危化场所防爆电气检测

4 爆炸性物质分级、分组和爆炸危险场所的分类、分级和区域范围划分

4.1 爆炸性物质分级与分组

4.1.1 爆炸性气体的分级、分组

4.1.1.1 爆炸性气体应按其最大试验安全间隙(MESG)或最小点燃电流比(MICR)分级,并应符合表1的规定。

表1 最大试验安全间隙(MESG)和最小安全点燃电流比(MICR)分级

级别

最大试验安全间隙(MESG)

mm

最小点燃电流比(MICR)

IIA

>0.9

>0.8

IIB

0.5≤MESG≤0.9

0.45≤MICR≤0.8

IIC

<0.5

<0.45

4.1.1.2 爆炸性气体应按引燃温度分组,并应符合表2的规定

表2 引燃温度分组

组别

引燃温度t℃

T1

450

T2

300

T3

200

T4

135

T5

100

T6

 85

4.1.1.3 爆炸性气体分级分组举例参见附录B。

4.1.2 可燃性粉尘分类和分组

4.1.2.1 可燃性粉尘的分类

可燃性粉尘按其导电特性,可分为导电粉尘和非导电粉尘两种类型。

4.1.2.2 可燃性粉尘的分组

  可燃性粉尘按其最低点燃温度进行分组,具体分组方法同爆炸性气体引燃温度分组。

可燃性粉尘的点燃温度分为粉尘与空气混合物最低点燃温度(即粉尘云最低点燃温度,Tcl)和粉尘层最低点燃温度。

粉尘层最低点燃温度通常又分为粉尘层厚度为5mm的最低点燃温度(T5mm)和粉尘层厚度为12.5mm的最低点燃温度(T12.5mm)。

4.2 爆炸危险场所的分类、分区和区域范围划分

4.2.1 爆炸危险场所的分类

爆炸危险场所按爆炸性物质的物态,分为气体爆炸危险场所和粉尘爆炸危险场所两类。

4.2.2 爆炸危险场所的分区和区域范围划分

4.2.2.1 爆炸性气体环境的分区

根据爆炸性气体环境出现的频率和持续时间把危险场所分为0区、1区和2区三个区域等级。

4.2.2.1.1 0区

爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所。

4.2.2.1.2 1区

在正常运行时,可能出现爆炸性气体环境的场所。

4.2.2.1.3 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。

4.2.2.2 爆炸性气体环境的区域范围划分

爆炸性气体环境的区域划分应根据生产实际情况按照GB3836.14-2000和GB50058-1992进行。

4.2.2.3 可燃性粉尘环境的分区

根据可燃性粉尘/空气混合物出现的频率和持续时间及粉尘层厚度,可燃性粉尘环境可分为20区、21区和22区三个区域等级。

4.2.2.3.1 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的粉尘层的场所及容器内部。

4.2.2.3.2 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区的场所。该区域包括,与充入或排放粉尘点直接相邻的场所、出现粉尘层和正常操作情况下可能产生可燃浓度的可燃性粉尘与空气混合物的场所。

4.2.2.3.3 22区

在异常条件下,可燃性粉尘云偶尔出现并且只是短时间存在、或可燃性粉尘偶尔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。如果不能保证排除可燃性粉尘堆积或粉尘层时,则应划分为21区。

4.2.2.4 可燃性粉尘环境的区域范围划分

可燃性粉尘的区域划分可按照附录C的规定进行。


5 爆炸危险场所防爆电气设备的选型

5.1 选型原则

防爆电气设备的选型原则:

a) 防爆电气设备的选型原则是安全可靠,经济合理。

b) 防爆电气设备应根据爆炸危险区域的等级和爆炸危险物质的类别、级别和组别选型。

5.2 爆炸性气体环境用电气设备选型

5.2.1 根据区域类别选型

爆炸性气体环境用电气设备根据区域类别选型应符合表3要求。

表3 气体爆炸危险场所用电气设备防爆类型选型表

适用爆炸危险区域

电气设备防爆型式

防爆标志

0区

本质安全型(ia级)

Exia

为0区设计的特殊型

Exs

1区

适用于0区的防爆型式


本质安全型(ib级)

Exib

隔爆型

Exd

增安型

Exe

正压外壳型

Expx、Expy

油浸型

Exo

充砂型

Exq

浇封型

Exm

为1区设计的特殊型

Exs


表3 气体爆炸危险场所用电气设备防爆类型选型表(续)

适用爆炸危险区域

电气设备防爆型式

防爆标志

2区

适用于0区和1区的防爆型式


n型

ExnA、ExnC、ExnR、ExnL、ExnZ

正压外壳型

Expz

为2区设计的特殊型

Exs

注  1:对于标有“s”的特殊型设备,应根据设备上标明适用的区域类型选用,并注意设备安装和使用的特殊条件。

注  2:根据我国的实际情况,允许在1区中使用的“e”型设备仅限于:

——在正常运行中不产生火花、电弧或危险温度的接线盒和接线箱,包括主体为“d”或“m”型,接线部分为“e”型的电气产品;

——配置有合适热保护装置(见GB3836.3-2000 附录D)的“e”型低压异步电动机(起动频繁和环境条件恶劣者除外)

——单插头“e”型荧光灯。

注  3:用正压保护的防爆型式:

px型正压——将正压外壳内的危险分类从1区降至非危险或从I类(煤矿井下危险区域)降至非危险的正压保护。

py型正压——将正压外壳内的危险分类从1区降至2区的正压保护。

pz型正压——将正压外壳内的危险分类从2区降至非危险的正压保护。

注  4:符号:

A——无火花设备;

C——有火花设备;触头采用除限制呼吸外壳,能量限制和n-正压之外的适当保护;

R——限制呼吸外壳;

L——限制能量设备;

Z——具有n-正压外壳。

5.2.2 根据气体或蒸气的引燃温度选型

电气设备应按其最高表面温度不超过可能出现的任何气体或蒸气的引燃温度选型。

电气设备上温度组别标志意义见表4。

如果电气设备未标示环境温度范围,设备应在-20℃~+40℃温度范围内使用。如果电气设备标志了该温度范围,设备只能在这个范围内使用。

表4 温度组别、引燃温度和允许的设备温度组别之间的关系

危险场所要求的温度组别

气体或蒸气的引燃温度

允许的设备温度组别

T1

>450℃

T1 – T6

             T2

>300℃

T2 – T6

T3

>200℃

T3 – T6

T4

>135℃

T4 – T6

T5

>100℃

T5 – T6

T6

>85℃

T6

5.2.3 根据设备类别选型

防爆型式为“e”、“m”、“o”、“p”和“q”的电气设备应为II类设备。

防爆型式为“d”和“i”的电气设备应是IIA、IIB、IIC类设备,并按表5进行选型。

防爆型式“n”的电气设备应为II类设备,如果它包括密封断路装置,非故障元件或限能设备或电路,那么该设备应是IIA、IIB或IIC类,并且按表5进行选型。

 

 

 

表5 气体/蒸气分类与设备类别间的关系

气体/蒸气分类

设备类别

IIA

IIA、IIB或IIC

IIB

IIB或IIC

IIC

IIC

5.2.4 外部影响

电气设备的选型和安装,应考虑防止外部影响(例如:化学作用,机械作用和热、电气、潮湿)对防爆性能产生不利的影响。

应有防止异物垂直落入立式安装电机通风口内的措施。

5.3 可燃性粉尘环境用电气设备选型

5.3.1 根据粉尘环境区域和粉尘类型选型

可燃性粉尘环境用电气设备根据粉尘环境区域和粉尘类型选型见表6。

表6 防粉尘点燃电气设备的选择

电气设备类型

粉尘类型

20区或21区

22区

A型

导电粉尘

DIP A20或DIP A21

DIP A21 (IP6X)

非导电粉尘

DIP A20或DIP A21

DIP A22或DIP A21

B型

导电粉尘

DIP B20或DIP B21

DIP B21

非导电粉尘

DIP B20或DIP B21

DIP B22或DIP B21

5.3.2 根据粉尘点燃温度选型

防粉尘点燃设备的最高表面温度(TA或TB)通常直接标温度值,或按表4标温度组别(T1~T6)或两者都标。

对于A型设备,其最高表面温度应不超过相关粉尘云最低点燃温度(以℃为单位)的三分之二,即Tmax ≤ 2/3 Tcl;当存在粉尘层厚度至5mm时,其最高表面温度不应超过相关粉尘层厚度为5mm的最低点燃温度减去75K,即Tmax ≤T5mm -75 K,取两者较小值。

对于B型设备,其最高表面温度应不超过相关粉尘云最低点燃温度(以℃为单位)的三分之二,即Tmax ≤ 2/3Tcl ;当存在粉尘层厚度至12.5mm时,其最高表面温度不应超过相关粉尘层厚度为12.5mm的最低点燃温度减去25K,即Tmax ≤T12.5mm -25 K,取两者较小值。

设备选型时,对于20区使用粉尘层厚度可能超过5mm的A型设备,或粉尘层厚度可能超过12.5mm的B型设备,设备允许的最高表面温度必须进一步降低,并经实验室试验验证确定。

对于使用在危险场所的辐射设备和超声波设备,以及即使使用在安全场所,但其辐射或超声波可能进入危险场所的设备的选择应满足GB12476.2-2006标准规定的要求。




7 危险场所防爆电气设备的检查和维护

7.1 检查要求

7.1.1 通则

为使危险场所用电气设备的点燃危险减至最小,在装置和设备投入运行之前工程竣工交接验收时,应对它们进行初始检查;为保证电气设备处于良好状态,可在危险场所长期使用,应进行连续监督和定期检查。检查项目见表10至表18的相应条款。初始检查和定期检查应委托具有防爆专业资质的安全生产检测检验机构进行,检查程序见附录A。

注:  某些检查项目如果制造商已进行了同等的检查,并且安装过程不可能影响到被制造商检查过的那些零部件,就不要求全部的初始检查。例如:不要求隔爆型电机内部隔爆间隙的初始详细检查,但是,为方便现场导线连接而拆下的接线盒盖在装配后宜进行检查。

7.1.2 人员

防爆电气设备的检查和维护应由符合规定条件的有资质的专业人员进行,这些人员应经过包括各种防爆型式、安装实践、相关规章和规程以及危险场所分类的一般原理等在内的业务培训,这些人员还应接受适当的继续教育或定期培训,并具备相关经验和经过培训的资质证书。

7.1.3 连续监督和定期检查

7.1.3.1 连续监督

连续监督应由企业的专业人员按要求进行,并作好相应的检查记录,发现的异常现象应及时处理。连续监督应包括下列主要项目:

7.1.3.1.1 防爆电气设备应按制造厂规定的使用技术条件运行。对于防爆合格证书编号带有后缀“X”的产品应符合其有关文件规定的安全使用特定条件。

7.1.3.1.2 防爆电气设备应保持其外壳及环境的清洁,清除有碍设备安全运行的杂物和易燃物品,应指定化验分析人员经常检测设备周围爆炸性混合物的浓度。

7.1.3.1.3 设备运行时应具有良好的通风散热条件,检查外壳表面温度不得超过产品规定的最高温度和温升的规定。

7.1.3.1.4 设备运行时不应受外力损伤,应无倾斜和部件摩擦现象。声音应正常,振动值不得超过规定。

7.1.3.1.5 运行中的电动机应检查轴承部位,须保持清洁和规定的油量,检查轴承表面的温度,不得超过规定。

7.1.3.1.6 检查外壳各部位固定螺栓和弹簧垫圈是否齐全紧固,不得松动。

7.1.3.1.7 检查设备的外壳应无裂纹和有损防爆性能的机械变形现象。电缆进线装置应密封可靠。不使用的线孔,应用适合于相关防爆型式的堵塞元件进行堵封。

7.1.3.1.8 检查充入正压外壳型电气设备内部的气体,是否含有爆炸性物质或其他有害物质,气量、气压应符合规定,气流中不得含有火花、出气口气温不得超过规定,微压(压力)继电器应齐全完整,动作灵敏。

7.1.3.1.9 检查油浸型电气设备的油位应保持在油标线位置,油量不足时应及时补充,油温不得超过规定,同时应检查排气装置有无阻塞情况和油箱有无渗油漏油现象。

7.1.3.1.10 设备上的各种保护、闭锁、检测、报警、接地等装置不得任意拆除,应保持其完整、灵敏和可靠性。

7.1.3.1.11 检查防爆照明灯具是否按规定保持其防爆结构及保护罩的完整性,检查灯具表面温度不得超过产品规定值,检查灯具的光源功率和型号是否与灯具标志相符,灯具安装位置是否与说明规定相符。

7.1.3.1.12 在爆炸危险场所除产品规定允许频繁起动的电机外,其他各类防爆电机,不允许频繁起动。

7.1.3.1.13 正压外壳型防爆电气设备通风或换气的时间及保护功能须符合产品的使用说明书和警告牌上的规定要求。

7.1.3.1.14 电气设备运行中发生下列情况时,操作人员可采取紧急措施并停机,通知专业人员进行检查和处理:

a) 负载电流突然超过规定值时或确认断相运行状态;

b) 电动机或开关突然出现高温或冒烟时;

c) 电动机或其他设备因部件松动发生摩擦,产生响声或冒火星;

d) 机械负载出现严重故障或危及电气安全。

7.1.3.1.15 为使粉尘危险场所用电气设备的点燃危险减到最小,应检查原设计条件(粉尘类型、粉尘层的最大厚度等)是否发生变化。

7.1.3.1.16 移动式(手提式、便携式和可移动式)电气设备特别易于受损或误用,因此检查的时间间隔可根据实际需要缩短。移动式电气设备至少每12个月进行一次一般检查,经常打开的外壳(例如电池盖)应进行详细检查。此外。这类设备在使用前应进行目视检查,以保证该设备无明显损伤。

7.1.3.2 定期检查

定期检查可按表10至表18所示进行相应的目视检查或一般检查。

定期的目视检查或一般检查可能会需要进一步的详细检查。

检查等级和定期检查的时间间隔的确定应考虑设备型式、制造商指南、影响损坏程度的因素、使用的区域和以前的检查结果。在确定类似设备、装置和环境的检查等级和时间间隔时,应该利用这些经验确定检查方案。

注:  造成设备劣化的主要因素包括:易受腐蚀、暴露在化学制品或溶剂中,可能堆积粉尘或灰尘、可能进水、暴露在过高环境温度中、机械损坏的危险、受到激烈的振动、工作人员的培训和经验、未经批准的修改或调整、不适当的维护,例如:未按制造商的建议进行维护。

定期检查应委托具有防爆专业资质的安全生产检测检验机构进行,时间间隔一般不超过3年。企业应当根据检查结果及时采取整改措施,并将检查报告和整改情况向安全生产监督管理部门备案。

初始、定期和连续监督的所有结果应记录。

7.2 维护要求

7.2.1 补救措施和设备更换

所有设备应按要求注明一般条件,必要时应采取一些适当的补救措施。应注意保持设备防爆型式的完整性;这可以要求与制造商协商。更换零部件应按照有关安全文件的要求进行。

安全文件中规定的对设备安全性能产生不利影响的零部件,未经有关部门同意不应进行更换。

注  1:应注意避免与制造商降低静电影响的措施发生冲突。

注  2:更换照明装置的灯泡时,必须按灯具标志规定的光源功率和型号,否则可能造成温度过高。

注  3:透明件的腐蚀、涂漆或遮挡,或者照明装置的安装不正确均能导致温度过高。

7.2.2 软电缆的维护

软电缆、挠性连接管及其终段连接容易损坏,应规定时间间隔进行检查,发现损坏或缺损则应更换。

7.2.3 停机

如果在维护时必须将电气设备等装置停机,裸露的导线应满足下列条件之一:

a)  正确连接到相应的外壳内;

b)  与所有供电电源断开,并使其绝缘;

c)  与所有供电源断开并接地。

如果电气设备永久停止使用,与之相关的所有供电电源的导线均应被断开、拆除,或者正确连接到相应的外壳内。

7.2.4 紧固件和工具

在需要特殊螺栓、其他紧固件或专用工具的地方,应备有并使用这些物品。

7.2.5 环境条件

危险场所中的电气设备可能会受到使用环境条件的不利影响,必须考虑一些主要因素,如腐蚀、环境温度、紫外线辐射、水的进入、粉尘或砂粒的堆积、机械和化学作用。

金属腐蚀或化学物质(特别是溶剂)对塑料或弹性部件的作用可影响到设备防爆型式和防护等级。如果外壳或部件严重腐蚀,该部件就应更换。塑料外壳可能会出现外壳整体性能的表面裂纹。设备的金属外壳,必要时应采用适当的保护涂层进行处理作为防腐措施。这类处理的频次和方法根据环境条件而定。

应验证所设计的电气设备能否承受可能遇到的最高和最低环境温度。

注:  如果防爆电气设备的标志未能标明环境温度范围,则设备宜用于-20℃~+40℃范围内,如果指明温度范围,设备宜用于该范围。

装置的所有部件应保持清洁,并无可能引起温度上升的粉尘和堆积类似的有害物质。

应注意确保维持电气设备的气候防护性能。损坏了的衬垫应更换。

抗凝露器件,如呼吸元件、排水元件或加热元件应进行检查以保证正确运行。

如果受到振动应特别注意设备螺栓和电缆引入装置的紧固性。

在清理非金属外壳电气设备时注意避免产生静电。

7.2.6 维护时设备的隔离

在危险场所打开任何电气设备之前,它应与所有的电源包括中性线隔开,并且采取有效措施以防设备打开时由于疏忽而再通电。

7.2.6.1 除本安电路之外的装置

a)内部有非本质安全型带电部件并且安装在危险场所的电气设备,在未与所有输入连接隔离,并且存在零线对地电位情况时与输出线路、包括中性导体隔离时,设备不得开盖项b或项c规定的除外。这里隔离的意思是指拔掉熔断器和熔丝,或断开隔离器、开关。直到有足够的时间使表面温度或储存的电能降至不能引起点燃时,才能打开外壳。

b)在计划工作所需的时间内,如果对此区域负责的部门或人员能够保证不出现可燃性环境,并对这种情况做出了书面认可,那么在采取常规安全措施后,可以进行必要的裸露带电部件的主要操作。

c)如果有关的法规和规程允许,对项a或项b的要求只有在2区内才可放宽。如果经安全评估证明满足下列条件,那么在采取常规安全措施后,可以进行操作:

1) 在带电设备上进行计划的操作不会产生点燃火花;

2)电路具有防止产生火花的结构;

3)危险场所内的电气设备和关联电路不含有可能引起点燃的热表面。

如果能符合这些条件,那么在采取常规安全措施后,可以进行计划的操作。

安全评估的结果应记录在文件中,其中含有以下信息:

——在带电设备上计划操作的形式;

——评估结果,包括评估时所作的试验结果;

——评估中要求对带电设备维护有关的任何条件。

设备的评估人员应:

——熟悉所有有关标准、实施法规的要求和现行的说明材料;

——获取进行评估时所需的各种材料;

——必要时,使用与国家检验单位类似的试验设备和试验程序。

7.2.6.2 本质安全型装置

符合下列条件可对带电设备进行维护:

a)  危险场所中的维护工作

任何维护工作应仅限于下列情况:

1)断开、拆卸或更换一些电气设备的元件和电缆;

2)调整电气设备或系统校准所需的控制装置;

3)拆卸并更换插接元件或组件;

4)使用有关文件中规定的检验仪器,在有关文件中没有规定检验仪器时,只能采用检验时不会影响电路本安性能的仪器;

5)有关文件特别允许的其他维护行为。

履行上述这些职能的人员应保证在完成这些工作后,本安系统或配套的本安电气设备符合有关文件的要求。

b)非危险场所中的维护工作

非危险场所中的关联电气设备和部分本安电路的维护,当这类电气设备或电路部分仍然是与危险场所中安装的本安系统部分保持相互连接时,应仅限于a)项中所述的内容。

在断开危险场所的电路之前,不应拆卸安全栅的接地连接,便于检测接地电阻,设有双重接地装置可以拆卸单个接地时除外。

仅仅在电气设备或电路部分与危险场所中的电路断开后,才可以对非危险场所中的关联设备或本安电路部分进行其他维护工作。

7.2.7 可燃性粉尘环境防爆电气设备的维护要求

对于需要打开设备进行维护的电气设备应处于无尘场所。否则,应采取适当措施以防粉尘进入外壳。

在拆除密封件、接合面部件时,如果不进行更换则不得损坏。 

重新组装时,应提供并遵守制造厂的密封建议。

可燃性粉尘环境用电气设备应按计划表检查和维护。检查和维护周期将取决于环境条件、使用的设备数量和制造厂的建议。

7.2.8 接地和等电位连接

应该注意保证在危险场所中接地和等电位连接处于良好状态。

7.2.9 防爆电气设备的检修和电气设备防爆性能的失效

7.2.9.1 防爆电气设备的检修

维护时发现防爆电气设备因外力损伤、大气锈蚀、化学腐蚀、机械磨损、自然老化等原因导致防爆性能下降或失效时,应予检修,防爆电气设备的检修应按照  GB 3836.13-1997进行。经过检修不能恢复原有等级的防爆性能可根据实际技术性能,按以下原则处理:

a) 降低防爆等级使用;

b) 降为非防爆电气设备使用。

7.2.9.2 防爆电气设备防爆性能的失效

维护时发现防爆电气设备结构、参数发生变化,与原防爆型式及设计不符且不能修复的,即判定失效并迅速予以停用更换,例:

a) 隔爆型电气设备外壳严重变形,不能修复的;

b) 隔爆面严重损伤,不能修复的;

c) 隔爆间隙超出国家标准,不能修复的;

d) 防爆电气设备外壳开裂不符合原防爆型式的要求。


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