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爆炸性氣體/粉塵環(huán)境的基本知識

日期:2021-03-18     瀏覽:927    
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核心提示:爆炸性氣體和粉塵環(huán)境基本的知識咨詢(xún)

1.氣體/蒸氣類(lèi)

可燃性物質(zhì):在防爆技術(shù)中,是指物質(zhì)(這包括氣體、液體和固體)本身是可燃性的,并能夠產(chǎn)生可燃性氣體、蒸氣或薄霧??扇夹砸后w又劃分為可燃性液體和易燃性液體。

例如:

氣體類(lèi):氫氣、甲烷、乙烯、乙炔等;

液體類(lèi):石油(汽車(chē)用油)、乙醇、液化石油氣等。

爆炸性物質(zhì)是指可燃性物質(zhì)與空氣的混合物。

爆炸性氣體(蒸氣)混合物的幾個(gè)主要參數 :

(1)閃點(diǎn)

閃點(diǎn)是指在標準條件下,使液體變成蒸氣的數量能夠形成可燃性氣體混合物的最低液體溫度。

液體的閃點(diǎn)越低,越容易揮發(fā);環(huán)境溫度或操作溫度越高于閃點(diǎn),液體揮發(fā)速率越快,極易形成爆炸危險環(huán)境。例如:丁烷的閃點(diǎn)為-60℃,不僅在冬天戶(hù)外場(chǎng)所蒸發(fā)蒸氣,而且在常溫時(shí)會(huì )快速揮發(fā)蒸氣。

液體周?chē)h(huán)境溫度或操作溫度是影響液體蒸發(fā)的主要依據。

(2)爆炸極限與范圍

爆炸極限是指可燃性氣體(蒸氣)與空氣形成的混合物,能引起爆炸的最低濃度(爆炸下限)或最高濃度(爆炸上限),介于爆炸下限和上限中間的濃度范圍稱(chēng)爆炸范圍。

爆炸范圍越大,則形成爆炸性混合物的機會(huì )越多;爆炸下限越低,則形成爆炸的條件越容易。

(3)相對密度

密度是指單位體積的物質(zhì)質(zhì)量。相對密度是指可燃性氣體(蒸氣)與空氣密度的比值(空氣為1)。

相對密度是研究爆炸性混合物擴散范圍的重要依據。比空氣輕的可燃性氣體(蒸氣)會(huì )擴散至周?chē)臻g的上部區域,比空氣重的可燃性氣體(蒸氣)停留在周?chē)目臻g下部區域。

(4)爆炸性混合物的點(diǎn)燃溫度

點(diǎn)燃爆炸性混合物所需的熱表面最低溫度。

(5)爆炸性氣體的級別

爆炸性氣體的級別是便于Ⅱ類(lèi)隔爆型電氣設備和本質(zhì)安全型電氣設備的制造,根據其特性而劃分為ⅡA、ⅡB、ⅡC三個(gè)等級。它們是根據氣體/蒸氣的最大試驗安全間隙MESG和最小點(diǎn)燃電流比 MIC來(lái)劃分的。

2. 粉塵類(lèi)

可燃性粉塵:標稱(chēng)尺寸500μm及以下的固體顆粒,可懸浮在空氣中,也可依靠自身重量沉淀下來(lái),可在空氣中燃燒或燜燃,在大氣壓力和常溫條件下可與空氣形成爆炸性混合物的顆粒。

非導電性粉塵:電阻率大于1×103Ω·m的可燃性粉塵。

導電性粉塵:電阻率等于或小于1×103Ω·m的可燃性粉塵。

可燃性飛絮:標稱(chēng)尺寸大于500μm,可懸浮在空氣中,也可依靠自身重量沉淀下來(lái)的包括纖維在內的可燃性固體物質(zhì)。例如:人造纖維、棉麻等。

在GB3836.1-2010《爆炸性環(huán)境 第1部分:設備 通用要求》中根據可燃性粉塵的性質(zhì)和危險程度進(jìn)行了如下分類(lèi):


可燃性飛絮


ⅢA類(lèi)



非導電性粉塵



ⅢB類(lèi)



導電性粉塵



ⅢC類(lèi)


 

粉塵層的點(diǎn)燃溫度:規定厚度的粉塵層在熱表面上發(fā)生點(diǎn)燃的熱表面的最低溫度。

粉塵層的點(diǎn)燃溫度(MITL)是在標準大氣壓、室溫條件下,將粉塵層先后放在不同溫度的熱板上,測定粉塵溫度上升情況,粉塵溫度超過(guò)熱板溫度20K的最低熱板溫度。

粉塵云的最低點(diǎn)燃溫度:爐內空氣中所含粉塵云發(fā)生點(diǎn)燃時(shí),爐子內壁的最低點(diǎn)燃溫度。

粉塵云的最低點(diǎn)燃溫度(MITC)是根據GB12476.8-2010規定的測試方法和裝置測定的。

此溫度值同樣是選用及設計粉塵防爆電氣設備的一個(gè)依據。

3. 爆炸的基本概念

爆炸是燃燒的加速度反應。它是可燃物質(zhì)在點(diǎn)燃源能量的作用下,在空氣或氧氣中,進(jìn)行化學(xué)反應,引起溫度的升高,釋放出熱輻射及光輻射的現象。如果燃燒速度急劇加快,溫度猛烈上升,導致燃燒生成物和周?chē)諝饧ち遗蛎?,形成巨大的爆破力和沖擊波并發(fā)出強光和聲響,這就是爆炸。

因此,產(chǎn)生爆炸必須同時(shí)具備以下兩個(gè)條件:

(1)具有足夠的可燃性物質(zhì),并且濃度在爆炸極限范圍內;

(2)具有足夠能量的點(diǎn)燃源;例如:火花、電弧和高溫等。

爆炸性危險環(huán)境是指:在大氣條件下,可燃性物質(zhì)與空氣的混合物被點(diǎn)燃爆炸后,燃燒將傳至全部未燃混合物的環(huán)境。

爆炸危險場(chǎng)所是指:有人員作業(yè)的爆炸危險區域。

4.釋放源的概念

釋放源是指可能把可燃氣體、薄霧或液體釋放到大氣中以至形成爆炸性混合物的某個(gè)部位或某個(gè)點(diǎn)。

連續級釋放源:

連續釋放或預計長(cháng)期釋放的釋放源。

例如:處理容器的內部,與大氣相通的儲罐,在儲油(液)槽中油(液)上方的蒸氣空間和低于水平面的空間等。

第一級釋放源:

正常運行時(shí),預計可能周期性或偶爾釋放的釋放源。

例如:設備正常運行時(shí),會(huì )釋放易燃物質(zhì)的泵、壓縮機和閥門(mén)的密封件處;正常操作時(shí)會(huì )向大氣釋放物質(zhì)的取樣點(diǎn)。

第二級釋放源:

在正常運行時(shí),預計不可能釋放,如果釋放也僅是偶爾和短時(shí)釋放的釋放源。

例如:法蘭、管接頭、連接件;在正常運行時(shí)不可能出現釋放的泵、壓縮機和閥門(mén)的密封件處、安全閥、排氣孔。

5.爆炸危險區域

我國對爆炸性危險場(chǎng)所(氣體/蒸汽)劃分的依據是:

GB3836.14-2014《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第14部分 危險場(chǎng)所分類(lèi)》   GB50058-2014 《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規范》

根據爆炸性氣體(蒸氣)環(huán)境出現的頻率和持續時(shí)間把危險場(chǎng)所分為以下區域。

0區:爆炸性氣體環(huán)境連續出現或長(cháng)時(shí)間存在的場(chǎng)所。

1區:在正常運行時(shí),可能出現爆炸性氣體環(huán)境的場(chǎng)所。

2區:在正常運行時(shí),不可能出現爆炸性氣體環(huán)境,如果出現也是偶爾發(fā)生并且僅是短時(shí)間存在的場(chǎng)所。

爆炸性氣體/蒸氣危險環(huán)境區域的劃分是依據釋放源的性質(zhì)來(lái)確定的。

原則上,在沒(méi)有任何外界條件影響的情況下,連續級釋放源周?chē)纬?區;第一級釋放源周?chē)纬?區;第二級釋放源周?chē)纬?2區。

通風(fēng),即空氣流動(dòng),使新鮮的空氣置換釋放源周?chē)拇髿庖源龠M(jìn)可燃性氣體逸散。通風(fēng)速率適當,也能避免爆炸性氣體環(huán)境的持久性,影響區域類(lèi)型。
通風(fēng)形式:A)自然通風(fēng);B)人工通風(fēng):整體或局部通風(fēng)。

在露天場(chǎng)所,自然通風(fēng)通常能夠對消散場(chǎng)所中出現任何爆炸性環(huán)境起到重要作用。

人工通風(fēng):例如:采用通風(fēng)機或排氣裝置。人工通風(fēng)主要用于戶(hù)內或封閉的空間場(chǎng)所。分為:高級通風(fēng)(VH);中級通風(fēng)(VM)和低級通風(fēng)(VL)三種。

釋放源 通風(fēng)(等級)
有效性
良 好 一 般 良 好 一 般 良、一般或差
連續級 (0區NE) 非危險 (0區NE) 2區 (0區NE) 1區 0區 0區+  2區 0區+  1區 0區
一級 (1區NE) 非危險 (1區NE) 2區 (1區NE) 2區 1區 1區+  2區 1區+  2區 1區 或 0區
二級 (2區NE) 非危險 (2區NE) 非危險 2區 2區 2區 2區 1區 至 0區
1.NE表示范圍可忽略不計;2.“+”表示被……包圍。

 

 

 

可燃性粉塵危險區域的劃分依據是:

根據可燃性粉塵環(huán)境出現的頻率和持續時(shí)間,把危險場(chǎng)所分為三個(gè)區域。它們是:20區、21區和22區。

20區:在正常運行過(guò)程中可燃性粉塵連續出現或經(jīng)常出現,其數量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物和/ 或可能形成無(wú)法控制和極厚粉塵層的場(chǎng)所及容器內部。

21區:在正常運行過(guò)程中,可能出現粉塵數量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物但未劃入20區。

22區:在異常條件下,可燃性粉塵云偶而出現并且只是短時(shí)存在、或可燃性粉塵偶而出現堆積或可能存在粉塵層并且產(chǎn)生可燃性粉塵空氣混合物的場(chǎng)所。

 
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