化工儀表設(shè)計(jì)中的防爆問題分析和預(yù)防方案

閻　潔（中石化南京工程有限公司,南京 210000）

化工儀表設(shè)計(jì)中的防爆問題分析和預(yù)防方案

閻潔
（中石化南京工程有限公司,南京 210000）

中國是能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國，工業(yè)能源消費(fèi)總量73%的冶金、電力、建材、化工等八個高耗能行業(yè)，這樣的大背景下也使得化學(xué)工業(yè)也得到了長足的發(fā)展.本文對化工儀表設(shè)計(jì)中的防爆問題和預(yù)防方案做出了簡要分析探討，以供參考。

化工儀表設(shè)計(jì)；防爆問題；預(yù)防方案

0　引言

近年來，我國經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出不斷增長的態(tài)勢，化學(xué)工業(yè)也得到了長足的發(fā)展和進(jìn)步，在安全生產(chǎn)方面，化工儀表的設(shè)計(jì)功不可沒，防爆型儀表的防爆效果十分明顯，將可能產(chǎn)生電火花的電子電路、接線端子和儀表傳感器統(tǒng)一置于防爆外殼中，有效地解決了防爆問題，為化學(xué)工業(yè)安全生產(chǎn)提供了保障。

1　爆炸性區(qū)域的劃分

1.1基于GB標(biāo)準(zhǔn)的爆炸性區(qū)域劃分

關(guān)于化工爆炸性區(qū)域的劃分，國家已經(jīng)做出了明確的規(guī)定，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB50058-92中的相關(guān)規(guī)定，用0、1、2區(qū)分別代表不同危險程度的爆炸性氣體危險場所；用10和11區(qū)來代表不同危險程度的爆炸性粉塵危險場所。所謂的0區(qū)是危險系數(shù)最高的區(qū)域，主要是指在這個環(huán)境中連續(xù)或者長期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物；所謂的1區(qū)是危險系數(shù)僅次于0區(qū)的區(qū)域，在正常運(yùn)行的條件下，該區(qū)域的環(huán)境中可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物；而所謂的2區(qū)是這三個區(qū)域中危險系數(shù)最低的，在正常運(yùn)行的條件下，環(huán)境中不存在或者短時間內(nèi)存在爆炸性氣體混合物。另一方面，爆炸性粉塵危險場所的劃分，主要也是根據(jù)環(huán)境中存在爆炸性粉塵的時間長短來決定。所謂的10區(qū)，就是指該處的環(huán)境中長期或連續(xù)出現(xiàn)爆炸性粉塵，而所謂的11區(qū)就是指該處的環(huán)境中偶爾出現(xiàn)爆炸性粉塵。0、1、10這三個區(qū)域的危險系數(shù)大，發(fā)生爆炸幾率也很大，位于該區(qū)域內(nèi)的化工儀表應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的防爆設(shè)計(jì)。在已經(jīng)采用了防爆結(jié)構(gòu)的化工儀表本體表面，應(yīng)該標(biāo)注防爆標(biāo)記，用“Ex”表示，簡潔，明確。

1.2防爆型化工儀表的劃分

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，防爆型化工儀表主要分為增安型、本質(zhì)安全型、隔爆型、充油型、充砂型、正壓型、無火花型以及特殊型防爆儀表這幾種類型[1]。而在化工領(lǐng)域，爆炸性物質(zhì)的劃分也十分明確，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB3836中的相關(guān)規(guī)定，化工行業(yè)主要的爆炸性物質(zhì)可以分為三類，分別用I、II、III來表示，所謂的I類爆炸性物質(zhì)，礦井甲烷就是其中的主要成份；所謂的II類爆炸性物質(zhì)，爆炸性的氣體或蒸汽儼然成為了其中的主要成份。所謂的III類爆炸性物質(zhì)，具有爆炸性的粉塵或者纖維當(dāng)屬于這一類的典型代表。其中，在II類爆炸性物質(zhì)中，又可以根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)劃分為II類A級、II類B級、II類C級這三個不同的等級。其中乙醇、汽油、甲烷當(dāng)屬于A級，乙炔硫化氫與城市煤氣當(dāng)劃分到B級中，氫氣和乙炔應(yīng)該屬于C級的典型代表。在每一個不同的級別中，又可以劃分為T1-T6這6個不同的級別，這主要是根據(jù)介質(zhì)自燃溫度來確定的。其最根本的劃分標(biāo)準(zhǔn)就是在環(huán)境溫度超過40攝氏度之后，設(shè)備故障狀態(tài)許可最高溫度的不同。T1級別的許可溫度是450攝氏度；T2級別的許可溫度為300攝氏度；T3的許可溫度是200攝氏度；T4的許可溫度是135攝氏度；T5的許可溫度是100攝氏度；T6的許可溫度是85攝氏度[2]。因此，在化工儀表的設(shè)計(jì)過程中，要綜合多種因素對儀表進(jìn)行防爆設(shè)計(jì)，保證化工儀表的精度和安全性。

2　化工儀表的選擇

2.1化工儀表的選擇依據(jù)

在化工儀表的選擇過程中，關(guān)于防爆型儀表的選擇主要根據(jù)三個方面來確定。首先，要以儀表使用場所所在的危險區(qū)域來作為選擇依據(jù)來確定防爆型儀表。由于0、1、10區(qū)屬于危險系數(shù)十分高的區(qū)域，對于儀表的選擇也要慎重，對于0區(qū)來說，特殊型儀表和本質(zhì)安全型儀表應(yīng)當(dāng)作為首選目標(biāo)。其次，氣體的引燃溫度也是選擇化工儀表的重要依據(jù)。在選擇時，應(yīng)該保證所選擇的儀表表面溫度達(dá)到最大值時也要低于氣體的引燃溫度，否則就容易誘發(fā)爆炸事故，從而不利于化工行業(yè)的安全生產(chǎn)。

2.2化工儀表的選擇，以石油化工為例

現(xiàn)階段，在石油化工領(lǐng)域，隔爆型儀表和本質(zhì)安全型儀表是應(yīng)用最為廣泛的兩種儀表類型，所謂的隔爆型儀表，也就是俗稱的耐壓防爆儀表。其設(shè)計(jì)原理是這樣的：通過將能夠點(diǎn)燃爆炸混合物的儀表部件封閉在一個外殼中，從而承受內(nèi)部爆炸壓力，阻止爆炸范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。所以，這種類型的防爆儀表對于外殼的牢固性有著非常高的要求。但是在存在乙炔、氫氣的環(huán)境中，盡量不要使用這種類型的儀表。本質(zhì)安全型儀表，也就是所謂的安全火花型儀表，不論是在正常狀態(tài)還是故障狀態(tài)，電路火花和系統(tǒng)溫度都不足以造成爆炸性混合物的燃燒和爆炸。在線路設(shè)計(jì)過程中，通過限制電壓或電流、電氣隔離、減少電容或電感、接地保護(hù)等手段，來實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的保護(hù)，最大限度地降低非安全火花的產(chǎn)生，該種類型的化工儀表在所有環(huán)境中都能適用，在使用過程中也不需要考慮爆炸性氣體的成分[3]。在防爆設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該采取措施注意充分保證一次儀表、現(xiàn)場儀表與安全柵的一致性，從而有效防止爆炸范圍的擴(kuò)大。

3　化工儀表設(shè)計(jì)中的防爆預(yù)防措施

在實(shí)際生產(chǎn)中，為了有效地防止儀表爆炸問題的出現(xiàn)，提高化工行業(yè)的安全生產(chǎn)系數(shù)，在化學(xué)儀表設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該采用隔爆型儀表有效預(yù)防爆炸問題的發(fā)生。隔爆型儀表的隔爆外殼十分具有特點(diǎn)，隔爆效果也十分明顯。通過隔爆型儀表的使用，將可能產(chǎn)生火花的電子電路、接線端子與儀表傳感器統(tǒng)統(tǒng)置入隔爆外殼中，由于外殼過于牢固，即使是在內(nèi)部發(fā)生爆炸，也不會對外殼外部的周圍環(huán)境造成影響，外部的可燃性氣體依然可以保持穩(wěn)定的狀態(tài)[4]。隔爆型儀表的設(shè)計(jì)方式可以借鑒隔爆型電器的設(shè)計(jì)方式，在設(shè)計(jì)過程中，要充分保證外殼間隙和長度符合相關(guān)規(guī)范。此外，機(jī)械強(qiáng)度的要求也必須要滿足，確保外殼所能承受的最大壓力比內(nèi)部爆炸所產(chǎn)生的壓力還要多一半以上，從而保證防爆效果。

4　結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行化工儀表的設(shè)計(jì)中，工作人員應(yīng)該充分借鑒現(xiàn)有的科技成果，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，不斷促進(jìn)化工領(lǐng)域安全生產(chǎn)水平的提高。

[1]李世釗,吳元元.化工儀表設(shè)計(jì)中的防爆問題分析和預(yù)防方案[J].中國化工貿(mào)易,2014(17):244.

[2]朱博.化工儀表設(shè)計(jì)中關(guān)于防爆的應(yīng)用探析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2013(08):28.

[3]薛東勝.爆炸危險區(qū)劃分和儀表防爆設(shè)計(jì)[J].石油化工自動化,2010,46(04):14-17,31.