浅谈仪表防爆措施

[摘 要]构造和谐社会，实现经济安全发展，要求企业必须做好安全生产。在石油化工生产过程中，某些生产场所存在着易燃易爆的固体粉尘、气体或蒸汽，他们与空气混合成为具有火灾或爆炸危险的混合物，使其周围空间成为具有不同程度爆炸危险的场所。安装在这些场所的检测仪表和执行器如果产生的火花或热效应能量能点燃危险混合物，则会引起火灾或爆炸。

[关键词]本质安全 安全火花型 S型 ia和ib

中图分类号：O624 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0005-01

1.爆炸产生条件

爆炸是物质从一种状态，经过物理或化学变化，突然变成另一种状态，并放出巨大的能量。急剧速度释放的能量，将使周围的物体遭受到猛烈的冲击和破坏。为什么要防爆随着科学技术和经济的发展，安全生产越来越受到国家的重视。产生爆炸必须具备的三个条件：

1）爆炸性物质：能与氧气（空气）反应的物质，包括气体、液体和固体。（气体：氢气，乙炔，甲烷等；液体：酒精，汽油；固体：粉尘，纤维粉尘等。）

2）氧气：空气。

3）点燃源：包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、光能等。易爆物质：很多生产场所都会产生某些可燃性物质。氧气：空气中的氧气是无处不在的。点燃源：在生产过程中大量使用电气仪表，各种磨擦的电火花，机械磨损火花、静电火花、高温等不可避免，尤其当仪表、电气发生故障时。客观上很多工业现场满足爆炸条件。当爆炸性物质与氧气的混合浓度处于爆炸极限范围内时，若存在爆炸源，将会发生爆炸。因此采取防爆就显得很必要了。防止爆炸的产生必从三个必要条件来考虑，限制了其中的一个必要条件，就限制了爆炸的产生。客观上很多工业现场满足爆炸条件。当爆炸性物质与氧气的混合浓度处于爆炸极限范围内时，若存在爆炸源，将会发生爆炸，因此采取防爆就显得很必要了。

2.仪表设备防爆原理及方法

在正常情况下，爆炸性气体混合物连续或长时间存在的场所0区Div.1，在正常情况下爆炸性气体混合物有可能出现的场所1区，在正常情况下爆炸性气体混合物不可能出现，仅仅在不正常情况下，偶尔或短时间出现的场所2区Div.2，粉尘或纤维（CLASSⅡ/Ⅲ）在正常情况下，爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物可能连续，短时间频繁地出现或长时间存在的场所 10区 Div.1，在正常情况下，爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物不能出现，仅仅在不正常情况下，偶尔或短时间出现的场所11区Div.2。

在工业过程中，通常从下述三个方面着手对易燃易爆场合进行处理。

1）预防或最大限度地降低易燃物质泄漏的可能性；

2）不用或尽量少用易产生电火花的电所元件；

3）采取充氮气之类的方法维持惰性状态。

隔离型防爆方法主要用到隔爆型仪表。它把能点燃爆炸混合物的仪表部件封闭在一个外壳内，该外壳特别坚固，能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力，并且阻止向壳外的爆炸性混合物传爆。这就是说隔爆型仪表的壳体内部可能可能发生爆炸，但不会传到壳体外，因此这种仪表的各个部件的结合面，如仪表盖的螺纹圈数，螺纹圈数以及导线口等都有严格的防爆要求。隔爆型仪表较笨重，不需要如安安全栅之类的关联设备。在打开表盖前，需要把电源关掉，否则万一产生火花，便会暴露在大气中，产生爆炸。

正压防爆方法主要是将仪表安装在一个密封的箱体内，充满不含易燃气体的洁净气体或惰性气体，并保持箱内气压略高于箱外气压。增安型仪表在正常运行条件下不会点燃爆炸混合物，并在结构上采取如密封等措施，提高其安全程度，以避免在正常和规定的过载条件下出现点燃现象的仪表设备。

本质安全型防爆方法要用到本质安全型仪表，又叫安全火花型仪表。它的特点是仪表在正常状态下和故障状态下，电路、系统产生的火花和达到的温度都不会引燃爆炸性混合物。本质安全型仪表的防爆，不是采用通风、充气、充油、隔爆等外部措施实现的，而是由电路本身实现的，因而是本质安全的。本质安全防爆系统，他不仅在危险场所使用本安仪表，而且在控制室仪表与危险场所以表之间设置了安全栅，这样构成的系统就能实现本质安全防爆的要求。本质安全系统由如下图1组成。

如果上述系统中不采用安全栅，而是由分电盘代替，分电盘只能起到信号隔离作用，不能限压、限流，故该系统不再是本质安全防爆系统了。还应指出，有了安全栅，某个现场仪表不是本安仪表，则该系统也不能保证本质安全防爆要求。本质安全型仪表适用于一切危险场所和一切爆炸性气体、蒸汽混合物，可以在通电的情况下进行维修和整理。本安仪表有ia和ib两种。ia等级：在正常工作状态下，以及电路中存在一个或两个故障时，均不能点燃爆炸性气体混合物。工作电流被限制在100mA以下正常工作时，安全系数为2.0；一个故障时，安全系数为1.5；二个故障时，安全系数为1.0。有火花的触点须加隔爆外壳、气密外壳或加倍提高安全系数。ib等级：在正常工作状态下，以及电路中存在一个故障时，均不能点燃爆炸性气体混合物， 内部工作电流被限制在150mA以下。在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。正常工作时，安全系数为2.0；一个故障时，安全系数为1.5。正常工作时，有火花的触点须加隔爆外壳或气密外壳保护，并且有故障自显示的措施，一个故障时安全系数为1.0。

3.仪表应用在爆炸危险场所具体要求

一般说来，可根据以下两点来选择。一方面可根据仪表安装、使用场所的危险区域来选择仪表的防爆型式：0区：只能选择ia和S型（指专为0区设计的），1区可选择除n型（无火花型）以外的其它仪表，2区所有防爆型式仪表均可选择。在爆炸危险场所使用仪表和安装材料如接线盒、分线盒、端子箱等，必须具有经国家授权机构签发的防爆合格证，安装前应检查其规格、型号是否符合设计要求，其外部应无损伤、裂纹。正压防爆的仪表箱内部装非防爆型及其它仪表及其它电气设备，仪表箱的通风管必须畅通，送电前，应通入箱体5倍以上气体置换。爆炸危险场所1区内的仪表配线，必须保证在万一发生接地、短路、断线等事故时，也不致形成点火源。因而电缆、电线必须穿管敷设，采用耐压防爆的金属管，穿线保护管之间以及保护管与接线盒、、分线箱均应采用圆柱管螺纹连接，螺纹有效啮合部分应在5-6扣以上。需挠性连接时应采用脑型连接管。2区仪表配线，一般也应穿管，但只是为了保护电缆、电线的绝缘层不受外伤。汇线槽、电缆沟、保护管穿过不同等级的爆炸危险场所分界线时，应采用密封措施，以防爆炸性气体从一个危险场所串入另一个危险场所。保护管与现场仪表、检测元件、电气设备、仪表箱、接线盒等连接时，应在连接处0.45m以内安装隔爆密封管件，对2in以上的保护管每隔15m应设置一个密封管件。

作者简介

郑博（1988.6.1），男，本科，技术员。