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爆炸性气体/粉尘环境的基本知识

2021年2月23日 来源:防爆云平台--防爆产业链服务平台 防爆空调 防爆电气 防爆电机 防爆风机 防爆通讯 浏览 73 次 评论 0 次

1.气体/蒸气类

可燃性物质:在防爆技术中,是指物质(这包括气体、液体和固体)本身是可燃性的,并能够产生可燃性气体、蒸气或薄雾。可燃性液体又划分为可燃性液体和易燃性液体。

例如:

气体类:氢气、甲烷、乙烯、乙炔等;

液体类:石油(汽车用油)、乙醇、液化石油气等。

爆炸性物质是指可燃性物质与空气的混合物。

爆炸性气体(蒸气)混合物的几个主要参数 :

(1)闪点

闪点是指在标准条件下,使液体变成蒸气的数量能够形成可燃性气体混合物的最低液体温度。

液体的闪点越低,越容易挥发;环境温度或操作温度越高于闪点,液体挥发速率越快,极易形成爆炸危险环境。例如:丁烷的闪点为-60℃,不仅在冬天户外场所蒸发蒸气,而且在常温时会快速挥发蒸气。

液体周围环境温度或操作温度是影响液体蒸发的主要依据。

(2)爆炸极限与范围

爆炸极限是指可燃性气体(蒸气)与空气形成的混合物,能引起爆炸的最低浓度(爆炸下限)或最高浓度(爆炸上限),介于爆炸下限和上限中间的浓度范围称爆炸范围。

爆炸范围越大,则形成爆炸性混合物的机会越多;爆炸下限越低,则形成爆炸的条件越容易。

(3)相对密度

密度是指单位体积的物质质量。相对密度是指可燃性气体(蒸气)与空气密度的比值(空气为1)。

相对密度是研究爆炸性混合物扩散范围的重要依据。比空气轻的可燃性气体(蒸气)会扩散至周围空间的上部区域,比空气重的可燃性气体(蒸气)停留在周围的空间下部区域。

(4)爆炸性混合物的点燃温度

点燃爆炸性混合物所需的热表面最低温度。

(5)爆炸性气体的级别

爆炸性气体的级别是便于Ⅱ类隔爆型电气设备和本质安全型电气设备的制造,根据其特性而划分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三个等级。它们是根据气体/蒸气的最大试验安全间隙MESG和最小点燃电流比 MIC来划分的。

2. 粉尘类

可燃性粉尘:标称尺寸500μm及以下的固体颗粒,可悬浮在空气中,也可依靠自身重量沉淀下来,可在空气中燃烧或焖燃,在大气压力和常温条件下可与空气形成爆炸性混合物的颗粒。

非导电性粉尘:电阻率大于1×103Ω·m的可燃性粉尘。

导电性粉尘:电阻率等于或小于1×103Ω·m的可燃性粉尘。

可燃性飞絮:标称尺寸大于500μm,可悬浮在空气中,也可依靠自身重量沉淀下来的包括纤维在内的可燃性固体物质。例如:人造纤维、棉麻等。

在GB3836.1-2010《爆炸性环境 第1部分:设备 通用要求》中根据可燃性粉尘的性质和危险程度进行了如下分类:


粉尘层的点燃温度:规定厚度的粉尘层在热表面上发生点燃的热表面的最低温度。

粉尘层的点燃温度(MITL)是在标准大气压、室温条件下,将粉尘层先后放在不同温度的热板上,测定粉尘温度上升情况,粉尘温度超过热板温度20K的最低热板温度。

粉尘云的最低点燃温度:炉内空气中所含粉尘云发生点燃时,炉子内壁的最低点燃温度。

粉尘云的最低点燃温度(MITC)是根据GB12476.8-2010规定的测试方法和装置测定的。

此温度值同样是选用及设计粉尘防爆电气设备的一个依据。

3. 爆炸的基本概念

爆炸是燃烧的加速度反应。它是可燃物质在点燃源能量的作用下,在空气或氧气中,进行化学反应,引起温度的升高,释放出热辐射及光辐射的现象。如果燃烧速度急剧加快,温度猛烈上升,导致燃烧生成物和周围空气激烈膨胀,形成巨大的爆破力和冲击波并发出强光和声响,这就是爆炸。

因此,产生爆炸必须同时具备以下两个条件:

(1)具有足够的可燃性物质,并且浓度在爆炸极限范围内;

(2)具有足够能量的点燃源;例如:火花、电弧和高温等。

爆炸性危险环境是指:在大气条件下,可燃性物质与空气的混合物被点燃爆炸后,燃烧将传至全部未燃混合物的环境。

爆炸危险场所是指:有人员作业的爆炸危险区域。

4.释放源的概念

释放源是指可能把可燃气体、薄雾或液体释放到大气中以至形成爆炸性混合物的某个部位或某个点。

连续级释放源:

连续释放或预计长期释放的释放源。

例如:处理容器的内部,与大气相通的储罐,在储油(液)槽中油(液)上方的蒸气空间和低于水平面的空间等。

第一级释放源:

正常运行时,预计可能周期性或偶尔释放的释放源。

例如:设备正常运行时,会释放易燃物质的泵、压缩机和阀门的密封件处;正常操作时会向大气释放物质的取样点。

第二级释放源:

在正常运行时,预计不可能释放,如果释放也仅是偶尔和短时释放的释放源。

例如:法兰、管接头、连接件;在正常运行时不可能出现释放的泵、压缩机和阀门的密封件处、安全阀、排气孔。

5.爆炸危险区域

我国对爆炸性危险场所(气体/蒸汽)划分的依据是:

GB3836.14-2014《爆炸性气体环境用电气设备 第14部分 危险场所分类》 GB50058-2014 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》

根据爆炸性气体(蒸气)环境出现的频率和持续时间把危险场所分为以下区域。

0区:爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所。

1区:在正常运行时,可能出现爆炸性气体环境的场所。

2区:在正常运行时,不可能出现爆炸性气体环境,如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场所。

爆炸性气体/蒸气危险环境区域的划分是依据释放源的性质来确定的。

原则上,在没有任何外界条件影响的情况下,连续级释放源周围形成0区;第一级释放源周围形成1区;第二级释放源周围形成 2区。

通风,即空气流动,使新鲜的空气置换释放源周围的大气以促进可燃性气体逸散。通风速率适当,也能避免爆炸性气体环境的持久性,影响区域类型。

通风形式:A)自然通风;B)人工通风:整体或局部通风。

在露天场所,自然通风通常能够对消散场所中出现任何爆炸性环境起到重要作用。

人工通风:例如:采用通风机或排气装置。人工通风主要用于户内或封闭的空间场所。分为:高级通风(VH);中级通风(VM)和低级通风(VL)三种。


 

可燃性粉尘危险区域的划分依据是:

根据可燃性粉尘环境出现的频率和持续时间,把危险场所分为三个区域。它们是:20区、21区和22区。

20区:在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现,其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物和/ 或可能形成无法控制和极厚粉尘层的场所及容器内部。

21区:在正常运行过程中,可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物但未划入20区。

22区:在异常条件下,可燃性粉尘云偶而出现并且只是短时存在、或可燃性粉尘偶而出现堆积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉尘空气混合物的场所。


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