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化工儀表中，關于防爆的原理你知道嗎？
隨著工業(yè)化水平的發(fā)展，企業(yè)自動化的程度也在逐步提高。生產中對各種儀器儀表的依賴性也是越來越強。在化工生產過程中，存在大量的甲烷、丙烷、氫等易燃易爆氣體，在這樣的危險區(qū)內，儀器儀表的使用就要更加小心，儀表內部元件產生大量熱量，容易導致氣體著火，甚至出現(xiàn)爆炸現(xiàn)象。所以要充分認識到儀表防爆的重要性，在危險區(qū)內規(guī)范的使用儀表儀器。同時要從根源出發(fā)，在化工儀表的設計上加強防爆設計。
01
爆炸產生條件
爆炸是物質從一種狀態(tài)，經(jīng)過物理或化學變化，突然變成另一種狀態(tài)，并放出巨大的能量。急劇速度釋放的能量，將使周圍的物體遭受到猛烈的沖擊和破壞。
產生爆炸必須具備的三個條件：
① 爆炸性物質：能與氧氣（空氣）反應的物質，包括氣體、液體和固體。很多生產場所都會產生某些可燃易爆物質。如，氣體氫氣，乙炔，甲烷等；液體酒精，汽油；固體粉塵，纖維粉塵等。
② 氧氣（空氣）：空氣中的氧氣是無處不在的。
③ 點燃源：包括明火、電氣火花、機械火花、靜電火花、高溫、化學反應、光能等。在生產過程中大量使用電氣儀表，各種磨擦的電火花，機械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免，尤其當儀表、電氣發(fā)生故障時。
客觀上很多工業(yè)現(xiàn)場滿足爆炸條件。當爆炸性物質與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內時，若存在爆炸源，將會發(fā)生爆炸。因此采取防爆就顯得很必要了。防止爆炸的產生必從三個必要條件來考慮，限制了其中的一個必要條件，就限制了爆炸的產生。
02
儀表防爆原理及應用
安全生產是化工企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展的前提。在化工生產過程中，某些生產場所存在著易燃易爆的固體粉塵、氣體或蒸汽，它們與空氣混合成為具有火災或爆炸危險的混合物，使其周圍空間成為具有不同程度爆炸危險的場所。安裝在這些場所的檢測儀表和執(zhí)行器如果產生的火花或熱效應能量能點燃危險混合物，則會引起火災或爆炸 。
對爆炸性區(qū)域的具體劃分
現(xiàn)階段，上對爆炸性危險區(qū)域的劃分基本可分為兩大流派： 美國和加拿大采用美國NEC標準；中國和歐洲國家采用電工協(xié)會IEC標準。我國采用的GB標準（GB50058-92），也是基于IEC 標準而來的。
具體劃分如下：
(1)氣體或蒸汽爆炸混合物的危險區(qū)域為0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)。
(2)爆炸性粉塵環(huán)境危險分為10區(qū)和11區(qū)。
10 區(qū)：連續(xù)出現(xiàn)或長時間存在爆炸粉塵的場所。
11 區(qū)：有時會將積留下來粉塵揚起而偶然出現(xiàn)爆炸粉塵混合物的場所。
我們在設計中，對0 區(qū)、1 區(qū)、10 區(qū)的儀表設備選型要進行防爆考慮。在爆炸性區(qū)域內，電動遠傳儀表要選用防爆結構型儀表設備。防爆儀表在本體都標有防爆標Ex。Ex 是防爆標記，無具體意義。
化工儀表的防爆結構
儀表的防爆結構有很多種，包括@、A、B、1、C、D、EF、EG、H、I防爆型式，其具體含義如下：
@ 代表充油型防爆結構；
A 代表正壓型防爆結構；
B 代表充沙型防爆結構；
1代表澆封型防爆結構；
C 代表增安型防爆結構；
D 代表無火花型防爆結構；
EF、EG 代表本質安全型防爆結構；
H 代表隔爆；
I 代表特殊型防爆結構。
在工業(yè)過程中，通常從下述三個方面著手對易燃易爆場合進行處理。
(1)預防或大限度地降低易燃物質泄漏的可能性；
(2)不用或盡量少用易產生電火花的電所元件；
(3)采取充氮氣之類的方法維持惰性狀態(tài)。
隔離型防爆方法主要用到隔爆型儀表。它把能點燃爆炸混合物的儀表部件封閉在一個外殼內，該外殼特別堅固，能承受內部爆炸性混合物的爆炸壓力，并且阻止向殼外的爆炸性混合物傳爆。
這就是說隔爆型儀表的殼體內部可能可能發(fā)生爆炸，但不會傳到殼體外，因此這種儀表的各個部件的結合面，如儀表蓋的螺紋圈數(shù)，螺紋圈數(shù)以及導線口等都有嚴格的防爆要求。隔爆型儀表較笨重，不需要如安安全柵之類的關聯(lián)設備。在打開表蓋前，需要把電源關掉，否則萬一產生火花，便會暴露在大氣中，產生爆炸。
正壓防爆方法主要是將儀表安裝在一個密封的箱體內，充滿不含易燃氣體的潔凈氣體或惰性氣體，并保持箱內氣壓略高于箱外氣壓。增安型儀表在正常運行條件下不會點燃爆炸混合物，并在結構上采取如密封等措施，提高其安全程度，以避免在正常和規(guī)定的過載條件下出現(xiàn)點燃現(xiàn)象的儀表設備。
本質安全型防爆方法要用到本質安全型儀表，又叫安全火花型儀表。它的特點是儀表在正常狀態(tài)下和故障狀態(tài)下，電路、系統(tǒng)產生的火花和達到的溫度都不會引燃爆炸性混合物。本質安全型儀表的防爆，不是采用通風、充氣、充油、隔爆等外部措施實現(xiàn)的，而是由電路本身實現(xiàn)的，因而是本質安全的。本質安全防爆系統(tǒng)，他不僅在危險場所使用本安儀表，而且在控制室儀表與危險場所以表之間設置了安全柵，這樣構成的系統(tǒng)就能實現(xiàn)本質安全防爆的要求。
本質安全型儀表適用于一切危險場所和一切爆炸性氣體、蒸汽混合物，可以在通電的情況下進行維修和整理。本安儀表有ia和ib兩種。
ia等級：在正常工作狀態(tài)下，以及電路中存在一個或兩個故障時，均不能點燃爆炸性氣體混合物。工作電流被限制在100mA以下正常工作時，安全系數(shù)為2.0；一個故障時，安全系數(shù)為1.5；二個故障時，安全系數(shù)為1.0。有火花的觸點須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全系數(shù)。
ib等級：在正常工作狀態(tài)下，以及電路中存在一個故障時，均不能點燃爆炸性氣體混合物， 內部工作電流被限制在150mA以下。在正常工作和一個故障時不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。正常工作時，安全系數(shù)為2.0；一個故障時，安全系數(shù)為1.5。正常工作時，有火花的觸點須加隔爆外殼或氣密外殼保護，并且有故障自顯示的措施，一個故障時安全系數(shù)為1.0。
儀表應用在爆炸危險場所具體要求
一般說來，可根據(jù)以下幾點來選擇。
首先可根據(jù)儀表安裝、使用場所的危險區(qū)域來選擇儀表的防爆型式：
0區(qū)：只能選擇ia和S型（指專為0區(qū)設計的）；
1區(qū)：可選擇除n型（無火花型）以外的其它儀表；
2區(qū)：所有防爆型式儀表均可選擇。
在爆炸危險場所使用儀表和安裝材料如接線盒、分線盒、端子箱等，必須具有經(jīng)國家授權機構簽發(fā)的防爆合格證，安裝前應檢查其規(guī)格、型號是否符合設計要求，其外部應無損傷、裂紋。
正壓防爆的儀表箱內部裝非防爆型及其它儀表及其它電氣設備，儀表箱的通風管必須暢通，送電前，應通入箱體5倍以上氣體置換。
爆炸危險場所1區(qū)內的儀表配線，必須保證在萬一發(fā)生接地、短路、斷線等事故時，也不致形成點火源。因而電纜、電線必須穿管敷設，采用耐壓防爆的金屬管，穿線保護管之間以及保護管與接線盒、分線箱均應采用圓柱管螺紋連接，螺紋有效嚙合部分應在5-6扣以上。需撓性連接時應采用腦型連接管。
2區(qū)儀表配線，一般也應穿管，但只是為了保護電纜、電線的絕緣層不受外傷。匯線槽、電纜溝、保護管穿過不同等級的爆炸危險場所分界線時，應采用密封措施，以防爆炸性氣體從一個危險場所串入另一個危險場所。保護管與現(xiàn)場儀表、檢測元件、電氣設備、儀表箱、接線盒等連接時，應在連接處0.45m以內安裝隔爆密封管件，對2in以上的保護管每隔15m應設置一個密封管件。