电气防爆技术知识培训[详细]

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3.防爆电气设备有不同的等级 爆炸性气体环境，根据不同的易燃物质分19个等级 爆炸性粉尘环境，根据不同的易燃物质分6个等级
4.爆炸危险场所有不同的区域等级 根据释放源和现场通风状况而决定 爆炸性气体环境分三个区域 爆炸性粉尘环境分二个区域
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三.常用的防爆电气设备型式（如隔爆型）是 不密封的。
化学性爆炸 化工生产的各类化学反应（如硝化、脂化、聚合、催化、 氧化等等）引起爆炸：因工艺条件（温度、压力、速率等）
失控，引起压力、温度骤升现象。（在反应釜、反应塔内）
核爆炸
爆炸性混合物爆炸：因生产用的反应釜、泵、阀门管道等 泄漏出的易燃物质，与环境中空气混和成爆炸性混 合物，一旦被电气火花点燃，引起环境的压力和温 度骤升现象
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（2）GB50160-（2019版）石油化工企业设计防火规 范将易燃气体分为甲类和乙类（相同于GBJ16），将易燃 液体分为甲A、甲B、乙A、乙B、丙A、丙B类。
甲A类：液化烃、
甲B类：闪点<28℃易燃液体、 乙A类： 28 ℃≤闪点≤ 45 ℃易燃液体、 乙B类：45 ℃<闪点<60 ℃易燃液体、 丙A类：60℃≤闪点≤ 120℃可燃液体、 丙B类：>120 ℃可燃液体。 上述45 ℃是世界城市月平均气温，120 ℃是重柴油的闪点
MESG≦0.5 (mm) 为Ⅱ类C级，标志为ⅡC （2）按最小点燃电流比分级（MICR）
最小点燃电流：在规定的试验条件下，对电阻电路或电*电路 用火花试验装置进行3000次火花试验。能够发生点燃的最小电流。
最小点燃电流比（MICR）：各种气体或蒸汽与空气的混合物 的最小点燃电流对甲烷与空气的混合物的最小点燃电流之比。
定义：由于氧化反应或者其他放热反应而引起压力和温度的骤升现象
爆炸
物理性爆炸：由于物质的体积膨胀,引起压力和温度的骤升造成容器外壳 破损，产生爆炸 简单化学爆炸：因受外界振动引起某些物质自身分解产生 压力，温度骤升现象. 复杂化学性爆炸：因受外界压力触发，炸药会自身分解氧 气，引起氧化反应，造成压力、温度骤升现象
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第二节 爆炸性混合物的类别与级组划分
一.爆炸性混合物的分类
分三大类 Ⅰ类：煤矿井下甲烷 Ⅱ类：工厂用气体、蒸汽、薄雾 Ⅲ类：粉尘、纤维
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二.爆炸性混合物的分级
1.爆炸性气体、蒸汽的分级 （1）按最大试验安全间隙分级（MESG）
MESG=1.14 (mm) 煤矿井下甲烷，为Ⅰ类不分级，标志Ⅰ 0.9≦MESG<1.14 (mm) 为Ⅱ类A级，标志为ⅡA 0.5 < MESG< 0.9 (mm) 为Ⅱ类B级，标志为ⅡB
GB50257—2019 4.爆炸性气体环境用电气设备的检修
GB3836.13—2019 5.爆炸性气体环境用电气设备危险场所分类
GB3836.14ຫໍສະໝຸດ Baidu2000 6.爆炸性气体环境用电气设备危险场所电气安装
GB3836.15—2000
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第二章 爆炸性混合物
第一节 爆炸性混合物的基本特征
（4）为了便于人员发生火灾后逃生，提出建筑物必要逃生 通道；
（5）为了解决初始火灾的灭火，提出必须配备的灭火设施。
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3.易燃物质分类：
（1）GBJ16-（2019年版）建筑设计防火规范将物品的 火灾危险性分成五大类，把易燃物质分在甲、乙、丙前三 类中。
甲类：闪点<28℃的易燃液体、爆炸下限<10%的易燃 气体；自燃和遇水燃烧的固体
2.防火（易燃物质）和防爆（爆炸性环境）的区别
消防有双重意义，一是采取防止火灾发生的措施，另 外万一发生火灾还应采取可灭火的措施，相应的提出下列 主要防火要求：
（1）按易燃物质的不同等级提出建筑物不同的耐火等级规 定；
（2）为了控制火灾的火势量，提出建筑物的面积规定；
（3）为了控制火灾对周围建筑物的影响，提出对与相邻建 筑物的间距规定；
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燃烧三要素：
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空气
易燃物质 点火源
明火 电气火花 静电火花 雷电火花 机械火花 危险高温
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爆炸三要素：
易燃物质
空气
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点火源
明火 电气火花 静电火花 雷电火花 机械火花 危险高温
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四.与防爆电气有关的爆炸技术参数
1.爆炸极限
爆炸性混合物中的易燃物质与空气的比例，并不 是什么比列都会点燃引起爆炸的，只有在某一个范围 内，如氢气的爆炸极限是4%~75%。其中4%是氢气 的爆炸下限，75%是氢气的爆炸上限。
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MICR=1
煤矿井下甲烷，为Ⅰ类不分级，标志Ⅰ
0.8<MICR<1
为Ⅱ类A级，标志为ⅡA
0.45≦MICR≦0.8 为Ⅱ类B级，标志为ⅡB
MICR< 0.45 为Ⅱ类C级，标志为ⅡC
2.爆炸性粉尘（含纤维，炸药）的分级
爆炸型粉尘分级是按粉尘的物理性质划分，把非导电性可燃粉尘 （如玉米粉、糖粉等）与非导电性可燃纤维（如
但是由于爆炸性环境空间很大，如果爆炸性混合物不能全部 爆炸完，则还会连续传遍整个未燃的爆炸性混合物，会引起压 力增加现象。也就是二次、三次甚至更多次爆炸，每次的爆炸 压力，是爆炸性混合物被前一次爆炸压力预压后压力（初始压 力）的倍数。
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Ｐ
Ｐ
Ｐ２
Ｐ１ Ｐ０
％
％
爆炸压力和浓度关系曲线
甲烷
5~15
537
0.72
1.14
丙烷
2.1~9.5
466
0.90
0.92
乙醚
1.7~48
170
0.92
0.87
乙烯
2.3~36
425
0.80
0.65
氢
4~75
560
0.74
0.29
乙炔
1.5~82
305
1.03
0.37
0.28 0.26 0.19 0.06 0.019 0.019
爆炸性混合物的爆炸技术参数举例
2.自燃温度
爆炸性混合物除用火花可以点燃，也可以用加热温 度来点燃，凡能引起爆炸性混合物爆炸的最低温度， 称为自然温度。如氢气的自然温度为560 ℃
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3.爆炸压力
爆炸性混合物在爆炸极限内被点燃后引起爆炸，必然会产生 冲击压力波，它的最大压力值称为爆炸压力：
由于大气压力是一个大气压，所以无论易燃物质压力多高， 要形成爆炸混合物，必须在一个大气压下。因此，爆炸压力是 在一个大气压下（初始压力为0）爆炸性混合物产生的最大压力。 不同的爆炸性混合物爆炸压力是不一样的，在0.8MPa左右。
2.增安型电气设备 GB3836.3—2000
3.本质安全型电气设备
GB3836.4—2000
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4.爆炸危险场所电气线路和防爆电 气设备的安装施工要求
5.爆炸危险场所电气接地保护要求
6.爆炸危险场所电气安装置竣工验 收要求
7.爆炸危险场所电气装置安全运行 和维修
8.爆炸危险场所电气装置检修要求
9.气密型电气设备 GB3836.10—1991
10.粉尘型电气设备 GB12746.1—2000
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规范和标准有
1.中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程 （1987） 2.爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范
GB50058—1992 3.爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范
爆炸危险环境（或场所）
电气防爆技术
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主讲人：胡富民
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爆炸危险场所定义：
在大气条件下，气体、蒸汽或雾状、粉尘或纤 维状的可燃物质与空气构成的混合物，在该混合物 中点燃后，燃烧或爆炸将传遍整个未燃混合物的场 所。
防爆电气设备定义：
按规定条件设计制造而不会引起周围爆炸性混 合物（爆炸危险场所）爆炸的电气设备。
化学反应引起爆炸指发生在化学反应釜、反应塔等装 置里，而爆炸性环境指装置和管道里易燃物质泄漏到大气 中与空气混合，形成爆炸性混合物的爆炸，是环境空间的 爆炸。
采取防爆的方法截然不同，前者用严格控制工艺参数 （温度、压力、流量）手段和装置增加安全阀、爆破膜等， 后者用防爆电气设备。
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第一章 中国爆炸危险场所电气安全 规程和标准
电气防爆技术
爆炸危险场所电气安全规程
防爆电气设备制造标准
主要内容：
特种的结构和电路主要型式
1.爆炸危险场所区域等级判断原 则、 判断方法及绘制 2.爆炸危险场所防爆电气设备防爆 型式选用方法 3.爆炸危险场所电气线路的设计
1.隔爆型电气设备 GB3836.2—2000
5.最小点燃能量（MIE）
在规定的试验条件下，能点燃最易点燃被试验气体或 蒸气与空气的混合物的最小能量。
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Ｐ
MIE试验示意图
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Emin ％
最小点火能量与浓度关系曲线
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爆炸性 爆炸极限 自然温度 爆炸压力
混合物
%
℃
MPa
最大安全试验间隙 MESG（mm）
最小点火能量 MIE（mJ）
一.易燃物质：
定义：凡能与空气中的氧或其他氧化物起氧化反应， 并能产生燃烧（发热、发光）现象的物质。
分类：
爆炸性混合物 举例
气体
√ 氢、乙炔、
乙烯
液体
闪点<45℃ 闪点>45℃
√
甲苯、酒 精、汽油
×
乙二醇、 柴油
固体
粉尘 粒径 1~200um
纤维
√
√
镁、铝、萘、 聚乙烯、小 麦粉、矿粉、
煤粉
棉纤维、人 造短纤维
浓度% 4 4 10 10 20 20 32 32 40 50 60 70 80
间隙mm 0.7 0.6 0.6 0.5 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
外腔 爆炸 不爆炸 爆炸 不爆炸 爆炸 不爆炸 爆炸 不爆炸 不爆炸 不爆炸 不爆炸 不爆炸 不爆炸
H2爆炸性混合物MESG举例 23
一般不能在户外使用
四.我国石油、化工行业，现场电气布线电缆 或导线窜钢管保护。钢管不是防爆钢管， 仅仅起机械损伤保护
五.爆炸危险场所电气一定要达到整体防爆概 念
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防火、防爆概念混淆
1.爆炸的种类很多，基本分三大类：物理性爆炸、化学 性爆炸、核爆炸。要防止爆炸的发生，都有相应的措施， 称为防爆。因此防爆一定要讲清楚对象是什么爆炸。特别 是化学反应引起爆炸的防爆措施和本讲义爆炸性环境爆炸 的防爆措施的混淆，甚至将二种爆炸也混淆。
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（3）GB12268-90 “危险货物品表”
为了易燃物质的运输和包装要求，与国际接轨分为
低闪点液体 闪点<-18 ℃
需Ⅰ类包装
中闪点液体 -18 ℃≤闪点< 23 ℃ 需Ⅱ类包装
高闪点液体 23℃≤闪点≤61 ℃ 需Ⅲ类包装
上述23℃是欧洲城市最热平均气温
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9.爆炸危险场所管理和技术人员安 全培训要求
10.爆炸危险场所的电气安全监督 和检查要求
4.正压型电气设备 GB3836.5—1987
5.充油型电气设备 GB3836.6—1987
6.充砂型电气设备 GB3836.7—1987
7.无火花型电气设备 GB3836.8—1987
8.浇封型电气设备 GB3836.9—1990
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电气防爆技术目前我国尚存在一些误区
一.防火、防爆概念混淆
二.只要电气设备选用防爆就解决防爆问题
1.Ex标志：不是防爆标志是英文Explosion的简写， 是一个“警示标志” 它包含①质量②安装③使用④维修保养⑤检修 2.防爆电气设备有各种型式，共11种型式 是根据不同的防爆原理决定，而适用于不同的爆 炸危险场所区域。
乙类：28 ℃≤闪点<60 ℃的易燃液体、爆炸下限≥
10%的易燃气体、易燃固体；
丙类：闪点≥60 ℃的可燃液体、可燃固体。
上述28℃是我国南方城市最热月平均气温，也就是甲类 易燃液体在室温下，能引起闪燃现象，60 ℃时柴油的闪 点，所以划分甲、乙、丙类是汽油（闪点-42 ℃ ）、煤油 （闪点40 ℃ ）、柴油（闪点>60 ℃ ）的闪点为基准。
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二.燃烧
定义：燃烧是一种放热、发光的氧化反应。
例如：
C + O2 → CO2 ↑ （发白光）
S + O2 → SO2 ↑
（发紫光）
2 H2 + O2→ 2H2O ↑ （发兰光）
而： 4Fe+ 3O2 → 2Fe2 O3 没有热量和光,不能称为燃烧
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三.爆炸
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爆炸压力和初始压力关系曲线
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4.最大试验安全间隙（MESG）
在标准规定试验条件下，壳内所有浓度的被试验气体 或蒸气与空气的混合物点燃后，通过25mm长的接合面均 不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分之间的 最大间隙。
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MESG试验示意图
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