化工仪表设计中的防爆问题分析和预防方案

摘 要：中国是能源生产和消费大国，工业能源消费总量73%的冶金、电力、建材、化工等八个高耗能行业，这样的大背景下也使得化学工业也得到了长足的发展.本文对化工仪表设计中的防爆问题和预防方案做出了简要分析探讨，以供参考。

关键词：化工仪表设计；防爆问题；预防方案

0 引言

近年来，我国经济呈现出不断增长的态势，化学工业也得到了长足的发展和进步，在安全生产方面，化工仪表的设计功不可没，防爆型仪表的防爆效果十分明显，将可能产生电火花的电子电路、接线端子和仪表传感器统一置于防爆外壳中，有效地解决了防爆问题，为化学工业安全生产提供了保障。

1 爆炸性区域的划分

1.1 基于GB标准的爆炸性区域划分

关于化工爆炸性区域的划分，国家已经做出了明确的规定，根据国家标准GB 50058-92中的相关规定，用0、1、2区分别代表不同危险程度的爆炸性气体危险场所；用10和11区来代表不同危险程度的爆炸性粉尘危险场所。所谓的0区是危险系数最高的区域，主要是指在这个环境中连续或者长期出现爆炸性气体混合物；所谓的1区是危险系数仅次于0区的区域，在正常运行的条件下，该区域的环境中可能出现爆炸性气体混合物；而所谓的2区是这三个区域中危险系数最低的，在正常运行的条件下，环境中不存在或者短时间内存在爆炸性气体混合物。另一方面，爆炸性粉尘危险场所的划分，主要也是根据环境中存在爆炸性粉尘的时间长短来决定。所谓的10区，就是指该处的环境中长期或连续出现爆炸性粉尘，而所谓的11区就是指该处的环境中偶尔出现爆炸性粉尘。0、1、10这三个区域的危险系数大，发生爆炸几率也很大，位于该区域内的化工仪表应该进行相应的防爆设计。在已经采用了防爆结构的化工仪表本体表面，应该标注防爆标记，用“Ex”表示，简洁，明确。

1.2 防爆型化工仪表的划分

根据国家标准，防爆型化工仪表主要分为增安型、本质安全型、隔爆型、充油型、充砂型、正压型、无火花型以及特殊型防爆仪表这几种类型[1]。而在化工领域，爆炸性物质的划分也十分明确，根据国家标准GB3836中的相关规定，化工行业主要的爆炸性物质可以分为三类，分别用I、II、III来表示，所谓的I类爆炸性物质，矿井甲烷就是其中的主要成份；所谓的II类爆炸性物质，爆炸性的气体或蒸汽俨然成为了其中的主要成份。所谓的III类爆炸性物质，具有爆炸性的粉尘或者纤维当属于这一类的典型代表。其中，在II类爆炸性物质中，又可以根据相关标准划分为II类A级、II类B级、II类C级这三个不同的等级。其中乙醇、汽油、甲烷当属于A级，乙炔硫化氢与城市煤气当划分到B级中，氢气和乙炔应该属于C级的典型代表。在每一个不同的级别中，又可以划分为T1-T6这6个不同的级别，这主要是根据介质自燃温度来确定的。其最根本的划分标准就是在环境温度超过40摄氏度之后，设备故障状态许可最高温度的不同。T1级别的许可温度是450摄氏度；T2级别的许可温度为300摄氏度；T3的许可温度是200摄氏度；T4的许可温度是135摄氏度；T5的许可温度是100摄氏度；T6的许可温度是85摄氏度[2]。因此，在化工仪表的设计过程中，要综合多种因素对仪表进行防爆设计，保证化工仪表的精度和安全性。

2 化工仪表的选择

2.1 化工仪表的选择依据

在化工仪表的选择过程中，关于防爆型仪表的选择主要根据三个方面来确定。首先，要以仪表使用场所所在的危险区域来作为选择依据来确定防爆型仪表。由于0、1、10区属于危险系数十分高的区域，对于仪表的选择也要慎重，对于0区来说，特殊型仪表和本质安全型仪表应当作为首选目标。其次，气体的引燃温度也是选择化工仪表的重要依据。在选择时，应该保证所选择的仪表表面温度达到最大值时也要低于气体的引燃温度，否则就容易诱发爆炸事故，从而不利于化工行业的安全生产。

2.2 化工仪表的选择，以石油化工为例

现阶段，在石油化工领域，隔爆型仪表和本质安全型仪表是应用最为广泛的两种仪表类型，所谓的隔爆型仪表，也就是俗称的耐压防爆仪表。其设计原理是这样的：通过将能够点燃爆炸混合物的仪表部件封闭在一个外壳中，从而承受内部爆炸压力，阻止爆炸范围的进一步扩大。所以，这种类型的防爆仪表对于外壳的牢固性有着非常高的要求。但是在存在乙炔、氢气的环境中，尽量不要使用这种类型的仪表。本质安全型仪表，也就是所谓的安全火花型仪表，不论是在正常状态还是故障状态，电路火花和系统温度都不足以造成爆炸性混合物的燃烧和爆炸。在线路设计过程中，通过限制电压或电流、电气隔离、减少电容或电感、接地保护等手段，来实现对生产过程的保护，最大限度地降低非安全火花的产生，该种类型的化工仪表在所有环境中都能适用，在使用过程中也不需要考虑爆炸性气体的成分[3]。在防爆设计的过程中，应该采取措施注意充分保证一次仪表、现场仪表与安全栅的一致性，从而有效防止爆炸范围的扩大。

3 化工仪表设计中的防爆预防措施

在实际生产中，为了有效地防止仪表爆炸问题的出现，提高化工行业的安全生产系数，在化学仪表设计的过程中，应该采用隔爆型仪表有效预防爆炸问题的发生。隔爆型仪表的隔爆外壳十分具有特点，隔爆效果也十分明显。通过隔爆型仪表的使用，将可能产生火花的电子电路、接线端子与仪表传感器统统置入隔爆外壳中，由于外壳过于牢固，即使是在内部发生爆炸，也不会对外壳外部的周围环境造成影响，外部的可燃性气体依然可以保持稳定的状态[4]。隔爆型仪表的设计方式可以借鉴隔爆型电器的设计方式，在设计过程中，要充分保证外壳间隙和长度符合相关规范。此外，机械强度的要求也必须要满足，确保外壳所能承受的最大压力比内部爆炸所产生的压力还要多一半以上，从而保证防爆效果。

4 结语

综上所述，在进行化工仪表的设计中，工作人员应该充分借鉴现有的科技成果，实现技术创新，不断促进化工领域安全生产水平的提高。

参考文献：

[1]李世钊，吴元元.化工仪表设计中的防爆问题分析和预防方案[J].中国化工贸易，2014（17）：244.

[2]朱博.化工仪表设计中关于防爆的应用探析[J].中国石油和化工标准与质量，2013（08）：28.

[3]薛东胜.爆炸危险区划分和仪表防爆设计[J].石油化工自动化，2010，46（04）：14-17，31.

推荐访问:防爆 预防 仪表 方案 化工