《仪表本安防爆技术》PPT课件

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1、第五章仪表防爆安全技术5.1防爆基础理论在石油、化工、煤炭等生产企业中，某些生产场所存在着易燃易爆的气体、蒸气或固体粉尘，它们与空气混合成为具有火灾或爆炸危险的混合物(爆炸性混合物)，使其周围空间成为具有不同程度爆炸危险的场所(爆炸性环境)。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，就会引起火灾或爆炸。因此，用于危险场所的控制仪表必须具有防爆性能。1.爆炸性物质分类在我国，爆炸性物质分为三类：I类：矿井甲烷；II类：爆炸性气体混合物；III类：爆炸性粉尘和纤维。

2、II类爆炸性气体分级:a.爆炸性气体分组气体名称甲烷丙烷乙烯氢气乙炔IEC标准IIIAIIBIIC北美标准DCBA点燃特性难易温度组别T1T2T3T4T5T6引燃温度t（℃）>450300

3、气体混合物有可能存在的场所。（3）2区：在正常情况下，爆炸性气体混合物不可能出现或偶尔、短时间存在的场所。2.危险场所防爆技术我国对电气设备的防爆型式划分为以下八种:电气设备防爆形式代号技术措施适用区域隔爆型d隔离存在的点火源1区增安型e设法防止点火源1区本质安全型ia，ib限制点火源的能量0区，1区正压型p把危险物质与点火源隔开1区充油型o把危险物质与点火源隔开1区充砂型q把危险物质与点火源隔开1区无火花型n设法防止产生点火源2区浇封型m设法防止产生点火源1区（1）隔爆型仪表具有防爆外壳，仪表

4、的电路和接线端子全部位于防爆壳内。▲在非通电运行情况下进行开壳检修或调整.（2）本安型仪表的全部电路均为本质安全电路▲安全可靠性高，可在带电工况下进行维护和调整.电气设备的防爆等级按照“Ex”、防爆型式、气体级别和温度组别的顺序进行标记.防爆标志ExdIIBT3表示隔爆型设备适用于气体组别不高于II类B级，气体引燃温度不低于T3（200℃）的危险场所不同的危险等级对电气设备的防爆要求不同:★煤矿井下用电气设备属Ⅰ类设备；★有爆炸性气体的工厂用电气设备属Ⅱ类设备；★有爆炸性粉尘的工厂用电气设备属Ⅲ

5、类设备。电路电压限制在30VDC时，各种爆炸性混合物按最小引爆电流分为三级。级别最小引爆电流（mA）爆炸性混合物种类Ⅰi＞120甲烷、乙烷、汽油、甲醇、乙醇、丙酮、氨、一氧化碳Ⅱ70＜i＜120乙烯、乙醚、丙烯晴等Ⅲi≤70氢、乙炔、二硫化碳、市用煤气、水煤气、焦炉煤气等表4-1爆炸性混合物的最小引爆电流本质安全是通过限制电火花和热效应两个可能的点燃源的能量来实现的。5.2本质安全防爆技术1.本安防爆技术的基本原理（1）在电路设计上，对处于危险场所的回路，选择适当的R、L、C，借以限制火花能量，

6、使其只产生安全火花；同时，在较大R、L、C回路中并联二极管以消除不安全火花；（2）在仪表品种中增加安全单元——安全栅，从而对安全场所的高能量进行限制和隔离，使其不会窜到危险场所。本安型防爆仪表必须限制能量，措施：2.本安仪表的分类（1）根据国家标准GB3836.1，本安仪表可以分为两类：I类：煤矿用本安仪表；II类：工厂用本安仪表。（2）按本安仪表及关联设备使用场所的安全程度可分为ia和ib两个级别。ia级仪表：在最大考虑两个计数故障情况下不会产生安全失效。ib级仪表：仅考虑仪表产生一个故障时不

7、会产生安全失效。（3）本安仪表的温度组别是允许仪表可能产生的最高表面温度，它不能高于危险气体自燃温度最小值，也被划分为T1～T6六个组别。◆电阻式安全栅在信号通路上串联一定电阻，起限流作用。其缺点是正常信号也衰减，且防爆定额低。5.3安全栅如热电偶温度变送器的输入端安全栅（又称防爆栅）是传递正常信号，是防止危险电能从控制系统信号线进入现场仪表的安全保护器。◆齐纳式安全栅R—限流电阻FU1、FU2—快速熔断器Hr—氩放电管VS1、VS2—齐纳二极管存在的问题：有两点以上接地，会造成信号通过大地短路

8、或形成干扰（除安全栅接地外，相连仪表也有接地）R1、R2对仪表正常的工作仍有影响，阻值过大影响仪表的恒流特性，过小起不到限流作用。用二极管VD1、VD2进行限压，用电阻R1、R2及熔断丝F进行限流。（2）由VD1~VD4和F1~F’2组成限压电路。背靠背的齐纳管中点接地，改直接接地为保护时接地。（1）用晶体管限流电路取代固定电阻。VT3工作于零偏压，作为恒流源向VT1提供足够的基极电流，保证信号在4～20mA范围内VT1处于饱和状态。改进后的齐纳式安全栅正常时VT1饱和导通VR1=0.1～0.