仪表防护及防爆知识.ppt

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1、PROCESS AUTOMATION仪表防护及防爆知识仪表防护及防爆知识 PROCESS AUTOMATION第一位数防止固体第一位数防止固体进进入入第二位数防止液体第二位数防止液体进进入入0 没有保没有保护护0 没有保没有保护护1 大于大于50毫米的物体毫米的物体1 垂直滴水垂直滴水2 大于大于12毫米的物体毫米的物体2 斜向滴水斜向滴水7590度度3 大于大于2.5毫米的物体毫米的物体3 淋水淋水4 大于大于1.0mm的物体的物体4 溅溅水水5 防止粉防止粉尘尘5 喷喷水水6 尘尘密密6 猛烈猛烈喷喷水水7 短短时间时间浸水浸水 1m/30min8 连续连续浸水浸水 5m/72h外壳防护I

2、EC外壳等级标准-国际电工委员会PROCESS AUTOMATIONEExdCT4表示表示CENELEC（欧（欧洲洲电电工工标标准委准委员员会）会）认证认证表示危表示危险险区域区域认证认证保保护类护类型型ia 本安本安（允允许许二二次次故故障）障）ib 本安本安（允允许许1次次故故障）障）d 隔爆隔爆e 增安增安n 型型（无无火火花）花）组别组别电电气气设备设备分分成两成两组组。组组包括包括用于用于矿矿井井的的电电气气设设备备，而而组组包包括所括所有其有其它它电电气气设设备备。组别组别进进一步一步分成分成三个三个子子组组别别：A,B和和C。ABC越来越越来越高高温度代温度代码码：设备设备表面表

3、面最高最高温度温度（135）T1 450T2 300T3 200T4 135T5 100T6 85PROCESS AUTOMATIONPROCESS AUTOMATION发展历史发展历史 随着石油及其衍生物的大量使用，世界各国兴建随着石油及其衍生物的大量使用，世界各国兴建了众多炼油厂、化工厂了众多炼油厂、化工厂由于石油极其产物大多为易燃易爆物，所以必须由于石油极其产物大多为易燃易爆物，所以必须采取措施防止该物质燃烧或爆炸。采取措施防止该物质燃烧或爆炸。电火花电火花或或温升温升会导致该场所中危险物质的燃烧、会导致该场所中危险物质的燃烧、爆炸，在现场危险区必须使用特殊的仪表：爆炸，在现场危险区必须

4、使用特殊的仪表：-它能直接安装在危险区它能直接安装在危险区-能处理危险区的信号能处理危险区的信号-不能点燃或引爆危险物质不能点燃或引爆危险物质早期仪表内部使用电子管，限能困难，故在危险早期仪表内部使用电子管，限能困难，故在危险区生产过程中多使用气动仪表进行控制区生产过程中多使用气动仪表进行控制随着半导体元器件（晶体管、集成电路）的产生，随着半导体元器件（晶体管、集成电路）的产生，仪表工作电压和功耗可有效的限制，电动仪表的使用仪表工作电压和功耗可有效的限制，电动仪表的使用开始普及，从而引入防爆理论开始普及，从而引入防爆理论防爆知识防爆知识PROCESS AUTOMATION点火、爆炸发生的三要素

5、点火、爆炸发生的三要素 燃燃 料：易燃气体、挥发物及粉尘料：易燃气体、挥发物及粉尘 引爆源：火花、电弧、设备或机械高温表面引爆源：火花、电弧、设备或机械高温表面 氧化剂：空气（氧化剂：空气（21%氧），纯氧，释放氧气的化氧），纯氧，释放氧气的化 合物（例如锰酸钾）合物（例如锰酸钾）点火源点火源氧气氧气燃料燃料PROCESS AUTOMATION爆炸性物质的分类及分组体系爆炸性物质的分类及分组体系在我国，爆炸性物质可分为三类：在我国，爆炸性物质可分为三类：类：矿井甲烷类：矿井甲烷类：爆炸性气体混合物（含蒸气、薄雾）类：爆炸性气体混合物（含蒸气、薄雾）类：爆炸性粉尘和纤维类：爆炸性粉尘和纤维T1

6、T2 T3 T4 T5 T6IIAIIBIIC乙烷乙烷 乙醇乙醇 汽油汽油 乙醛乙醛乙酸乙酯乙酸乙酯 柴油柴油 乙醚乙醚苯苯 燃料油燃料油CO 航空燃料航空燃料甲醇甲醇丙烷丙烷城市天然气城市天然气氢气氢气 I甲烷甲烷所需点燃所需点燃能量能量多（难）多（难）少（易）少（易）PROCESS AUTOMATION危险场所的划分（气体环境）危险场所的划分（气体环境）根据爆炸性混合物出现的频率和持续的时间，根据爆炸性混合物出现的频率和持续的时间，把危险气体场所划分为不同的区域：把危险气体场所划分为不同的区域：0区区：爆炸性混合物以气体、蒸气或薄雾形式：爆炸性混合物以气体、蒸气或薄雾形式连续出现或长时间存

7、在的场所连续出现或长时间存在的场所，1000小时以上小时以上 1区区：在正常运行时，环境中可能出现气体、：在正常运行时，环境中可能出现气体、蒸气或薄雾形式的爆炸性混合物蒸气或薄雾形式的爆炸性混合物，是防爆电气设，是防爆电气设备的典型应用场所，备的典型应用场所，可持续可持续2-1000小时小时 2区区：在正常运行时，环境中不可能出现气体、：在正常运行时，环境中不可能出现气体、蒸气或薄雾形式的爆炸性混合物蒸气或薄雾形式的爆炸性混合物，或偶尔发生并，或偶尔发生并且短时间（不超过且短时间（不超过2个小时）存在，个小时）存在，PROCESS AUTOMATION温度等级温度等级温度等级规定了设备表面的最

8、高允许值，温度等级规定了设备表面的最高允许值，基于技术和经济上的考虑，防爆设备被分成不同的温度等级基于技术和经济上的考虑，防爆设备被分成不同的温度等级温度级温度级设备的最高表面温度设备的最高表面温度易燃物的点燃温度易燃物的点燃温度点燃难度点燃难度 T1 450 450 易易 T2 300 300 T3 200 200 T4 135 135 T5 100 100 T6 85 85难难PROCESS AUTOMATION危险场所中电气设备采取的防爆方法危险场所中电气设备采取的防爆方法:防爆方法防爆方法/遵循的标准遵循的标准适用场所适用场所充油型充油型“o”EN50015、IEC60079-612正

9、压型正压型“p”EN50016、IEC60079-212充砂型充砂型“q”EN50017、IEC60079-512隔爆型隔爆型“d”EN50018、IEC60079-112增安型增安型“e”EN50019、IEC60079-712本质安全型本质安全型“i”EN50020、IEC60079-11012浇封型浇封型“m”EN50028、IEC60079-1812无火花型无火花型“n”EN50021、IEC60079-15 2PROCESS AUTOMATION1.定义定义 充油型充油型 oil-inmersion(EN 50015)q符号符号:oq设备的某些部件被完全浸没在油里设备的某些部件被完全

10、浸没在油里q油可阻止气体混合物形成点火源油可阻止气体混合物形成点火源q应用应用:变压器变压器q不能带电维护不能带电维护q特殊油特殊油PROCESS AUTOMATION2.正压型正压型“p”pressurised enclosure(EN50016)将可能产生火花的电气设备（如小型断路器或将可能产生火花的电气设备（如小型断路器或接触器）装于一外壳内，采取相应的措施使得接触器）装于一外壳内，采取相应的措施使得其其内部保持正压以防止可燃性气体进入壳体内内部保持正压以防止可燃性气体进入壳体内，或利用保护气体（空气或惰性气体）或利用保护气体（空气或惰性气体），在正常，在正常工作条件下将壳体内的可燃性气

11、体或蒸汽稀释工作条件下将壳体内的可燃性气体或蒸汽稀释到气体爆炸极限以下到气体爆炸极限以下设计思想：消除外壳内部的任何爆炸性气体，设计思想：消除外壳内部的任何爆炸性气体，保持其内部为一个保持其内部为一个安全区域安全区域，使得未经认证，使得未经认证的电气设备几乎不受任何约束地在外壳内部使的电气设备几乎不受任何约束地在外壳内部使用，相对复杂（大型分析仪器）用，相对复杂（大型分析仪器）在故障状态下，正压型电气设备要求能够自动在故障状态下，正压型电气设备要求能够自动切断电源切断电源,不能带电维护。不能带电维护。考虑因素：最小正压值、考虑因素：最小正压值、最小换气量最小换气量价格昂贵价格昂贵PROCESS

12、 AUTOMATION3.定义定义 充沙型充沙型 sand-filling(EN 50017)q符号符号:qq充沙以消除点火源充沙以消除点火源q特别适用于高压特别适用于高压q应用应用:电源电源,电容电容q不能带电维护不能带电维护PROCESS AUTOMATION4.定义定义 隔爆型隔爆型 Flameproof enclosure(EN 50018)符号符号:d用外壳限制爆炸，外壳不会因内部的用外壳限制爆炸，外壳不会因内部的爆炸而损坏，也不会点燃外部的可燃爆炸而损坏，也不会点燃外部的可燃气体。气体。外壳较沉重外壳较沉重应用应用:电磁阀电磁阀,压力开关，马达压力开关，马达不能带电维护不能带电维护

13、安装简单安装简单PROCESS AUTOMATION5.定义定义增安防爆增安防爆Increased safety(EN50019)q符号符号:eq采取措施：采取措施：避免火花和高温产生的可避免火花和高温产生的可能性能性q应用应用:连接件连接件,电磁阀电磁阀,防爆机箱防爆机箱q正常工作时正常工作时-不会产生点火源不会产生点火源q不能带电维护不能带电维护PROCESS AUTOMATION6.定义定义 浇封浇封Encapsulation(EN 50028)q符号符号:mq点火源被封装在特殊材料里（如陶瓷），点火源被封装在特殊材料里（如陶瓷），混合物不能与点火源接近。混合物不能与点火源接近。q永远不

14、能维护永远不能维护q应用应用 ：传感器传感器,探头等探头等PROCESS AUTOMATION 7.定义定义本安方法本安方法Intrinsic saftey(EN 50020)q标识标识:iq在回路中减少能量在回路中减少能量,以便防止火花点燃以便防止火花点燃危险物危险物q必须构成本安回路必须构成本安回路qMaintanance during operation!可带电维护可带电维护qThe method at TURCK!The method at TURCK!PROCESS AUTOMATION除本安方法外其他防爆方法用在危险除本安方法外其他防爆方法用在危险0区都有可能发生爆炸区都有可能发生

15、爆炸PROCESS AUTOMATION 常用本安与隔爆仪表对比常用本安与隔爆仪表对比本安仪表本安仪表ia对外壳要求不高对外壳要求不高允许在线维护允许在线维护适用于适用于0、1、2区区适用于低功率仪表适用于低功率仪表密封与附件简单密封与附件简单价格较低价格较低必须加安全栅必须加安全栅隔爆仪表隔爆仪表特殊外壳，结构结特殊外壳，结构结实，体积大实，体积大不允许带电维护不允许带电维护适用于适用于1、2区区适用于高功率仪表适用于高功率仪表密封与附件复杂，密封与附件复杂，价格高价格高不需加安全栅不需加安全栅PROCESS AUTOMATION什么是本质安全？什么是本质安全？（Intrinsic Safe

16、ty）q如果电流和电压在临界值之下，那麽就如果电流和电压在临界值之下，那麽就不会产生火花。不会产生火花。=电流和电压必须电流和电压必须 被限制被限制q通过通过电阻电阻限制电流限制电流q通过通过齐纳二级管齐纳二级管（Z-diode）限制电压限制电压PROCESS AUTOMATION2.什么是本安设备什么是本安设备 3.（Intrinsic Safety apparatus）q电流和电压被限制电流和电压被限制q=回路允许在危险区回路允许在危险区q 电阻和齐纳二极管不允许在危险区电阻和齐纳二极管不允许在危险区R安全区安全区危险区危险区PROCESS AUTOMATION2.本安结论本安结论q本安回

17、路将能量减少到安全水平本安回路将能量减少到安全水平q安全栅将安全区和危险区分开安全栅将安全区和危险区分开q本安设备直接工作在危险区，安本安设备直接工作在危险区，安全栅安装在安全区。全栅安装在安全区。PROCESS AUTOMATION本安回路的特点本安回路的特点在设备正常工作或故障期间，不可能产生点燃在设备正常工作或故障期间，不可能产生点燃危险场所中爆炸性气体的能量（火花、电弧或热危险场所中爆炸性气体的能量（火花、电弧或热能量），本安功率能量），本安功率4W 电压最大电压最大30V 电容限制电容限制0.1F,电感限制电感限制 500H工作原理是利用安全栅技术，将提供给现场仪工作原理是利用安全栅

18、技术，将提供给现场仪表的电能量限制在不能产生足以引爆的电火花，表的电能量限制在不能产生足以引爆的电火花，本安方法可对现场仪表带电拆装、检查、维修。本安方法可对现场仪表带电拆装、检查、维修。显然显然，本安方法，本安方法 是最安全的防爆方法，因此，是最安全的防爆方法，因此，被用在最危险的场合。被用在最危险的场合。PROCESS AUTOMATION本安电气设备分类本安电气设备分类EX ia、EX ib类类按照本安电路使用场所和安全程度可分为按照本安电路使用场所和安全程度可分为ia、ib两两个等级个等级 ia类安全系数：当最多产生两次故障时，仍然可类安全系数：当最多产生两次故障时，仍然可以保持安全性

19、以保持安全性，所以易受故障干扰的元件为三重，所以易受故障干扰的元件为三重化设计化设计，可用在可用在 0、1、2区区 ib类安全系数：当最多产生一次故障时，仍然可类安全系数：当最多产生一次故障时，仍然可以保持安全性以保持安全性 ，易受干扰影响的元件为双重化，易受干扰影响的元件为双重化设计设计 可用在可用在1、2区区 故障可能是易受干扰影响的元件失灵造成的。故障可能是易受干扰影响的元件失灵造成的。PROCESS AUTOMATION按允许的故障次数按允许的故障次数 EEx ibEEx ia允许一次故障允许一次故障:b允许两次故障允许两次故障:aRRibia本安标识本安标识 PROCESS AUTO

20、MATION设备标志设备标志用于防爆区的的设备必须具有明显的标志用于防爆区的的设备必须具有明显的标志本安设备应当具有如下标志：本安设备应当具有如下标志：EEX ia II C T6温度等级温度等级 C子组子组除煤矿以外的所有区域除煤矿以外的所有区域 I：矿下矿下防爆分类防爆分类符合欧洲标准符合欧洲标准关联设备应当具有下列标志关联设备应当具有下列标志EEX ia IIC 方括号表示关联设备方括号表示关联设备 无温度等级，因为安装在危险区之外无温度等级，因为安装在危险区之外PROCESS AUTOMATION 外壳保护等级（外壳保护等级（IPIP）代码代码 GB4208-1993GB4208-1993；等效采用等效采用IEC529IEC529PROCESS AUTOMATION粉尘防爆粉尘防爆q1、DIP-粉尘防爆标志粉尘防爆标志q2、DT或或DP-外壳类别外壳类别 DT-尘密型尘密型 DP-防尘型防尘型p3、T11T13-点燃温度点燃温度 T11-T270 T12-270 T 200 T13-200 T 150 p4、允许最高表面温度、允许最高表面温度 未过负荷时未过负荷时 过负荷时过负荷时 T11 215 190 T12 160 145 T13 120 110 PROCESS AUTOMATION谢谢！谢谢！