爆能量

名稱

濃度(％)

最低引爆能量

CS2

H2

C2H2

C2H4

環(huán)氧乙烷

甲基乙炔

丁二烯

氧化丙烯

6.52

29.2

7.73

6.52

7.72

4.97

3.67

4.97

0.015

0.019

0.0013～0.02

0.0003～0.016

0.001～0.105

9.152

0.17

0.190

甲醇

甲烷

丙烯

乙烷

乙醛

丁烷

苯

氨

丙酮

甲苯

12.24

8.5

4.44

4.02

7.72

3.42

2.71

21.8

4.87

2.27

0.215

0.28

0.282

0.03l

0.93l～0.376

0.38

0.55

0.77

1.15

2.50

除上述因素外，光對爆炸極限也有影響。眾所周知，在黑暗中氫與氯的反應十分緩慢，但在強光照射下則發(fā)生連鎖反應導致爆炸。又如甲烷與氯的混合物，在黑暗中長時間內不發(fā)生反應，但在日光照射下，便會引起激烈的反應，如果兩種氣體的比例適當則會發(fā)生爆炸。另外，表面活性物質對某些介質也有影響，如在球形器皿內于530℃時，氫與氧完全無反應，但是向器皿中插入石英、玻璃、銅或鐵棒時，則發(fā)生爆炸。4爆炸上限和爆炸下限的計算

各種可燃氣體和可燃液體蒸氣的爆炸極限可用專門儀器測定出來，或用經驗公式計算?？扇細怏w和蒸氣的爆炸極限有多種計算方法，主要有根據(jù)完全燃燒反應所需的氧原子數(shù)，化學計量濃度，燃燒熱和散熱等計算出近似值，還有其它的一些計算方法。爆炸極限的計算值與實驗值一般有些出入，其原因是在計算式中只考慮到混合物的組成，而無法考慮其它一系列因素的影響，但仍不失其參考價值。4.1根據(jù)完全燃燒反應所需的氧原子數(shù)計算有機物的爆炸下限和上限其經驗公式如下。計算爆炸上限、下限公式為(N=2n)：(4-3)

式中：L下——可燃性混合物爆炸下限，％；

L上——可燃性混合物爆炸上限，％；

N——每摩爾可燃氣體完全燃燒所需的氧原子數(shù)；

M——可燃氣體的摩爾質量，g／mol；

Vt——可燃氣體摩爾體積，L／mol。4.2爆炸性混合氣體完全燃燒時的化學當量濃度，可以用來確定有機物的爆炸下限和上限

計算公式如下：

L下=0.55x

L上=4.8(x)(1/2)式中：x—可燃氣體(蒸氣)的化學當量濃度，表4-7所示。此計算公式用于鏈烷烴類，其計算值與實驗值比較，誤差不超過10％。例如甲烷爆炸極限的實驗值為5.0～15％(計算值5.2～14.3%)，與計算值非常接近。但用以估算H2、C2H2以及含N2、CO2等可燃氣體時，出入較大，不可應用。

(4-4)表4-7可燃氣體(蒸氣)在空氣中和氧氣中的化學當量濃度氧分子數(shù)氧原子數(shù)2n化學當量濃度(%)在空氣中x=20.9/(0.209+n)在氧氣中x0＝100/(1+n)物質舉例10.51.01.52.045.529.511.817.380.066.757.250.0氫氣、一氧化碳22.53.03.54.014.312.210.79.544.540.036.433.3甲醇、二硫化碳甲烷、醋酸34.55.05.56.08.57.77.16.530.828.626.725.0乙炔、乙醛乙烷、乙酸續(xù)表4-7可燃氣體(蒸氣)在空氣中和氧氣中的化學當量濃度氧分子數(shù)氧原子數(shù)2n化學當量濃度(%)在空氣中x=20.9/(0.209+n)在氧氣中x0＝100/(1+n)物質舉例46.57.07.58.06.15.65.35.023.522.221.120.0氯乙烷乙烷、甲酸乙酯丙酮58.59.09.510.04.74.54.24.019.018.217.416.7丙烯、丙醇丙烷、乙酸乙酯610.511.011.512.03.823.703.503.3616.015.414.814.3丁酮乙醚、丁烯、丁醇續(xù)表4-7可燃氣體(蒸氣)在空氣中和氧氣中的化學當量濃度氧分子數(shù)氧原子數(shù)2n化學當量濃度(%)在空氣中x=20.9/(0.209+n)在氧氣中x0＝100/(1+n)物質舉例712.513.013.514.03.233.103.002.8913.813.312.912.5丁烷、甲酸丁酯二氯苯814.515.015.516.02.802.702.622.5412.1211.7611.4211.10溴苯、氯苯

苯、戊醇

戊烷、乙酸丁酯

9

16.5

17.0

17.5

18.0

2.47

2.39

2.33

2.26

10.81

10.52

10.26

10.0

苯甲醇、甲酚

環(huán)己烷、庚烷

續(xù)表4-7可燃氣體(蒸氣)在空氣中和氧氣中的化學當量濃度氧分子數(shù)氧原子數(shù)2n化學當量濃度(%)在空氣中x=20.9/(0.209+n)在氧氣中x0＝100/(1+n)物質舉例10

18.5

19.0

19.5

20.0

2.20

2.15

2.10

2.05

9.76

9.52

9.30

9.09

甲苯胺

己烷、丙酸丁酯

甲基環(huán)己醇

4.3

利用有機可燃氣體(蒸氣)分子中的碳原子數(shù)計算其爆炸上限

由于同系物有機可燃氣體(蒸氣)分子中碳原子數(shù)α與其爆炸上限L上所需的氧原子數(shù)2n之間有直線關系，因此，有機物爆炸上限值可直接由表4-8所列的氧原子數(shù)2n計算式，求得2n值，再從表4-7中找到相對應數(shù)值。表4-8

有機可燃氣體(蒸氣)爆炸上限相對應的氧原子2n的計算式氣體介質

2n的計算式

有機可燃氣體類別

在空氣中

2n

=

0.5α+

2.5

石蠟烴(α≥3)

2n

=

0.5α+

2

石蠟烴(α=1.2)、烯烴、脂環(huán)烴、芳香烴、酮類

、氯代烴(α≥3)

2n

=

0.5α+

1.5

氯代烴(α＝1.2)

胺類

2n

=α

有機酸類

2n

=

α-

0.5

脂類

醇類

在氫氣中

2n

=

0.5α

石蠟烴

2n

=

0.5α-

0.5

烯烴

脂環(huán)烴

注：α—有機物分子中碳原子數(shù)。4.4

根據(jù)含碳原子數(shù)計算爆炸極限

脂肪族飽和碳氫化合物爆炸極限的計算，也可以根據(jù)脂肪族碳氫化合物含碳原子數(shù)nc、與其爆炸上限L上(%)、與爆炸下限L下(%)的關系式求得：

1/L下＝0.1347×nc＋0.04343

1/L上＝0.01337×nc＋0.05151(4-5)4.5

用爆炸下限計算爆炸上限

大氣壓下、25℃時，用容積表示的上限和下限之間有如下的關系

L上25＝7.1(L下25)0.56

在爆炸上限附近不伴有冷火焰時，此式的簡單關系式：

L上25＝6.5(L下25)0.5

代入L下＝0.55x中，則：

L上25≈4.8(x)0.5(4-6)(4-7)(4-8)4.6

根據(jù)閃點計算爆炸極限

因為閃點表示可燃液體表面蒸汽與空氣構成一種能引起瞬時燃燒的混合物的最低濃度，而爆炸下限則表示該混合物能著火時的最低蒸汽濃度，所以易燃液體的閃點和爆炸極限可相互推算。根據(jù)閃點，查該溫度(閃點)下易燃液體的飽和蒸汽壓進行求取。

L下＝100×P閃/P總

式中：L下——爆炸下限，%；

P閃——閃點下液體的飽和蒸汽壓，mmHg；

P總——混合氣體總壓力，一般取760mmHg。5爆炸危險區(qū)域劃分5.1爆炸性危險物質分類中國將爆炸性危險物質分為三類：

I類：礦井甲烷；

II類：爆炸性氣體混合物(含蒸汽、薄霧)；

III類：爆炸性粉塵和纖維。北美將爆炸性危險物質分為三類(級)：

CLASSI：爆炸性氣體；

CLASSII：爆炸性粉塵；

CLASSIII：纖維。5.2爆炸性危險氣體分級最大試驗安全間隙（MESG）或最小點燃電流（MIC）分級典型氣體中國IEC歐洲爆炸北美爆炸(GROUP)點燃特性甲烷ⅠD難易丙烷ⅡA乙烯ⅡBC氫氣ⅡCB乙炔A引燃溫度(AIT)分組中國IEC歐洲標準北美標準氣體易燃溫度t(℃)點燃特性T1T1>450難易T2T2450≧t>300T2T2A300≧t>280T2T2B280≧t>260T2T2C260≧t>230T2T2D230≧t>215T3T3215≧t>200T3T3A200≧t>180T3T3B180≧t>165T3T3C165≧t>160T4T4160≧t>135T4T4A135≧t>120T5T5120≧t>100T6T6100≧t>855.3爆炸性危險區(qū)域的劃分依據(jù)爆炸性危險區(qū)域劃分的主要標準依據(jù)1)GB50058-1992爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范;2)GB3836.14-2000爆炸性氣體環(huán)境用電設備第14部分危險場所分類;3)中華人民共和國爆炸危險場所電氣安全規(guī)程(試行)1987年。

爆炸性危險區(qū)域主要以爆炸性危險物質出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間為劃分依據(jù)5.4影響危險區(qū)域劃分的主要因素 1)存在危險物質的可能性； 2)危險物質的釋放量； 3)危險物質的特性(氣體的密度等)； 4)環(huán)境條件(氣壓、溫度、濕度以及通風情況等)； 5)遠離釋放源的距離； 6)危險物質泄漏監(jiān)控設施設置情況； 7)爆炸后果的嚴重性。表4-11爆炸危險區(qū)域爆炸性物質區(qū)域定義中國標準北美標準氣體在正常情況下，爆炸性氣體混合物連續(xù)或長時間存在的場所。0區(qū)Div.1在正常情況下，爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場所。1區(qū)Div.1在正常情況下爆炸性氣體混合物不可能出現(xiàn),僅僅在不正常情況下,偶爾或短時間出現(xiàn)的場所。2區(qū)Div.2粉塵或纖維在正常情況下,爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物可能連續(xù),短時間頻繁地出現(xiàn)或長時間存在的場所。10區(qū)Div.1在正常情況下,爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物不能出現(xiàn),僅僅在不正常情況下,偶爾或短時間出現(xiàn)的場所。11區(qū)Div.2第二節(jié)礦用防爆型電氣設備1防爆術語及標準1.1防爆等級1.2電氣防爆型式及標準1.2.1防爆型式1.2.2防爆技術標準1.3防爆電氣設備的類、級、組2主要防爆技術2.1隔爆型2.2增安型2.3本質安全型2.4正壓型2.5澆封型第二節(jié)礦用防爆型電氣設備1防爆術語及標準將工廠或礦區(qū)的爆炸危險介質，按其引燃能量，最小點燃溫度以及現(xiàn)場爆炸性危險氣體存在的時間周期進行科學分類分級，以確定現(xiàn)場防爆設備的防爆標志和防爆形式。防爆標志格式：Ex(ia)ⅡC

T4防爆標記防爆等級氣體組別溫度組別1.1防爆等級ia等級在正常工作、一個故障和二個故障時均不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。正常工作時，安全系數(shù)為2.0；一個故障時，安全系數(shù)為1.5；二個故障時，安全系數(shù)為1.0。有火花的觸點須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全系數(shù)。ib等級在正常工作和一個故障時不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。正常工作時，安全系數(shù)為2.0；一個故障時，安全系數(shù)為1.5。正常工作時，有火花的觸點須加隔爆外殼或氣密外殼保護，并且有故障自顯示的措施，一個故障時安全系數(shù)為1.0。1.2電氣防爆型式及標準1.2.1防爆型式

1、隔爆型(Exd)2、增安型(Exe)3、本安型(Exia/Exib)4、正壓型(Exp)5、充油型(Exo)6、充砂型(Exq)7、n型(ExnA/nC/nL,nR,nZ)8、澆封型(Exm)9、粉塵防爆(DIP)1.2.2防爆技術標準主要防爆技術標準

1)GB3836.1-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第1部分通用要求2)GB3836.2-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第2部分隔爆型電氣設備“d”3)GB3836.3-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第3部分增安型電氣設備“e”4)GB3836.4-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第4部分本質安全型電路和電氣設備“i”5)GB3836.5-2004爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第5部分正壓型電氣設備“p”6)GB3836.6-2004爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第6部分充油型電氣設備“o”7)GB3836.7-2004爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第7部分充砂型電氣設備“q”8)GB3836.8-2003爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第8部分n型電氣設備“n”9)GB3836.9-1990爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第9部分澆封型電氣設備“m”10)GB12476.1-2000可燃性粉塵環(huán)境用電氣設備第1部分用外殼和限制表面溫度保護的電氣設備第1節(jié)電氣設備的技術要求“DIPA/B”其它配套防爆技術標準

1)GB3836.11-1990爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第11部分最大試驗安全間隙測定方法2)GB3836.12-1990爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第12部分氣體或蒸汽混合物按其最小試驗安全間隙和最小點燃電流的分級3)GB3836.13-1997爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第13部分爆炸性環(huán)境用電氣設備檢修4)GB3836.4-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第4部分本質安全型電路和電氣設備“i”5)GB3836.14-1997爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第14部分危險場所分類6)GB3836.15-1997爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第15部分危險場所電氣安裝(煤礦除外)7)GB/T2900.35-1998電工術語爆炸性環(huán)境用電氣設備8)GB/T15604-1995粉塵防爆術語9)GB1444-1987防爆燈具專用螺口式燈座1.3防爆電氣設備的類、級、組分類

I類：礦井用－MiningIndustry

II類：工廠用－SurfaceIndustry

III類：爆炸性粉塵和纖維環(huán)境用分級只有II類設備才分級，其分級方法和爆炸性氣體分級相同，共分為三級：A、B、C三級(僅指隔爆、本安設備)。分組其分組方法和爆炸性氣體分組相同，共分為T1~T6六組。與爆炸性氣體溫度組別不同是指設備最高表面溫度，且它的確定與防爆型式有關。2主要防爆技術2.1隔爆型(防爆標志：Exd)設備依據(jù)標準：GB3836.1-2000/GB3836.2-2000隔爆外殼定義：能承受內部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，并能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(I區(qū)防爆技術)。

允許危險氣體進入隔爆外殼，外殼內可能產生爆炸。但要求外殼必須具有足夠的強度；且各外殼接合面必須具有足夠長的嚙合長度和足夠小的間隙，以確保內部爆炸不會穿過隔爆接合面而導致外部環(huán)境爆炸。

是間隙防爆技術，依靠間隙、嚙合長度來達到降溫、熄火效果。強度設計：至少為參考壓力的1.5倍。通常IIB為1MPa，IIC為1.5MPa。隔爆接合面定義：為阻止內部爆炸向外殼周圍爆炸性氣體混合物傳播。隔爆外殼各個部件相對表面配合在一起的接合面，稱為隔爆接合面。接合面結構形式與要求平面接合面：表面粗糙度、嚙合寬度、間隙圓筒接合面：表面粗糙度、嚙合寬度、間隙止口接合面：表面粗糙度、嚙合寬度、間隙螺紋接合面：嚙合精度、嚙合扣數(shù)、螺距大于0.7mm防銹措施：電鍍、磷化、涂防銹油、不準涂刷油漆。圖4-9

圓筒接合面圖4-8

平面結合面圖4-11

螺紋接合面圖4-10

止口接合面2.2增安型(防爆標志Exe)設備依據(jù)標準：GB3836.1-2000/GB3836.3-2000定義：對在正常運行條件不會產生電弧或火花的電氣設備采取進一步措施，提高其安全程度，防止電氣設備產生危險溫度、電弧和電火花的可能性的型式(I區(qū)防爆技術)。

要求設備在正常工作和認可的過載條件下不會產生危險溫度、電弧和危險溫度。

增安型技術是一種德國技術。原則上可以適用于1區(qū)場所，但國際間或行業(yè)間認可程度略有不同。主要技術措施：接線端子放松、電氣間隙/爬電距離、外殼防護等級、繞組絕緣、溫度保護等。

外殼不要求具有承受內部爆炸的強度、但至少應能承受規(guī)定的機械沖擊，且具有IP54的外殼防護等級。典型應用：接線盒、電磁線圈(閥)、照明燈具、變壓器和無刷電機等。自動化儀表通常存在調零/調滿度的電位器或選擇開關，即認為正常情況下會產生電火花，因此一般不設計為Exe。2.3本質安全型(防爆標志Exi)設備依據(jù)標準：GB3836.1-2000/GB3836.4-2000定義：在標準規(guī)定的條件(包括正常工作和規(guī)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(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境的電路(0/I區(qū)防爆技術)。

是一種以抑止點火源能量為防爆手段的“安全”技術。要求設備在正常工作和故障狀態(tài)下可能產生的電火花或熱效應分別小于爆炸性危險氣體的最小點燃能量和自燃溫度。例如：氫氣19uJ560℃。

本安技術實際上是一種低功率設計技術。因此它能很好地適用于工業(yè)自動化儀表?；驹O計技術措施(電路與結構設計方面)：限制電壓；限制電流；限制能量(含儲能元件：電容和電感)；合理選擇元器件額定參數(shù)、載流導線截面等；電路和結構的分隔措施。本安防爆的技術制造工藝簡單、體積小、重量輕、造價低(開關回路1:4)；易于實現(xiàn)較高防爆級別的設計；可帶電操作與維護；安全可靠性高；可有效避免人員觸電傷亡事故發(fā)生；適用范圍廣(ia等級是唯一的0區(qū)技術)；簡單設備只需滿足通用要求，不需認證即可接入本安防爆系統(tǒng)。電氣設備類型本質設備

其內部所有電路都是本質安全電路的電氣設備。關聯(lián)設備

裝有本安電路和非本安電電路，且結構使非本安電路不能對本安電路產生不利影響的電氣設備(關聯(lián)設備一般安裝在安全場所)。本質安全設備的類別Exia

直至兩個元件或其它類型的故障仍能保持防爆性能的設備。本質設備可安裝在0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)危險場所。本安關聯(lián)設備可連接到0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)危險場所。Exia本安設備是唯一可安裝在0區(qū)的防爆電氣設備。Exib

直至一個元件或其它類型的故障仍能保持防爆性能的設備。本質設備可安裝在1區(qū)、2區(qū)危險場所。本安關聯(lián)設備可連接到1區(qū)、2區(qū)危險場所。最小點燃曲線的概念最小點燃電流

用標準電火花試驗裝置，在電阻和電感電路中引起爆炸性試驗混合物點燃的最小電流。最低點燃電壓

用標準電火花試驗裝置，在電容電路中引起爆炸性試驗混合物點燃的最低電壓。最小點燃曲線

最小點燃曲線包括最小點燃電流曲線和最低點燃電壓曲線。它是通過大量電火花試驗確定的點燃爆炸性氣體混合物的臨界值曲線。是設計人員設計本安電路的重要依據(jù)。圖4-12

R電路圖4-14

Ⅰ類RC電路圖4-13

Ⅰ類RL電路圖4-16

Ⅱ類RC電路圖4-15

Ⅱ類RL電路安全系數(shù)由于點燃曲線中給出的最小點燃電流(或電壓)值是點燃臨界值。不能直接使用。使用時，應考慮相應的安全系數(shù)。

所謂安全系數(shù)是指最小點燃電流(或電壓)與本安電路的設計電流(或電壓)相比的倍數(shù)。即最小點燃電流(或電壓)/本安電路設計電流(或電壓)。具體安全系數(shù)取值見下表：