防爆电气安全基础知识课件

防爆电气安全基础知识第一章防爆电气概述与重要性什么是防爆电气防爆电气是专门设计用于爆炸性气体或粉尘环境中的特殊电气设备它安全防护们通过特殊的结构设计和防护措施有效防止电火花、电弧或过热表面成,为点火源从而避免引发爆炸事故,防止电火花引发爆炸这类设备必须经过严格的认证测试确保在规定的危险环境中能够安全运,行防爆电气技术的发展为石油化工、煤矿、制药等高危行业的安全生,温度控制产提供了可靠保障避免高温成为点火源认证保障爆炸的三要素爆炸的发生需要三个条件同时具备缺一不可理解这一原理是防爆工作的理论基础,助燃物空气中的氧气维持燃烧反应进行•可燃物质浓度达到一定比例•气体、蒸汽或粉尘•与可燃物充分混合甲烷、氢气等可燃气体•点火源汽油、酒精等易挥发液体••煤粉、面粉等可燃粉尘电火花、高温表面电气设备产生的火花•摩擦、撞击产生的热量•静电放电•爆炸三要素与防爆策略防爆的核心:切断任一要素01隔离可燃物在实际应用中我们主要通过控制点火源,来实现防爆目的防爆电气设备正是消密闭容器、通风系统除或控制点火源的关键技术手段02控制氧气浓度惰性气体保护03消除点火源使用防爆电气设备爆炸性环境及危险区域划分科学的危险区域划分是防爆电气设备合理选型和配置的前提根据爆炸性环境出现的频率和持续时间,我们将危险场所划分为不同的区域等级爆炸性环境定义1爆炸性环境是指可燃性气体、蒸汽、薄雾或粉尘与空气混合,在大气条件下形成的具有爆炸危险性的混合物连续存在环境这种环境一旦遇到点火源,就可能发生爆炸区域划分原则0区/20区长时间或频繁存在危险区域的划分基于爆炸性环境存在的频率和持续时间气体环境分为0区、1区、2区;粉尘环境分为20区、21区、22区区域等级越低,危险程度越高,对防爆设备的要求也越严格2偶尔出现1区/21区正常运行时可能出现3极少存在2区/22区仅在异常情况下短时出现危险区域划分详解2区/22区-低危险区域特征爆炸性环境极少出现即使出现也仅持续很短时间:,典型场景正常运行不产生可燃物仅在设备故障或操作失误时短暂泄漏:,设备要求使用类设备防爆要求相对较低:3G/3D,1区/21区-中危险区域特征正常运行期间偶尔出现爆炸性环境:典型场景储罐顶部空间、通风不良的操作区域、物料灌装点周围:设备要求必须使用类或更高级别防爆设备:2G/2D0区/20区-高危险区域特征爆炸性环境连续存在或长时间存在超过小时年:1000/典型场景密闭容器内部、储罐液面上方气体空间、粉尘沉积区域:设备要求仅允许使用类最高防护等级设备通常采用本质安全型:1G/1D,第二章防爆电气设备分类与标准系统掌握防爆设备的分类体系、防爆等级划分以及相关技术标准是正确选型和使用防爆电气设备的关键,设备分类与防爆等级防爆电气设备根据适用的危险区域和提供的保护水平进行分类设备保护等级体系清晰地反映了设备的安全性能EPL1G/1D类设备2G/2D类设备3G/3D类设备最高防护高度防护增强防护EPL:Ga/Da-EPL:Gb/Db-EPL:Gc/Dc-适用于区区适用于区区适用于区区•0/20•1/21•2/22两种独立保护措施一种可靠保护措施正常运行防护措施•••极高安全裕度正常运行安全保障基本安全要求•••典型本质安全型典型隔爆型、本安型典型增安型、保护型•:ia•:d ib•:e n选型原则设备类别必须与安装区域相匹配或更高例如类设备可用于区、区、区但类设备不能用于区:,1G012,2G0气体组别与温度等级气体组别分类温度等级体系根据可燃气体的最小点燃电流比或最大试验安全间隙将爆炸性气体分为三个设备表面最高温度必须低于可燃物的引燃温度确保即使在最高工作温度下也不会成为点火MICR MESG,,组别组别越高,气体越危险,对设备要求越严格源IIA组温度等级最高表面温度适用气体示例代表气体:丙烷、乙烷、丙酮T1450°C氨气、丙烷危险性相对较低是最常见的气体组别,T2300°C汽油、柴油T3200°C煤油、松节油IIB组T4135°C乙醛、乙醚代表气体乙烯、乙醚:T5100°C二硫化碳中等危险性需要更严格的防爆间隙,T685°C硝酸乙酯IIC组代表气体氢气、乙炔:最高危险性最小点燃能量最严格要求,,设备标识示例表示隔爆型、适用于组气体、温度等级、设备保护等级的防爆设备:Ex dIIC T6Gb IICT6Gb防爆电气设备主要标准防爆电气设备的设计、制造、检验和使用必须遵循严格的技术标准了解主要标准体系有助于正确选用和管理防爆设备中国国家标准国际电工委员会标准GB3836系列标准是我国防爆电气设备的核心标准体系,与国际标准IEC60079保持高度一致IEC60079系列是全球公认的防爆电气权威标准,被多数国家采纳为国家标准基础•GB

3836.1:通用要求•IEC60079-0:设备通用要求•GB

3836.2-14:各种防爆型式•IEC60079-10:危险区域分类•GB

3836.15-2024:设计、选型与安装最新版•IEC60079-14:爆炸性环境用电气装置•GB

3836.16-2024:电气装置检查与维护•持续更新,技术引领全球欧洲ATEX指令美国标准ATEX2014/34/EU规定了在欧洲市场销售和使用的防爆设备必须满足的基本健康和安全要求NFPA70NEC美国国家电气规范和UL系列标准构成美国防爆电气标准体系•强制性认证要求•NEC Article500-516:危险场所•CE标志+Ex标识•UL1203:防爆设备认证•完整的合格评定程序•Division/Zone分类体系•覆盖设备与保护系统•Class I/II/III危险物分类标准协调性:各国标准体系虽有差异,但核心原理一致国际贸易中,产品通常需要获得目标市场认可的防爆认证,如中国的ExCMA、欧洲的ATEX、美国的UL/FM等第三章防爆技术型式详解防爆技术型式是实现防爆保护的具体技术手段不同型式有不同的防爆原理和适用场景掌握各型式特点是正确应用的基础,隔爆型d防爆原理隔爆型设备采用坚固的外壳能够承受内部爆炸产生的压力并通过隔爆接合面阻止火焰向外,,传播使外部爆炸性环境不被引燃,技术特点耐压强度外壳能承受倍内部最大爆炸压力:

1.5隔爆接合面精密加工的平面或螺纹具有特定的宽度和间隙:,冷却效应爆炸气体通过接合面时快速降温低于外部气体引燃温度:,典型应用电动机、开关设备、接线盒、控制箱等需要在内部产生电弧或火花的电气设备隔爆型是应用最广泛的防爆型式之一维护要点隔爆面不得涂漆、生锈或损伤开盖后必须清洁干净并正确紧固否则将失去防爆性能:,,本质安全型i本质安全型是唯一可用于区的防爆技术通过限制电路能量达到防爆目的具有极高的安全可靠性0,,防爆原理核心分类与应用通过限制电路的电压、电流和储能元件确保在正常工作或规定故障条件下产生的电火,类型防护级别适用区域花、电弧或热效应的能量不足以引燃爆炸性环境型最高两个独立故障区、区、区ia01201能量限制型高一个故障一个正常区、区ib+12异常限制电路电压和电流至安全水平型增强一个故障区ic202典型设备安全栅/隔离器安装在安全区,限制进入危险区的能量•温度、压力、流量变送器分析仪表和传感器•03控制系统模块•I/O故障分析通讯设备•考虑最不利故障组合的能量释放增安型e增安型通过增加安全裕度,防止正常运行时产生危险火花、电弧或过热,适用于不产生电弧和火花的电气设备结构增强措施电气性能保障主要应用场景•提高绝缘等级和爬电距离•电机转子采用鼠笼式结构•增安型鼠笼式异步电机•加强接线端子设计•提高电机效率降低温升•防爆照明灯具•完善防护等级IP54以上•配备可靠的过载保护•接线盒和分线箱•限制温升和表面温度•严格限制启动电流和时间•不会产生电弧的电气设备技术优势增安型设备结构相对简单,成本适中,维护方便,在1区、2区得到广泛应用但必须确保设备在额定工况下运行,避免过载导致温度超标其他防爆型式除了主流的隔爆型、本质安全型和增安型还有多种防爆型式适用于特定场合和设备类型,正压型p充油型o浇封型m充砂型q通过在外壳内充入保护气体空气或将可能产生火花的部件浸入油中油将电气部件浇封在环氧树脂等浇封外壳内充填砂粒或其他粉末材料包,,惰性气体并维持正压防止外部爆炸层隔绝了火花与爆炸性环境的接剂中防止火花、电弧与爆炸性环境围可能产生点火源的部件阻止火焰,,,性环境进入外壳内部触接触传播应用大型分析小屋、控制室、配电应用变压器、开关设备较少使用应用电子模块、小型变压器、电容应用电容器、电阻器现已较少使::::柜器用保护型n特殊型s在正常运行时不会产生点火源的电采用非标准防爆技术经过专门测试,气设备采取保护措施防止故障时产和认证能够达到防爆要求的设备,,生火花应用特殊工艺设备、创新技术产品:应用区设备、电气元件组合:2防爆型式对比分析防爆型式防爆原理适用区域主要优点主要缺点典型应用隔爆型耐压外壳隔离区、区应用广泛技术成熟体积大重量重电机、开关d12,,本安型限制电路能量区、区、区安全性最高可热插功率受限仪表、传感器ia012,拔本安型限制电路能量区、区安全可靠功率受限控制回路ib12增安型增加安全裕度区、区结构简单成本低不能有火花电弧照明、接线盒e12,正压型保护气体隔离区、区适合大型设备需要气源维护复杂控制室、分析小屋p12,浇封型浇封剂隔离区、区密封性好不可维修电子模块m12充油型油液隔离区、区适合高压设备笨重维护困难变压器o12,保护型限制火花产生区成本最低仅限区照明、接线盒n22选择防爆型式时应综合考虑危险区域分类、设备功能、安装维护便利性、经济性等因素优先选用技术成熟、应用广泛的型式,,第四章防爆电气设备选型与安装规范正确的选型和规范的安装是确保防爆电气设备有效发挥作用的关键环节遵循标准要求,系统考虑各项因素才能实现真正的本质安全,设备选型要点防爆电气设备选型是一个系统工程,需要全面考虑环境条件、设备性能、标准符合性等多方面因素确定危险区域根据工艺分析和区域划分,明确设备安装位置的区域分类0/1/2区或20/21/22区识别爆炸性物质确定环境中存在的可燃气体/蒸汽或粉尘的种类、气体组别IIA/IIB/IIC和引燃温度选择防爆型式根据设备功能和危险区域,选择合适的防爆型式d/i/e/p等和设备类别确定温度等级设备温度等级必须不高于可燃物引燃温度,通常留有5-10°C安全裕度检查认证标志验证设备具有有效的防爆合格证,标志清晰完整,技术文件齐全环境条件考虑电气参数匹配环境温度:确保设备额定环境温度范围满足现场条件电压等级:与供电系统额定电压一致防护等级:根据防尘、防水要求选择IP等级功率容量:满足负载需求,预留适当裕度腐蚀性:化学腐蚀环境需选用耐腐蚀材质启动特性:电机设备需考虑启动方式和时间机械强度:振动、冲击环境需加强防护保护配合:与上级保护装置正确配合安装规范关键点规范的安装是防爆电气系统安全运行的基础GB

3836.15-2024对防爆电气装置的设计、选型和安装提出了明确要求安装前准备1•核对设备铭牌与设计文件一致性•检查设备外观、防爆标志和合格证2电缆敷设要求•确认安装位置符合区域划分要求•准备符合要求的安装材料和工具•选用符合标准的防爆电缆或普通电缆+密封措施•避免电缆受到机械损伤或化学腐蚀设备固定安装3•电缆穿管时注意密封,防止爆炸性气体沿管道蔓延•按照设备说明书要求固定,确保稳固可靠•金属管路需可靠接地,防止静电积聚•隔爆型设备的隔爆面不得损伤、涂漆或沾染油污4接地与连接•增安型设备的紧固件应使用规定力矩拧紧•进出线口使用合格的密封接头或填料函•所有金属外壳必须可靠接地,接地电阻≤4Ω•本质安全系统需设置专用接地汇流排检查与验收5•电气连接应牢固,导体连接应可靠压接或焊接•绝缘电阻测试≥1MΩ•检查相序、极性正确•接地连续性检查•隔爆间隙测量需专用塞尺•防爆标志、警示标识清晰完整•形成完整的安装记录和竣工资料严禁行为:不得在危险区域带电开盖检修;不得使用非防爆临时电源;不得擅自改动防爆结构;不得用铝导线直接连接铜端子维护与检查定期维护和检查是确保防爆电气设备持续安全运行的必要措施GB

3836.16-2024规定了爆炸性环境用电气装置的检查与维护要求检查内容要点外观检查外壳无裂纹、变形、腐蚀;防爆标志清晰完整;紧固件齐全、紧固可靠;密封圈完好无老化隔爆面检查隔爆接合面无锈蚀、损伤、涂漆;隔爆间隙符合标准要求;紧固螺栓无松动、缺失电气性能绝缘电阻符合要求;接地连续可靠;电气连接无过热、放电痕迹;保护装置动作正常运行状态无异常声音、振动、气味;温升在允许范围内;指示仪表读数正常;运行记录完整维修更换原则维修必须由专业人员进行,使用原厂配件或符合防爆要求的替代品更换密封件、紧固件等关键零部件后,应重新检查防爆性能大修后的设备应进行防爆性能检验,合格后方可投入使用检查周期建议7天日常巡检外观、异响、温度第五章防爆电气安全管理与应用场景技术措施与管理制度相结合是实现防爆安全的根本保障健全的安全管理体系能够有效,预防事故保护人员生命安全,安全管理制度建设完善的安全管理制度是防爆安全工作的组织保障,需要从人员、设备、流程等多个维度建立系统化管理体系培训体系操作规程所有操作、维护人员必须经过专业培训并考核合格后持证上岗制定详细的设备操作、维护和检修规程,明确各环节安全要求•防爆基础知识培训•标准操作程序SOP•设备操作规程培训•作业许可制度•应急处置技能训练•安全操作手册•定期复训和考核•应急操作指南档案管理隐患排查建立完整的设备档案和安全管理记录建立隐患排查治理机制,及时发现和消除安全隐患•设备技术档案•日常巡检制度•检查维护记录•定期安全检查•人员培训档案•专项整治行动•事故调查报告•隐患台账管理应急预案风险评估制定完善的应急预案,确保事故发生时能够快速有效响应开展风险识别和评估,制定针对性控制措施•综合应急预案•作业危害分析JHA•专项应急预案•安全检查表SCL•现场处置方案•风险矩阵评价•定期演练评估•持续改进机制典型应用领域防爆电气技术广泛应用于石油化工、能源开采、制造加工等多个存在爆炸危险的行业领域,是保障安全生产的关键技术支撑石油化工行业天然气开采煤矿开采制药行业石油炼制、化工生产过程中大天然气开采、处理、输送过程煤矿井下存在瓦斯甲烷和煤制药过程使用乙醇、丙酮等有量存在易燃易爆的烃类气体、中存在甲烷等可燃气体泄漏风尘爆炸危险,我国对煤矿用电气机溶剂,干燥、混合、包装等工有机蒸汽从原料储存、工艺险海上平台、陆上井场、压设备实行严格的安全认证制序存在粉尘爆炸风险装置到产品罐区,全流程需要使气站等都需要配置防爆电气设度典型设备:防爆空调、防爆除湿用防爆电气设备施典型设备:矿用防爆电机、矿用机、防爆真空泵、防爆称重系典型设备:防爆电机、防爆灯典型设备:防爆照明、防爆风防爆灯具、本安型通讯和监控统、防爆监控设备具、防爆仪表、防爆控制系机、防爆电加热器、防爆监控设备、矿用防爆开关特点:需同时满足GMP洁净要统、防爆通讯设备等设备、防爆通讯系统特点:采用专用的MA认证标求和防爆要求,设备材质需耐腐特点:危险区域广泛,设备数量特点:环境条件恶劣,防护等级志,设备需适应潮湿、粉尘、冲蚀,不得产生粉尘积聚庞大,维护要求高,是防爆技术应要求高,部分区域属于0区高危击等恶劣工况,安全要求最为严用最集中的领域区域,需要本质安全型设备格食品加工涂装喷漆粮食加工、面粉厂、淀粉厂等汽车、家具、机械产品的涂装存在粉尘爆炸危险,尤其是研车间使用油漆、稀释剂等挥发磨、输送、仓储环节性有机溶剂,形成爆炸性蒸汽典型设备:防爆电机、防爆风典型设备:防爆送排风系统、防机、防爆除尘器、防爆照明、爆照明、防爆电加热、防爆静防爆料位计电消除装置特点:主要针对粉尘爆炸危险特点:喷漆室内部通常为1区,需20/21/22区,需配置有效的除要强制通风和溶剂回收系统,严尘和通风系统,防止粉尘积聚格控制静电防爆电气守护安全生产技术保障安全为本在石油化工等高危行业防爆电气设备是保障人员安全、,防止灾难性事故的最后一道防线从设计选型到安装维护每一个环节都需要严格遵守标准,规范完善的防爆电气系统配合科学的安全管理共同构,,筑起安全生产的坚固屏障安全生产人人有责防爆电气守护生命,,第六章防爆电气安全事故案例分析通过真实事故案例的深入分析吸取教训举一反三是提升安全意识、避免类似事故重复,,,发生的重要途径案例一设备选型不当引发爆炸:事故概况事故原因分析某化工厂甲苯储罐区新增一台搅拌器电机采购部门为节约成本未按防爆要求采购普通电机,,,设备选型错误使用普通电机替代防爆电机•,技术部门审核时也未发现问题设备安装后投入使用运行个月后电机碳刷产生火花引燃罐,3,采购流程缺乏防爆资质审查环节内甲苯蒸汽发生爆炸•,技术审核流于形式未严格把关•,事故后果储罐报废相邻个储罐受损直接经济损失约万元幸无人员伤亡:,2,500,现场安装验收未检查防爆标志•教训总结与预防措施制度层面验收层面建立防爆设备专项采购制度明确资质审查要求采购合同必须包含防爆设备到货后检查防爆合格证和标志安装前再次核对验收阶段拍照存,,,,认证条款档技术层面培训层面设计阶段明确防爆要求设备选型表中注明防爆等级技术审核必须由防加强采购、技术、安装人员的防爆知识培训提升全员安全意识和专业,,,爆专业人员参与能力案例二:安装维护不规范导致隐患某煤矿井下巷道使用的防爆LED灯具,在一次例行检查中发现接线盒内接线端子松动,绝缘层破损,存在严重的火花放电隐患隐患发现过程潜在危险安全检查人员发现该灯具外壳有轻微变形痕迹,打开接线盒后发现内部接线零乱,部分导线芯线外露,接线端子压接不牢,用手轻拉即松动进一步检查发现密封圈老化变硬,已失去密封作用•接线松动产生接触电阻增大,局部过热•松动接点可能产生电弧或火花原因调查结果•密封失效导致湿气和煤尘进入

1.初次安装时未按说明书要求使用规定力矩拧紧端子螺钉•长期运行可能引发瓦斯爆炸

2.电缆剥线长度过长,导致芯线外露

3.密封圈长期未更换,已超过使用寿命整改措施

4.设备运行中受到振动,进一步加剧了接线松动•立即停用隐患设备,全面更换

5.日常巡检未打开接线盒检查内部状况•对全矿同类设备开展专项检查•规范接线工艺,使用力矩扳手•建立密封件定期更换制度•加强维护人员技能培训未来发展趋势随着工业技术的进步和安全需求的提升,防爆电气技术正朝着智能化、集成化、绿色化方向发展智能化防爆设备集成传感器、通讯模块和数据处理能力,实现设备状态实时监测、故障预警和远程诊断•物联网技术应用,设备互联互通•大数据分析,预测性维护•人工智能辅助故障诊断•数字孪生技术模拟设备运行远程监控与管理基于工业互联网平台,实现防爆电气系统的集中监控、统一管理和智能调度•云平台集中管理海量设备•移动端实时查看设备状态•异常情况自动报警推送•维护保养工单智能派发多功能集成设计将照明、监控、通讯、传感等多种功能集成于一体,减少设备数量,简化系统复杂度•一体化设计降低故障点•模块化结构便于维护升级•统一供电和通讯接口•智能联动控制节能环保技术采用高效节能技术,降低能耗,减少环境影响,实现可持续发展•LED照明替代传统光源•高效电机提升能效等级•智能控制减少不必要能耗•绿色材料和清洁工艺标准持续更新国际国内标准不断修订完善,与新技术、新应用保持同步,推动行业健康发展•GB3836系列标准持续更新•与IEC标准进一步接轨•涵盖新型防爆技术•强化全生命周期管理要求总结与展望核心要点回顾3防爆电气是保障危险环境安全的核心技术,通过特殊设计防止电气设备成为点火爆炸三要素源,从根本上预防爆炸事故发生可燃物、助燃物、点火源严格遵守标准,科学选型与规范安装,确保设备类别、防爆型式、气体组别和温度等级与现场条件完全匹配7持续培训与管理,防患于未然,建立完善的安全管理体系,定期检查维护,及时消除隐患主要防爆型式d/i/e/p/o/m/q等技术共同推动防爆技术创新与安全生产,拥抱智能化、数字化技术,持续提升本质安全水平3危险区域分级0/1/2区或20/21/22区100%安全保障技术+管理全面防护安全是生命之本,防爆是安全之基让我们携手共进,将防爆电气安全知识转化为实际行动,为构建更加安全、可靠的工业生产环境贡献力量安全生产,从我做起,从现在做起!。