淺談儀表防爆措施

[摘 要]構(gòu)造和諧社會(huì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)安全發(fā)展，要求企業(yè)必須做好安全生產(chǎn)。在石油化工生產(chǎn)過程中，某些生產(chǎn)場(chǎng)所存在著易燃易爆的固體粉塵、氣體或蒸汽，他們與空氣混合成為具有火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)的混合物，使其周圍空間成為具有不同程度爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。安裝在這些場(chǎng)所的檢測(cè)儀表和執(zhí)行器如果產(chǎn)生的火花或熱效應(yīng)能量能點(diǎn)燃危險(xiǎn)混合物，則會(huì)引起火災(zāi)或爆炸。

[關(guān)鍵詞]本質(zhì)安全 安全火花型 S型 ia和ib

中圖分類號(hào)：O624 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）04-0005-01

1.爆炸產(chǎn)生條件

爆炸是物質(zhì)從一種狀態(tài)，經(jīng)過物理或化學(xué)變化，突然變成另一種狀態(tài)，并放出巨大的能量。急劇速度釋放的能量，將使周圍的物體遭受到猛烈的沖擊和破壞。為什么要防爆隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，安全生產(chǎn)越來越受到國家的重視。產(chǎn)生爆炸必須具備的三個(gè)條件：

1）爆炸性物質(zhì)：能與氧氣（空氣）反應(yīng)的物質(zhì)，包括氣體、液體和固體。（氣體：氫氣，乙炔，甲烷等；液體：酒精，汽油；固體：粉塵，纖維粉塵等。）

2）氧氣：空氣。

3）點(diǎn)燃源：包括明火、電氣火花、機(jī)械火花、靜電火花、高溫、化學(xué)反應(yīng)、光能等。易爆物質(zhì)：很多生產(chǎn)場(chǎng)所都會(huì)產(chǎn)生某些可燃性物質(zhì)。氧氣：空氣中的氧氣是無處不在的。點(diǎn)燃源：在生產(chǎn)過程中大量使用電氣儀表，各種磨擦的電火花，機(jī)械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免，尤其當(dāng)儀表、電氣發(fā)生故障時(shí)。客觀上很多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)滿足爆炸條件。當(dāng)爆炸性物質(zhì)與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)時(shí)，若存在爆炸源，將會(huì)發(fā)生爆炸。因此采取防爆就顯得很必要了。防止爆炸的產(chǎn)生必從三個(gè)必要條件來考慮，限制了其中的一個(gè)必要條件，就限制了爆炸的產(chǎn)生。客觀上很多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)滿足爆炸條件。當(dāng)爆炸性物質(zhì)與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)時(shí)，若存在爆炸源，將會(huì)發(fā)生爆炸，因此采取防爆就顯得很必要了。

2.儀表設(shè)備防爆原理及方法

在正常情況下，爆炸性氣體混合物連續(xù)或長時(shí)間存在的場(chǎng)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(chǎng)所1區(qū)，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(shí)間出現(xiàn)的場(chǎng)所2區(qū)Div.2，粉塵或纖維（CLASSⅡ/Ⅲ）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(shí)間頻繁地出現(xiàn)或長時(shí)間存在的場(chǎng)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(shí)間出現(xiàn)的場(chǎng)所11區(qū)Div.2。

在工業(yè)過程中，通常從下述三個(gè)方面著手對(duì)易燃易爆場(chǎng)合進(jìn)行處理。

1）預(yù)防或最大限度地降低易燃物質(zhì)泄漏的可能性；

2）不用或盡量少用易產(chǎn)生電火花的電所元件；

3）采取充氮?dú)庵惖姆椒ňS持惰性狀態(tài)。

隔離型防爆方法主要用到隔爆型儀表。它把能點(diǎn)燃爆炸混合物的儀表部件封閉在一個(gè)外殼內(nèi)，該外殼特別堅(jiān)固，能承受內(nèi)部爆炸性混合物的爆炸壓力，并且阻止向殼外的爆炸性混合物傳爆。這就是說隔爆型儀表的殼體內(nèi)部可能可能發(fā)生爆炸，但不會(huì)傳到殼體外，因此這種儀表的各個(gè)部件的結(jié)合面，如儀表蓋的螺紋圈數(shù)，螺紋圈數(shù)以及導(dǎo)線口等都有嚴(yán)格的防爆要求。隔爆型儀表較笨重，不需要如安安全柵之類的關(guān)聯(lián)設(shè)備。在打開表蓋前，需要把電源關(guān)掉，否則萬一產(chǎn)生火花，便會(huì)暴露在大氣中，產(chǎn)生爆炸。

正壓防爆方法主要是將儀表安裝在一個(gè)密封的箱體內(nèi)，充滿不含易燃?xì)怏w的潔凈氣體或惰性氣體，并保持箱內(nèi)氣壓略高于箱外氣壓。增安型儀表在正常運(yùn)行條件下不會(huì)點(diǎn)燃爆炸混合物，并在結(jié)構(gòu)上采取如密封等措施，提高其安全程度，以避免在正常和規(guī)定的過載條件下出現(xiàn)點(diǎn)燃現(xiàn)象的儀表設(shè)備。

本質(zhì)安全型防爆方法要用到本質(zhì)安全型儀表，又叫安全火花型儀表。它的特點(diǎn)是儀表在正常狀態(tài)下和故障狀態(tài)下，電路、系統(tǒng)產(chǎn)生的火花和達(dá)到的溫度都不會(huì)引燃爆炸性混合物。本質(zhì)安全型儀表的防爆，不是采用通風(fēng)、充氣、充油、隔爆等外部措施實(shí)現(xiàn)的，而是由電路本身實(shí)現(xiàn)的，因而是本質(zhì)安全的。本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)，他不僅在危險(xiǎn)場(chǎng)所使用本安儀表，而且在控制室儀表與危險(xiǎn)場(chǎng)所以表之間設(shè)置了安全柵，這樣構(gòu)成的系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全防爆的要求。本質(zhì)安全系統(tǒng)由如下圖1組成。

如果上述系統(tǒng)中不采用安全柵，而是由分電盤代替，分電盤只能起到信號(hào)隔離作用，不能限壓、限流，故該系統(tǒng)不再是本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)了。還應(yīng)指出，有了安全柵，某個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀表不是本安儀表，則該系統(tǒng)也不能保證本質(zhì)安全防爆要求。本質(zhì)安全型儀表適用于一切危險(xiǎn)場(chǎng)所和一切爆炸性氣體、蒸汽混合物，可以在通電的情況下進(jìn)行維修和整理。本安儀表有ia和ib兩種。ia等級(jí)：在正常工作狀態(tài)下，以及電路中存在一個(gè)或兩個(gè)故障時(shí)，均不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物。工作電流被限制在100mA以下正常工作時(shí)，安全系數(shù)為2.0；一個(gè)故障時(shí)，安全系數(shù)為1.5；二個(gè)故障時(shí)，安全系數(shù)為1.0。有火花的觸點(diǎn)須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全系數(shù)。ib等級(jí)：在正常工作狀態(tài)下，以及電路中存在一個(gè)故障時(shí)，均不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物， 內(nèi)部工作電流被限制在150mA以下。在正常工作和一個(gè)故障時(shí)不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物的電氣設(shè)備。正常工作時(shí)，安全系數(shù)為2.0；一個(gè)故障時(shí)，安全系數(shù)為1.5。正常工作時(shí)，有火花的觸點(diǎn)須加隔爆外殼或氣密外殼保護(hù)，并且有故障自顯示的措施，一個(gè)故障時(shí)安全系數(shù)為1.0。

3.儀表應(yīng)用在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所具體要求

一般說來，可根據(jù)以下兩點(diǎn)來選擇。一方面可根據(jù)儀表安裝、使用場(chǎng)所的危險(xiǎn)區(qū)域來選擇儀表的防爆型式：0區(qū)：只能選擇ia和S型（指專為0區(qū)設(shè)計(jì)的），1區(qū)可選擇除n型（無火花型）以外的其它儀表，2區(qū)所有防爆型式儀表均可選擇。在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所使用儀表和安裝材料如接線盒、分線盒、端子箱等，必須具有經(jīng)國家授權(quán)機(jī)構(gòu)簽發(fā)的防爆合格證，安裝前應(yīng)檢查其規(guī)格、型號(hào)是否符合設(shè)計(jì)要求，其外部應(yīng)無損傷、裂紋。正壓防爆的儀表箱內(nèi)部裝非防爆型及其它儀表及其它電氣設(shè)備，儀表箱的通風(fēng)管必須暢通，送電前，應(yīng)通入箱體5倍以上氣體置換。爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所1區(qū)內(nèi)的儀表配線，必須保證在萬一發(fā)生接地、短路、斷線等事故時(shí)，也不致形成點(diǎn)火源。因而電纜、電線必須穿管敷設(shè)，采用耐壓防爆的金屬管，穿線保護(hù)管之間以及保護(hù)管與接線盒、、分線箱均應(yīng)采用圓柱管螺紋連接，螺紋有效嚙合部分應(yīng)在5-6扣以上。需撓性連接時(shí)應(yīng)采用腦型連接管。2區(qū)儀表配線，一般也應(yīng)穿管，但只是為了保護(hù)電纜、電線的絕緣層不受外傷。匯線槽、電纜溝、保護(hù)管穿過不同等級(jí)的爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所分界線時(shí)，應(yīng)采用密封措施，以防爆炸性氣體從一個(gè)危險(xiǎn)場(chǎng)所串入另一個(gè)危險(xiǎn)場(chǎng)所。保護(hù)管與現(xiàn)場(chǎng)儀表、檢測(cè)元件、電氣設(shè)備、儀表箱、接線盒等連接時(shí)，應(yīng)在連接處0.45m以內(nèi)安裝隔爆密封管件，對(duì)2in以上的保護(hù)管每隔15m應(yīng)設(shè)置一個(gè)密封管件。

作者簡介

鄭博（1988.6.1），男，本科，技術(shù)員。