化工儀表設計中的防爆問題分析和預防方案

閻　潔（中石化南京工程有限公司,南京 210000）

化工儀表設計中的防爆問題分析和預防方案

閻潔
（中石化南京工程有限公司,南京 210000）

中國是能源生產和消費大國，工業能源消費總量73%的冶金、電力、建材、化工等八個高耗能行業，這樣的大背景下也使得化學工業也得到了長足的發展.本文對化工儀表設計中的防爆問題和預防方案做出了簡要分析探討，以供參考。

化工儀表設計；防爆問題；預防方案

0　引言

近年來，我國經濟呈現出不斷增長的態勢，化學工業也得到了長足的發展和進步，在安全生產方面，化工儀表的設計功不可沒，防爆型儀表的防爆效果十分明顯，將可能產生電火花的電子電路、接線端子和儀表傳感器統一置于防爆外殼中，有效地解決了防爆問題，為化學工業安全生產提供了保障。

1　爆炸性區域的劃分

1.1基于GB標準的爆炸性區域劃分

關于化工爆炸性區域的劃分，國家已經做出了明確的規定，根據國家標準GB50058-92中的相關規定，用0、1、2區分別代表不同危險程度的爆炸性氣體危險場所；用10和11區來代表不同危險程度的爆炸性粉塵危險場所。所謂的0區是危險系數最高的區域，主要是指在這個環境中連續或者長期出現爆炸性氣體混合物；所謂的1區是危險系數僅次于0區的區域，在正常運行的條件下，該區域的環境中可能出現爆炸性氣體混合物；而所謂的2區是這三個區域中危險系數最低的，在正常運行的條件下，環境中不存在或者短時間內存在爆炸性氣體混合物。另一方面，爆炸性粉塵危險場所的劃分，主要也是根據環境中存在爆炸性粉塵的時間長短來決定。所謂的10區，就是指該處的環境中長期或連續出現爆炸性粉塵，而所謂的11區就是指該處的環境中偶爾出現爆炸性粉塵。0、1、10這三個區域的危險系數大，發生爆炸幾率也很大，位于該區域內的化工儀表應該進行相應的防爆設計。在已經采用了防爆結構的化工儀表本體表面，應該標注防爆標記，用“Ex”表示，簡潔，明確。

1.2防爆型化工儀表的劃分

根據國家標準，防爆型化工儀表主要分為增安型、本質安全型、隔爆型、充油型、充砂型、正壓型、無火花型以及特殊型防爆儀表這幾種類型[1]。而在化工領域，爆炸性物質的劃分也十分明確，根據國家標準GB3836中的相關規定，化工行業主要的爆炸性物質可以分為三類，分別用I、II、III來表示，所謂的I類爆炸性物質，礦井甲烷就是其中的主要成份；所謂的II類爆炸性物質，爆炸性的氣體或蒸汽儼然成為了其中的主要成份。所謂的III類爆炸性物質，具有爆炸性的粉塵或者纖維當屬于這一類的典型代表。其中，在II類爆炸性物質中，又可以根據相關標準劃分為II類A級、II類B級、II類C級這三個不同的等級。其中乙醇、汽油、甲烷當屬于A級，乙炔硫化氫與城市煤氣當劃分到B級中，氫氣和乙炔應該屬于C級的典型代表。在每一個不同的級別中，又可以劃分為T1-T6這6個不同的級別，這主要是根據介質自燃溫度來確定的。其最根本的劃分標準就是在環境溫度超過40攝氏度之后，設備故障狀態許可最高溫度的不同。T1級別的許可溫度是450攝氏度；T2級別的許可溫度為300攝氏度；T3的許可溫度是200攝氏度；T4的許可溫度是135攝氏度；T5的許可溫度是100攝氏度；T6的許可溫度是85攝氏度[2]。因此，在化工儀表的設計過程中，要綜合多種因素對儀表進行防爆設計，保證化工儀表的精度和安全性。

2　化工儀表的選擇

2.1化工儀表的選擇依據

在化工儀表的選擇過程中，關于防爆型儀表的選擇主要根據三個方面來確定。首先，要以儀表使用場所所在的危險區域來作為選擇依據來確定防爆型儀表。由于0、1、10區屬于危險系數十分高的區域，對于儀表的選擇也要慎重，對于0區來說，特殊型儀表和本質安全型儀表應當作為首選目標。其次，氣體的引燃溫度也是選擇化工儀表的重要依據。在選擇時，應該保證所選擇的儀表表面溫度達到最大值時也要低于氣體的引燃溫度，否則就容易誘發爆炸事故，從而不利于化工行業的安全生產。

2.2化工儀表的選擇，以石油化工為例

現階段，在石油化工領域，隔爆型儀表和本質安全型儀表是應用最為廣泛的兩種儀表類型，所謂的隔爆型儀表，也就是俗稱的耐壓防爆儀表。其設計原理是這樣的：通過將能夠點燃爆炸混合物的儀表部件封閉在一個外殼中，從而承受內部爆炸壓力，阻止爆炸范圍的進一步擴大。所以，這種類型的防爆儀表對于外殼的牢固性有著非常高的要求。但是在存在乙炔、氫氣的環境中，盡量不要使用這種類型的儀表。本質安全型儀表，也就是所謂的安全火花型儀表，不論是在正常狀態還是故障狀態，電路火花和系統溫度都不足以造成爆炸性混合物的燃燒和爆炸。在線路設計過程中，通過限制電壓或電流、電氣隔離、減少電容或電感、接地保護等手段，來實現對生產過程的保護，最大限度地降低非安全火花的產生，該種類型的化工儀表在所有環境中都能適用，在使用過程中也不需要考慮爆炸性氣體的成分[3]。在防爆設計的過程中，應該采取措施注意充分保證一次儀表、現場儀表與安全柵的一致性，從而有效防止爆炸范圍的擴大。

3　化工儀表設計中的防爆預防措施

在實際生產中，為了有效地防止儀表爆炸問題的出現，提高化工行業的安全生產系數，在化學儀表設計的過程中，應該采用隔爆型儀表有效預防爆炸問題的發生。隔爆型儀表的隔爆外殼十分具有特點，隔爆效果也十分明顯。通過隔爆型儀表的使用，將可能產生火花的電子電路、接線端子與儀表傳感器統統置入隔爆外殼中，由于外殼過于牢固，即使是在內部發生爆炸，也不會對外殼外部的周圍環境造成影響，外部的可燃性氣體依然可以保持穩定的狀態[4]。隔爆型儀表的設計方式可以借鑒隔爆型電器的設計方式，在設計過程中，要充分保證外殼間隙和長度符合相關規范。此外，機械強度的要求也必須要滿足，確保外殼所能承受的最大壓力比內部爆炸所產生的壓力還要多一半以上，從而保證防爆效果。

4　結語

綜上所述，在進行化工儀表的設計中，工作人員應該充分借鑒現有的科技成果，實現技術創新，不斷促進化工領域安全生產水平的提高。

[1]李世釗,吳元元.化工儀表設計中的防爆問題分析和預防方案[J].中國化工貿易,2014(17):244.

[2]朱博.化工儀表設計中關于防爆的應用探析[J].中國石油和化工標準與質量,2013(08):28.

[3]薛東勝.爆炸危險區劃分和儀表防爆設計[J].石油化工自動化,2010,46(04):14-17,31.