资源描述
《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058授课内容
本规范修定挔据:
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058—92 已实行二十近年,
当时编制该规范重要根据国际电工委员会原则IEC79-10、美国石油学会API RP500A及美国国家防火协会NFPA497原则,并参照了日本防爆指南。近年来,国际原则IEC60079 和IEC61241,美国原则API RP505及NFPA497都已修订,并已发布施实,并且与国际原则IEC60079 和IEC61241等同国标GB3836、GB12476已完毕修订正在报批。
为了适应市场迫切需要并同国际技术接轨,必要将本原则进行修订。依照最新版国际原则IEC60079 和IEC61241,以及最新国标《爆炸性环境 第一某些设备通用规定》GB3836.1- 及《可燃性粉尘环境用电气设备》GB12476有关规定,在此基本上对原规范《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058—92 进行了增补和修订.
本规范与GB50058-92 相比,有如下变化:
1.规范名称修订,即将《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》改为《爆
炸危险环境电力装置设计规范》;
2.将《名词解释》改为《术语》,做了某些修订并放入正文;
3.将原第四章《火灾危险环境》删除;
4.将例图从原规范正文中删除,改为附录并增长了某些内容;
5.增长了增安型设备在1 区中使用规定;
6.爆炸性粉尘危险场合划分有由本来两种区域 “10 区、11 区”改为三
种区域“20 区、21 区、22 区”;
7.增长了爆炸性粉尘分组:IIIA、IIIB 和IIIC 组;
8.将原规范正文中“爆炸性气体环境电力装置”和“爆炸性粉尘环境电
力装置”合并为第5 章“爆炸性环境电力装置”;
9.增长了设备保护级别(EPL)概念;
10.增长了光辐射式设备和传播系统防爆构造类型;
11.将原规范正文中易燃气体、易燃液体改为可燃气体、可燃液体;
12.将原规范正文中第一级释放源、第二级释放源改为一级释放源、二级释放源。
一.总则
总则中本规范不合用于下列环境增长了如下内容:(与国际原则IEC60079等同)
6 以加味天然气作燃料进行采暖、空调、烹饪、洗衣以及类似管线系统;(这某些内容设计可见城乡燃气设计规范)
7 医疗室内;
8 劫难性事故;
注:劫难性事故例如:加工容器破碎或管线破裂等。
(本原则中取消了原规范中不合用蓄电池室环境。蓄电池室危险险区域划分在实际工程中经常遇到,本原则在附录B中依照API-505建议增长了相应划分建议。)
总则中增长了下列条款:
爆炸危险区域划分应由懂得生产工艺加工介质性能、设备和工艺性能专
业人员和安全、电气等工程技术人员共同商量完毕。
二.爆炸性气体环境
1. 什么状况下进行爆炸性气体环境电力装置设计
符合下列条件之一就应进行爆炸性气体环境电力装置设计:
(1) 在大气条件下,可燃气体与空气混合形成爆炸性气体混合物;
(2)闪点低于或等于环境温度(此温度依照可燃物质所在地点环境温度,环境温度可选用最热月平均最高温度,亦可运用采暖通风专业“工作地带温度”或依照相似地区同类型生产环境实测数据加以拟定。除特殊状况外,普通可取45℃。)可燃液体蒸气或薄雾与空气混合形成爆炸性气体混合物;
(3)在物料操作温度高于可燃液体闪点(≥60℃)状况下,可燃液体有也许泄漏时,其蒸气与空气混合形成爆炸性气体混合物。
以上条件对可燃液体而言,闪点是一种重要物料特性。闪点就
是在原则条件下,使液体变成蒸气数量可以形成可燃性气体/空气混合物最低液体温度。
2.产生爆炸必要同步存在两个条件:
(1)存在可燃气体、可燃液体蒸气或薄雾,其浓度在爆炸极限以内;
(2) 存在足以点燃爆炸性气体混合物火花、电弧及高温。
3.防止爆炸办法:
为防止爆炸,在采用电气防止此前一方面提出了诸如工艺流程及布置等办法,即称之为:“第一次防止办法”。
(1 )一方面应使产生爆炸条件同步浮现也许性减到最小限度。
(2 )工艺设计中应采用消除或减少可燃物质释放及积聚办法:
1)工艺流程中宜采用较低压力和温度,将可燃物质限制在密闭容器内;
2)工艺布置应限制和缩小爆炸危险区域范畴,并宜将不同级别爆炸危险区,或爆炸危险区与非爆炸危险区别隔在各自厂房或界区内;
3)在设备内可采用以氮气或其他惰性气体覆盖办法;
4)宜采用安全联锁或事故时加入聚合反映阻聚剂等化学药物办法。
(3 )防止爆炸性气体混合物形成,或缩短爆炸性气体混合物滞留时间,宜采用下列办法:
1)工艺装置宜采用露天或开敞式布置;
2)设立机械通风装置;
3)在爆炸危险环境内设立正压室;
4)对区域内易形成和积聚爆炸性气体混合物地点应设立自动测量仪器装置,当气体或蒸气浓度接近爆炸下限值50%时,应能可靠地发出信号或切断电源。
(4)在区域内应采用消除或控制设备线路产生火花、电弧或高温办法。
4.危险区域划分目
危险区域划分是对也许浮现爆炸性气体环境进行分析和分区,以便对的选取和安装危险环境中电气设备,达到安全经济使用目。
危险区域划分是依照爆炸性气体混合物浮现频繁限度和持续时间进行分区,分为0区、1区、2区,事实上应通过设计或恰当操作办法,也就是采用办法将0区或1区所在数量上或范畴上减至最小,换句话说,工厂设计中大某些场合为2区或非危险区。
5.爆炸性气体环境危险区域划分程序
(1)危险区域划分
危险区域划分应由懂得可燃物质性能工艺、设备和管道专业人员进行,还要与安全、电气等其他专业人员商量。
危险区域划分主线因素就是鉴别释放源和拟定释放源级别。
释放源是指可释放出能形成爆炸性混合物物质所在位置或地点。对每台工艺设备如罐、泵、管道、容器、阀门等都视作可燃物质潜在释放源。如果该类设备不也许具有可燃物质,那么很明显它周边就不会形成危险环境。如果该类设备具有可燃物质,但不向大气中释放,如所有焊接管道不视为释放源,则同样不会形成危险环境。如果已确认设备会向大气中释放可燃物质,必要一方面按可燃物质释放频繁限度和持续时间长短分级,分为持续级释放源、一级释放源、二级释放源,再依照释放源级别和通风条件划分区域。
爆炸危险区域内通风,其空气流量能使可燃物质不久稀释到爆炸下限值25%如下时,可定为通风良好。
如下场合可定为通风良好场合:
1)露天场合;
2)敞开式建筑物。在建筑物壁和/或屋顶开口,其尺寸和位置保证建筑物内部通风效果等效于露天场合;
3)非敞开建筑物,建有永久性开口,使其具备自然通风条件;
4)对于封闭区域、每平方米地板面积每分钟至少提供0.3m3空气或至少1h 换气6 次,则可以为是良好通风场合。这种通风速率可由自然通风或机械通风来实现。
原则上是存在持续级释放源区域可划为0区;存在一级释放源区域可划为1区;存在二级释放源区域可划为2区。按以上规定划分区域级别后再依照通风条件调节区域划分。当通风良好时,应减少爆炸危险区域级别;当通风不良时应提高爆炸危险区域级别。
在实际中,应采用通风办法尽量减少1区,0区是极个别状况,例如密闭容器、贮罐等内部气体空间。
(2)危险区域范畴拟定。
爆炸危险区域范畴依照释放源级别和位置、可燃物质特性、通风条件、障碍物及生产条件、运营经验,经技术经济比较综合拟定。
爆炸危险区域范畴重要取决如下化学和物理参数:
(一) 释放速率:(单位时间从释放源中散发出可燃气体或可燃液体蒸气或薄雾数量)。释放速率越大,区域范畴就越大。释放速率与释放源几何形状、释放速度、浓度、可燃液体挥发性、液体温度关于。
(二)可燃液体沸点:沸点越低,爆炸危险区域范畴就越大。
(三)释放爆炸性气体混合物浓度:随着释放源处可燃物质浓度增长,爆炸危险区域范畴也许扩大。
(四) 爆炸下限:爆炸下限越低,爆炸危险区域范畴就越大。
(五) 闪点:闪点越低,区域范畴也许越大。
(六)相对密度:如果气体或蒸气明显轻于空气,则它就趋于向上漂移,且释放源上方垂直方向范畴将随着相对密度减小而扩大。如果明显重于空气,它就趋于沉积于地面,在地面上,区域水平范畴将随着相对密度增大而增大。为了划分范畴,本规范将相对密度不不大于1.2气体或蒸气视为比空气重物质;将相对密度不大于0.8气体或蒸气视为比空气轻物质。对于相对密度在0.8至1.2之间气体或蒸气,例如:一氧化碳、乙烯、甲醇、甲胺、乙烷、乙炔等在工程设计中相对密度视为比空气重物质。
(七) 液体温度:蒸气压力随温度增长而升高,因而由于蒸发作用,释放速率增长,危险区域范畴将扩大。
(八) 通风:随着通风量加大,危险区域范畴可以缩小。
(九) 障碍:障碍物能阻碍通风,因而也许扩大危险区域范畴,另一方面某些障碍物如堤坝、围墙或天花板都能限制危险区域范畴。
因而,在场合分类及范畴拟定期都应列出工厂用所有加工材料特性,涉及闪点、沸点、引燃温度、蒸气压力、蒸气密度、爆炸极限、操作温度、爆炸性混合物级别和温度组别。
对于爆炸危险区域范畴拟定是一种比较复杂问题,实际操作如果没有例图更加难以实行,为了便于执行规范,在规范中引用了某些典型例图,规范中大某些采用了美国石油学会API RP505及美国国家防火协会NFPA497原则中例图。由于实际装置工艺、设备、仪表、通风及布置等条件不同,在详细设计中均需结合实际状况、运营经验等综合判断,采用较大或较小距离。在诸多国家及IEC原则中,将某些危险区域范畴例图放在原则附录或图集中,不是硬性规定,仅是作为指引范例。
对于各种行业特殊性,往往在危险区域范畴拟定上,可采用
与行业关于国标,如对新建、扩建和改建汽车加油站、液化石油气加气站、压缩天然气加气站和汽车加油加气站工程设计和施工,应采用《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156。对油气田及其管道工程、石油库爆炸危险区域范畴可见其他规范,例如《石油设施电气装置场合分类》SY0025,《石油库设计规范》GB50074。
危险区域范畴拟定应考虑如下几点:
(一) 对炼油装置、石油化工厂,在加工过程中,化工设备连
续解决高速、高温、高压液体或蒸气。则以释放源起15m划分范畴。
(二) 对高挥发性物质(具备低沸点,当散发到大气后,它们
迅速地吸取热量,从而形成在普通状况下密度高于空气大量冷气体)如乙烯、丙烯、乙烷、丙烷、丁烷等有也许大量释放处时,爆炸危险区域范畴应划分附加2区,即在2区外再划出15m,附加2区距离地面标高0.6m。
(三)在物料操作温度高于可燃液体闪点(≥60℃)状况下,可燃液体也许泄漏时,其爆炸危险区域范畴可恰当缩小,但不适当不大于4.5m。
(四)对符合国标《GB3836.14》(等同IEC60079-10)附录C条件内容,可按附录C危险场合划分举例进行划分。
(五)当可燃物质轻于空气时,爆炸危险区域范畴尺寸,按4.5m划分。
6.爆炸性气体温合物分级分组
为了选取合用于爆炸性气体环境电气设备,将爆炸性气体温合物按其最大实验安全间隙或最小点燃电流分级,分为ⅡA、ⅡB、ⅡC,最大实验安全间隙是制造电气设备隔爆外壳基本数据,在隔爆外壳中是以隔爆间隙喷射出爆炸产物所具备能量点燃周边爆炸性气体温合物,因而隔爆型防爆构造定义为当可燃气体或蒸气进入外壳内部发生爆炸时,该外壳能承受爆炸压力且爆炸火焰不会引燃该外壳外部可燃气体或蒸气全封闭构造。最小点燃电流比是设计本质安全型电路根据,在本质安全电路中,是用电火花点燃爆炸性气体温合物。因而本安型防爆构造定义为电气设备产生火花、电弧或高温不会引燃可燃气体或蒸气构造。通过大量实验,通过两种原则装置分别测定几种爆炸性气体温合物最大实验安全间隙及最小点燃电流比获得分级数据相似,即最大实验安全间隙小气体温合物,其最小点燃电流比小。
最大实验安全间隙(MESG)或最小点燃电流比(MICR)分级
注:①分级级别应符合现行国标《爆炸性环境用防爆电气设备通用规定》。
②最小点燃电流比(MICR)为各种可燃物质按照它们最小点燃电流值与实验室甲烷最小电流值之比。
爆炸性气体温合物按可燃物质引燃温度分组,分为T1、T2、T3、T4、T5、T6,规定防爆电气设备容许最高表面温度不超过爆炸性气体温合物引燃温度。
温度组别
可燃物质引燃温度(℃)
T1
t〉450
T2
300〈t≤450
T3
200〈t≤300
T4
135〈t≤200
T5
100〈t≤135
T6
85〈t≤100
三. 爆炸性粉尘环境
1.什么状况下进行爆炸性粉尘环境电力装置设计
对用于生产、加工、解决、转运或贮存过程中浮现或也许浮现可燃性粉尘与空气形成爆炸性粉尘混合物环境时,应进行爆炸性粉尘环境电力装置设计。
2.在爆炸性粉尘环境中粉尘分为如下三级:
IIIA 级:可燃性飞絮(常用ⅢA级可燃性飞絮:如棉花纤维、麻纤维、丝纤维、毛纤维、木质纤维、人造纤维等)
IIIB 级:非导电性粉尘(常用ⅢB级可燃性非导电粉尘:如聚乙烯、苯酚树脂、小麦、玉米、砂糖、染料、可可、木质、米糠、硫磺等粉尘。)
IIIC 级:导电性粉尘(如石墨、炭黑、焦炭、煤、铁、锌、钛等粉尘。)
3.在爆炸性粉尘环境中,产生爆炸必要同步存在下列条件:
(1 )存在爆炸性粉尘混合物其浓度在爆炸极限以内;
(2 )存在足以点燃爆炸性粉尘混合物火花、电弧、高温。
4.在爆炸性粉尘环境中应采用下列防止爆炸办法:
(1 )防止产生爆炸基本办法,应是使产生爆炸条件同步浮现也许性减小到最小限度。
(2 )防止爆炸危险,应按照爆炸性粉尘混合物特性,采用相应办法。
(3 )在工程设计中应先采用下列消除或减少爆炸性粉尘混合物产生和积聚办法:
5.危险区域划分
爆炸性粉尘危险区域划分应依照爆炸性粉尘混合物浮现频繁限度和持续时间进行分区,原分为10区、11区。既有原则GB12476.1.《可燃性粉尘环境用电气设备》等同IEC61241原则,将危险区域划分为20区、21区、22区,10区与20区相应,11区与21区、22区相应。
(1)爆炸性粉尘环境由粉尘释放源而形成。粉尘释放源应按爆炸性粉尘释放频繁限度和持续时间长短分级,分为:
持续级释放源:粉尘云持续存在或预测长期或短期经常浮现部位。例如:粉尘容器内部。
一级释放源:在正常运营时预测也许周期性地或偶尔释放释放源。例如:毗邻敞开式包装袋装卸点周边。
二级释放源:在正常运营时,预测不也许释放,如果释放也仅是不经常地并且是短期地释放。例如:需要偶尔打开并且打开时间非常短人孔,或者是其周边浮现粉尘沉淀粉尘解决设备。
一旦理解了工艺过程有释放潜在也许,就应当鉴别每一释放源并拟定其释放级别。
下列各项不应当被视为释放源:
――压力容器外壳主体构造,涉及它封闭管口和人孔。
――所有焊接输送管。
――在设计和构造方面对防粉尘泄露进行了恰当考虑阀门压盖和法兰接合面。
(2) 爆炸性粉尘环境应依照爆炸性粉尘混合物浮现频繁限度和持续时间,按如下规定进行分区:
原则上是存在持续级释放源区域可划为20区;存在一级释放源区域可划为21区;存在二级释放源区域可划为22区。按以上规定划分区域级别后,再依照采用排气通风等办法调节区域划分。
20区:空气中可燃性粉尘云持续地或长期地或频繁地浮现于爆炸性环境中区域。
也许产生20区场合示例:
――粉尘容器内部;
――贮料槽,筒仓等,旋风除尘器和过滤器;
――粉料传送系统等,但不涉及皮带和链式输送机某些某些;
――搅拌机,研磨机,干燥机和装料设备等。
21区:在正常运营时,空气中可燃粉尘云普通不也许浮现于爆炸性粉尘环境中区域,虽然浮现,持续时间也是短暂。
也许产生21区场合示例:
――当粉尘容器内部浮现爆炸性粉尘混合物,为了操作而需频繁移出或打开盖/隔膜阀时,粉尘容器外部接近盖/隔膜阀周边场合;
――当未采用防止爆炸性粉尘混合物形成办法时,在粉尘容器外部接近装料点和卸料点、送料皮带、取样点、卡车卸载站、皮带卸载点等场合;
――如果粉尘堆积且由于工艺操作,粉尘层也许被扰动而形成爆炸性粉尘混合物时,粉尘容器外部场合;
――也许浮现爆炸性粉尘云(但既非持续地,也不长期,又不经常时)粉尘容器内部场合,例如自清扫时间间隔长筒仓(如果仅偶尔装料和/或出料)和过滤器积淀侧。
22区: 在正常运营条件下,空气中爆炸性粉尘云不太也许形成爆炸性粉尘环境场合,虽然浮现,持续时间也是短暂
也许产生22区场合示例:
――袋式过滤器通风孔排气口,一旦浮现故障,也许逸散出爆炸性混合物;
――很少时间打开设备附近场合,或依照经验由于高于环境压力粉尘喷出而易形成泄露设备附近场合;气动设备,挠性连接也许会损坏等附近场合;
――装有诸多粉状产品存储袋。在操作期间,存储袋也许浮现故障,引起粉尘扩散;
――当采用办法防止爆炸性粉尘/空气混合物形成时,普通划分为21区场合可以降为22区场合。此类办法涉及排气通风。在(收尘袋)装料和出料点、送料皮带、取样点、卡车卸载站、皮带卸载点等等场合附近应采用办法;
――形成可控制(清理)粉尘层有也许被扰动而产生爆炸性粉尘/空气混合物场合。只有在危险粉尘/空气混合物形成前,通过清理方式清除了该粉尘层,它才为非危险场合。
6. 危险区域范畴拟定
(1)20区范畴涉及爆炸性粉尘/空气混合物长期持续地或者经常在管道、生产和解决设备内存在区域。
如果粉尘容器外部持续存在爆炸性粉尘/空气混合物,则规定划分为20区。但在工作场合产生20区状况是被禁止。
(2)21区范畴宜按下列规定拟定:
一一 具有一级释放源粉尘解决设备内部;
一一 由一级释放源形成设备外部场合,其区域范畴应受到某些粉尘参数限制,如粉尘量,释放率,浓度,颗粒大小和产品湿度。普通为释放源周边1米距离(垂直向下延至地面或楼板水平面),对于建筑物外部场合(敞开),21区范畴会由于气候,例如风、雨等影响而变化;
一一如果粉尘扩散受到物理构造(墙壁等等)限制,它们表面可作为该区域边界;
一一可以结合同类公司相似厂房实践经验和粉尘参数,恰当考虑可将整个厂房划为21区。
(3)22区范畴宜按下列规定拟定:
一一由二级释放源形成场合,其区域范畴应受到某些粉尘参数限制,如粉尘量,释放速率,颗粒大小和物料湿度,同步需要考虑引起释放条件。对于建筑物外部场合(露天)、22 区范畴由于气候,例如风、雨等影响可以减小。在考虑22 区范畴时,普通超过21 区3m 及二级释放源周边3m 距离(垂直向下延至地面或楼板水平面);
一一如果粉尘扩散受到实体构造(墙壁等等)限制,它们表面可作为该区域边界。
一一可以结合同类公司相似厂房实践经验和实际因素,恰当考虑可将整个厂房划为22 区。。
规范中21 区为“一级释放源周边1m 距离”,及22 区为“二级释放源周边3m 距离”是IEC60079-10-2 推荐。此外,在本规范中采用了重要以厂房为单位划定范畴办法。特别是厂房内各种释放源相距不不大于2m,其间设备选取按非危险区设防其经济性不大时,释放源之间区域普通也延伸相连起来。这种办法结合国内工业划分粉尘爆炸危险区域习惯做法,也多是以建筑物隔开来防止爆炸危险范畴扩大。不经常启动门窗,可以为具备限制粉尘扩散功能。
对电气装置来说,也是以厂房为单位进行设防。
三.333333爆炸性环境电力装置
本章变化了原规范模式,将气体/蒸气爆炸性环境与粉尘爆炸性环境电气设备安装合为一节来编写,一是两种危险区内电气设备安装有诸多相似规定,避免不必要重复,二是为了与IEC60079-14- 相匹配。
2.爆炸性环境电气设备选取
(1)爆炸性环境内电气设备应依照下列条件进行选取:
1)爆炸危险区域分区
2)可燃性物质和可燃性粉尘分级
3)可燃性物质引燃温度
4)可燃性粉尘云、可燃性粉尘层最低引燃温度
(2)依照爆炸危险区域划分选取防爆电气构造类型
爆炸危险区域
防爆构造
0区
1区
2区
隔爆外壳“d"
X
○
○
正压型“p”
X
○
○
充沙型“q"
X
○
○
油浸型“o"
X
○
○
增安型“e"
X
△(2)
○
本质安全型“ia"
○
○
○
本质安全型“ib"
X
○
○
浇封型“m”
○
○
○
无火花型“n”
X
X
○
注:
1. 表中符号:○为合用;△为慎用;X为不合用。
2. 在1区中使用增安型“e”电气设备仅限于下列电气设备:
1) 在正常运营中不产生火花、电弧或危险温度接线盒和接线箱,涉及主体为“d”或“m”型,接线某些为“e”电气产品。
2) 配备有适当热保护装置(GB3836.3-附录D) “e”型低压异步电动机(启动频繁和环境条件恶劣者除外)。
3)“e”型荧光灯。
4)“e”型测量仪表和仪表用电流互感器
(增安型电气设备为正常状况下没有电弧、火花、危险温度,而不正常状况下有引爆也许,故对在1 区使用“e”类电气设备进行了限制。增安型电动机保护热保护装置, 目是防止增安型电机突然发生堵转、短路、断相而导致定子、转子温度迅速升高引燃周边爆炸性混合物。增安型电动机热保护装置规定是在电动机发生故障时可以在规定期间(tE)内切断电动机电源,使电机停止运转,使其温升达不到极限温度。随着电子工业发展,新型电子型综合保护器已大量投放市场,其工作误差和稳定性可以满足增安型电动机保护规定,为增安型电动机应用提供了必要条件。
无火花型电动机比较经济,但安全性不如增安型。选用该类型产品时,使用部门应有完善维修制度,并严格贯彻执行。)
粉尘类型
20区
21区
22区
非导电性粉尘
IIIA,IIIB
tD A20
(tD B20)
iaD
maD
tD A20或tD A21
(tD B20或tD B21)
iaD或ibD
maD或mbD
pD
tD A20;tD A21或tD A22
(tD B20;tD B21或tD B22)
iaD或ibD
maD或mbD
pD
导电性粉尘
IIIC
tD A20
(tD B20)
iaD
maD
tD A20或tD A21
(tD B20或tD B21)
iaD或ibD
maD或mbD
pD
tD A20或tD A21或tD A22
IP6X
(tD B20或tD B21)
iaD或ibD
maD或mbD
pD
tD为外壳保护型;iaD 、ibD为本质安全型;maD、mbD为浇封型:pD为正压型。
设备最高容许表面温度是由有关粉尘最低点燃温度减去安全裕度拟定,当按照GB12476.8-1规定办法对粉尘云和厚度不不不大于5mm粉尘层中“tD”防爆型式进行实验时,采用A型,对其她所有防爆型式和12.5mm厚度中“tD”防爆型式采用B型。
i. A型和其她粉尘层用设备外壳
—— 厚度不不不大于5mm:
用IEC 61241-0中23.4.4.1规定无尘实验办法实验最高表面温度不应超过5mm厚度粉尘层最低点燃温度减75°C:Tmax = T5mm – 75 °C。
式中T5 mm是5mm厚度粉尘层最低点燃温度。
ii. 粉尘层厚度12.5mm如下B型设备专用外壳
当设备按照GB12476.5中8.2.2.2规定实验时,对于12.5mm粉尘层厚度来说,设备最高表面温度不应超过粉尘层最低点燃温度减25°C:Tmax = T12.5mm – 25 °C。
式中T12.5 mm是12.5mm厚度粉尘层最低点燃温度。
设备最高表面温度不应超过有关粉尘/空气混合物最低点燃温度2/3,Tmax≤2/3 TCL,单位:℃。
式中TCL为粉尘云最低点燃温度。
(1) 危险区域划分与电气设备保护级别关系:
设备保护级别(EPL)是依照设备成为引燃源也许性和爆炸性气体环境及爆炸性粉尘环境所具备不同特性而对设备规定保护级别。有如下级别:
EPL Ga
爆炸性气体环境用设备。具备“很高”保护级别,在正常运营过程中、在预期故障条件下或者在罕见故障条件下不会成为点燃源。
EPL Gb
爆炸性气体环境用设备。具备“高”保护级别,在正常运营过程中、在预期故障条件下不会成为点燃源。
EPL Gc
爆炸性气体环境用设备。具备“加强”保护级别,在正常运营过程中不会成为点燃源,也可采用附加保护,保证在点燃源有规律预期浮现状况下(例如灯具故障),不会点燃。
EPL Da
爆炸性粉尘环境用设备。具备“很高”保护级别,在正常运营过程中、在预期故障条件下或者在罕见故障条件下不会成为点燃源。
EPL Db
爆炸性粉尘环境用设备。具备“高”保护级别,在正常运营过程中、在预期故障条件下不会成为点燃源。
EPL Dc
爆炸性粉尘环境用设备。具备“加强”保护级别,在正常运营过程中不会成为点燃源,也可采用附加保护,保证在点燃源有规律预期浮现状况下(例如灯具故障),不会点燃。
注意设备保护级别(EPL)与外壳防护级别(IP)不要混淆。
危险区域
设备保护级别(EPL)
0区
Ga
1区
Ga 或Gb
2区
Ga 、Gb或Gc
20区
Da
21区
Da 或Db
22区
Da 、Db或Dc
(4)电气设备保护级别(EPL)与电气设备防爆构造关系:
设备保护级别(EPL)
电气设备防爆构造
防爆型式
Ga
本质安全型
“ia”
浇封型
“ma”
由两种独立防爆类型构成设备,每一种类型达到保护级别别“Gb”规定
光辐射式设备和传播系统保护
“op is”
Gb
隔爆型
“d”
增安型
“e”注1
本质安全型
“ib”
浇封型
“mb”
油浸型
“o”
正压型
“px” “py”
充砂型
“q”
本质安全现场总线概念(FISCO)
光辐射式设备和传播系统保护
“op pr”
Gc
本质安全型
“ic”
浇封型
“mc”
无火花
“n”
“nA”
限制呼吸
“nR”
限能
“nL”
火花保护
“nC”
正压型
“pz”
非可燃现场总线概念(FNICO)
光辐射式设备和传播系统保护
“op sh”
Da
本质安全型
“iD”
浇封型
“mD”
外壳保护型
“tD”
Db
本质安全型
“iD”
浇封型
“mD”
外壳保护型
“tD”
正压型
“pD”
Dc
本质安全型
“iD”
浇封型
“mD”
外壳保护型
“tD”
正压型
“pD”
爆炸性气体环保类型另一种标志
——“db”:隔爆外壳。
——“eb”:增安型。
——“ia”:本质安全型
——“ib”:本质安全型
——“ic”:本质安全型
——“ma”:浇封型
——“mb”:浇封型
——“nAc”:无火花,
——“nCc”火花保护
——“nRc”:限制呼吸
——“nLc”:限能
——“ob”:油浸型;
——“pxb”:正压型
——“pyb”: 正压型
——“pzc”: 正压型
——“qb”: 充砂型
爆炸性粉尘环保类型另一种标志
——“ta”:外壳保护
——“tb”:外壳保护
——“tc”:外壳保护
——“ia”:本质安全型
——“ib”:本质安全型
——“ma”:浇封型
——“mb”:浇封型
——“pb”:正压型
——“pc”: 正压型
浇封保护型“mD”encapsulation “mD”
电气设备一种防爆型式。这种型式是将也许产生点燃爆炸性环境火花或发热部件封入复合物中,使她们在运营或安装条件下避免点燃粉尘层或粉尘云。
(5)气体/蒸气或粉尘分级与电气设备类别关系
气体/蒸气、粉尘分级
设备类别
IIA
IIA 、IIB或IIC
IIB
IIB或IIC
IIC
IIC
IIIA
IIIA 、IIIB或IIIC
IIIB
IIIB或IIIC
IIIC
IIIC
防爆 型 式 为“e”,“m”,“o“,”p”和“q”电气设备应为II类设备.
防爆 型 式为‘'d”和“i"电气设备应是 IIA 、IIB、IIC类设备。
防爆型式“n”电气设备应为 II类设备,如果它涉及密封断路装置,非故障元件或限能设备或电路,那么,该设备应是IIA 、IIB或IIC。
(6)电气设备温度组别、最高表面温度和引燃温度之间关系
电气设备温度组别
电气设备容许最高表面温度
气体/蒸气引燃温度
T1
450℃
>450℃
T2
300℃
450≥t>300℃
T3
200℃
300≥t>200℃
T4
135℃
200≥t>135℃
T5
100℃
135≥t>100℃
T6
85℃
100≥t>85℃
电气设备温度组别
电气设备容许最高表面温度
气体/蒸气引燃温度
合用设备温度级别
T1
450℃
>450℃
T1-T6
T2
300℃
>300℃
T2-T6
T3
200℃
>200℃
T3-T6
T4
135℃
>135℃
T4-T6
T5
100℃
>100℃
T5-T6
T6
85℃
>85℃
T6
(7)选用防爆电气设备级别和组别,不应低于该爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物级别和组别。当存在有两种以上可燃性物质形成爆炸性气体混合物时,应按照混合后爆炸性混合物级别组别选用防爆电气设备,无据可查又不也许进行实验时,可按危险限度较高档别和组别选用防爆电气设备。对于混合气体分级, 始终以来比较难以拟定。依照API-RP-505,NFPA497,IEC60079-20 以及GB3836.12 有关规定,本规范提出一种多组分爆炸性气体或蒸气混合物最大实验安全间隙(MESG)计算办法,并运用此计算成果判断多组分爆炸性气体分级原则,进一步应用于工程实践中指引用电设备选型问题。见条文阐明。
在《石油设施电气装置场合分类》SY0025规范中,规定了在人工制气混合物中,如果气体具有超过30%(体积)氢,可将混合物划分为IIC级。
(8)防爆电气设备标志示例
例如增安型“e”(EPL Gb)和正压外壳“px”(EPL Gb)电气设备,最高表面温度125℃,引燃温度高于125℃爆炸性气体环境:Ex e px II 125℃(T4)Gb 或者 Ex eb pxb II125℃(T4)
例如隔爆型“d”(EPL Gb)和增安型“e”(EPL和Gb)防爆型式电气设备,用于B级气体引燃温度不不大于200℃爆炸性气体环境:Ex de IIB T3 Gb 或者Ex db eb IIB T3
例如有IIIC导电性粉尘爆炸性粉尘环境,用浇封型“ma”(EPL Da)电气设备,最高表面温度低于120℃:Ex ma IIIC T120℃ Da 或者Ex ma IIIC T120℃
例如有IIIC导电性粉尘爆炸性粉尘环境,用外壳保护 “t”(EPL Db)电气设备,最高表面温度低于225℃: Ex t IIIC T225℃ Db IP65 或者Ex tb IIIC T225℃
例如某工厂加工大麦谷物粉,在加工过程中存在可燃性非导电粉尘,引燃温度为270℃,依照可燃性粉尘浮现频繁限度和持续时间划为22区,电气设备选取为:Ex tD A22 IP54 T195℃ 。
对于爆炸性气体和粉尘同步存在区域,其防爆电气设备选取应当即满足爆炸性气体防爆规定,又要满足爆炸性粉尘防爆规定,其防爆标志同步涉及气体和粉尘防爆标记。当前已有这种防爆电气产品。
………….
3. 爆炸性环境电气设备安装
(1)除本质安全电路外,爆炸性环境电气线路和设备应装设过载、短路和接地保护,不也许产生过载电气设备可不装设过载保护。爆炸性环境电动机除按照有关规范规定装设必要保护之外,均应装设断相保护。如果电气设备自动断电也许引起比引燃危险导致危险更大时,应采用报警装置代替自动断电装置。
(2) 紧急断电办法
为解决紧急状况,在危险场合外适本地点或位置应采用一种或各种办法对危险场合设备断电。为防止附加危险产生,必要持续运营设备不应涉及在紧急断电回路中,而应安装在单独回路上。
(3)变、配电所和控制室设计应符合下列规定:
1) 变电所、配电所(涉及配电室,下同)和控制室应布置在爆炸危险区域范畴以外,当为正压室时,可布置在1区、2区内。
2)对于可燃物质比空气重爆炸性气体环境,位于爆炸危险区附加2区变电所、配电所和控制室电气和仪表设备层地面,应高出室外地面0.6m。
4.爆炸性环境电气线路设计
(1)引向电压为1000V 如下鼠笼型感应电动机支线长期容许载流量,不应不大于电动机额定电流1.25 倍。此条中容许载流量是指在敷设处环境温度下(未考虑敷设方式所引起修正量)载流量。应考虑按照敷设方式修正后电缆载流量不不大于电动机额定电流1.25 倍即可。
(2)在爆炸性气体环境内钢管配线电气线路必要作好隔离密封,且应符合下列规定。
1)在正常运营时,所有点燃源外壳450mm 范畴内必要作隔离密封;
2)直径50mm 以上钢管距引入接线箱450mm 以内处必要作隔离密封。
3)相邻爆炸性环境之间以及爆炸性环境与相邻其他危险环境或非危进行密封时,密封内部应用纤维作填充层底层或隔层,以防止密封混合物流出,填充层有效厚度不应不大于钢管内径且不得不大于16mm。
4)供隔离密封用连接部件,不应作为导线连接或分线用。
条文中钢管配线不是普通保护钢管,而是从配电箱始终到用电设备采用是钢管配线。保护用钢管不受此条文限制。
为将爆炸性气体或火焰隔离切断,防止传播到管子其他部位,故钢管配线需设立隔离密封。
(3) 在1区内电缆线路禁止有中间接头,在2 区、20 区、21 区内不应有中间接头。是指普通没有特殊防护中间接头。
(4)电缆或导线终端连接:电缆内部导线如果为绞线,其终端应采用定型端子或接线鼻子进行连接。
(5)铝芯绝缘导线或电缆连接与封端应采用压接、熔焊或钎焊,当与设备(照明灯具除外)连接时,应采用铜-铝过渡接头。
(6)架空电力线路禁止跨越爆炸性气体环境,架空线路与爆炸性气体环境水平距离,不应不大于杆塔高度1.5 倍。在特殊状况下,采用有效办法后,可恰当减少距离。
在保证如发生倒杆时架空线路不进入爆炸危险区范畴内,可依照实际状况采用必要办法后,可恰当减少架空线路与爆炸性气体环境水平距离。
5.爆炸性环境接地设计
(1)1000V交流/1500V直流如下电源系统接地应满足下列规定:
1)TN 系统:爆炸性环境中TN 系统应采用TN-S 型。
2)TT 系统:危险区中TT 型电源系统应采用剩余电流动作保护电器。
3)IT 系统:爆炸性环境中IT 型电源系统,应设立绝缘监测装置。
本条为强制性条文。爆炸性环境中TN 系统应采用TN-S 型是指在危险场合中,中性线与保护线不应连在一起或合并成一根导线,从TN-C 到TN-S 型转换任何部位,保护线应在非危险场合与等电位联结系统相连接。如果在爆炸性环境中引入TN-C 系统,正常运营状况下,中性线存在电流,也许会产生火花引起爆炸,因而在爆炸危险区中只容许采用TN-S 系统。
对于TT 系统,由于单相接地时阻抗较大,过流、速断保护敏捷度难以保证,因此必要采用剩余电流动作保护电器。
对于IT 系统普通初次接地故障时,保护装置不直接动作于跳闸,但必要
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