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同学们大家好,今天我们一起来学习注册安全工程师《安全生产技术基础》关于“电气防火防爆技术”这个专题的突破课程,本专题每年考试分值在8-12分左右,内容不多,是一个极具性价比的重点章节,我们一起来看一看。本文文末有整理好的注册安全工程师精华文档资料免费领取。
01电气引燃源
电气引燃源包括电气装置的危险温度和发生在可燃物上的电火花和电弧。
(一)危险温度
由于不存在%的效率,电气设备运行时总是要发热的。电气设备稳定运行时,其最高温度和最高温升都不会超过允许范围;当电气设备的正常运行遭到破坏时,发热量增加,温度升高,乃至产生危险温度。
1.短路
发生短路时,线路中电流增大为正常时的数倍乃至数十倍,而产生的热量又与电流的平方成正比,使得温度急剧上升。
2.接触不良
接触部位是电路的薄弱环节,是产生危险温度的重点部位。
3.过载
严重过载或长时间过载都会产生危险温度。
4.铁芯过热
对于电动机、变压器、接触器等带有铁芯的电气设备,如铁芯短路,或线圈电压过高,或通电后铁芯不能吸合,由于涡流损耗和磁滞损耗增加都将造成铁芯过热并产生危险温度。
5.散热不良
电气设备的散热或通风措施遭到破坏,如散热油管堵塞、通风道堵塞、安装位置不当、环境温度过高或距离外界热源太近,均可能导致电气设备和线路产生危险温度。
6.漏电
漏电电流一般不大,不能促使线路熔丝动作。如漏电电流沿线路均匀分布,发热量分散,一般不会产生危险温度;但当漏电电流集中在某一点时,可能引起比较严重的局部发热,产生危险温度。
7.机械故障
电动机被卡死或轴承损坏、缺油,造成堵转或负载转矩过大,都将产生危险温度。
8.电压过高或过低
电压过高,除使铁芯发热增加外,对于恒定电阻的负载、还会使电流增大,增加发热;电压过低,除使电磁铁吸合不牢或吸合不上外,对于恒定功率负载,还会使电流增大,增加发热。两种情况都可能导致危险温度。
02危险物质和爆炸危险环境
危险物质的性能参数和分级分组
这种能与空气形成爆炸性混合物的爆炸危险物质分为三类:
I类:是矿井甲烷;
Ⅱ类:是爆炸性气体、蒸气、薄雾;
Ⅲ类:是爆炸性粉尘、纤维。
Ⅱ类、Ⅲ类爆炸性物质进一步分类:
ⅡC(氢气)ⅡB(乙烯)ⅡA(丙烷)
ⅢC(导电性粉尘)ⅢB(非导电性粉尘)ⅢA(可燃性飞絮)
危险性:IIC>ⅡB>ⅡA;ⅢC>ⅢB>ⅢA。
闪点、燃点、引燃温度、爆炸极限、最小点燃电流比、最大试验安全间隙、蒸气密度是危险物质的主要性能参数。
1.闪点
闪点是在规定的试验条件下,易燃液体能释放出足够的蒸气并在液面上方与空气形成爆炸性混合物,点火时能发生闪燃的最低温度。闪点越低者危险性越大。
2.燃点
燃点是物质在空气中点火时发生燃烧,移开火源仍能继续燃烧的最低温度。对于闪点不超过45℃的易燃液体,燃点仅比闪点高1-5℃,一般只考虑闪点,不考虑燃点。
3.引燃温度
引燃温度又称自燃点或自燃温度,是在规定试验条件下,可燃物质不需外来火源即发生燃烧的最低温度。爆炸性气体、蒸气、薄雾按引燃温度分为6组。其相应的引燃温度范围见表。
4.爆炸极限
分为爆炸浓度极限和爆炸温度极限。后者很少用到,通常所指的都是爆炸浓度极限。该极限是指在一定的温度和压力下,气体、蒸气、薄雾或粉尘、纤维与空气形成的能够被引燃并传播火焰的浓度范围。该范围的最低浓度称为爆炸下限,最高浓度称为爆炸上限。
5.最小点燃电流比
最小点燃电流比的代号为MICR,是在规定试验条件下,气体、蒸气、薄雾爆炸性混合物的最小点燃电流与甲烷爆炸性混合物的最小点燃电流之比。
6.最大试验安全间隙
最大试验安全间隙的代号为MESG,是衡量爆炸性物质传爆能力的性能参数,是在规定试验条件下,两个经长25mm的间隙连通的容器,一个容器内燃爆不引起另一个容器内燃爆的最大连通间隙。
简单的说:间隙越大,危险性越小。
03爆炸危险区域
1.释放源和通风条件对区域危险等级的影响
释放源是划分爆炸危险区域的基础。连续释放、长时间释放或短时间频繁释放的连续级释放源;正常运行时周期性释放或偶然释放的一级释放源;正常运行时不释放或不经常且只能短时间释放的二级释放源。很多现场还存在上述两种以上特征的多级释放源。
通风情况是划分爆炸危险区域的重要因素。
通风分为自然通风、一般机械通风和局部机械通风等类型。良好的通风标志是混合物中危险物质的浓度被稀释到爆炸下限的1/4以下。
划分危险区域时,应综合考虑释放源和通风条件,并应遵循下列原则:
(1)存在连续级释放源的区域可划为0区,存在第一级释放源的区域可划为1区,存在第二级释放源的区域可划为2区。
(2)如通风良好,应降低爆炸危险区域等级;如通风不良,应提高爆炸危险区域等级。
(3)局部机械通风在降低爆炸性气体混合物浓度方面比自然通风和一般机械通风更为有效时,可采用局部机械通风降低爆炸危险区域等级。
(4)在障碍物、凹坑和死角处,应局部提高爆炸危险区域等级。
(5)利用堤或墙等障碍物,限制比空气重的爆炸性气体混合物的扩散,可缩小爆炸危险区域的范围。
2.危险区域的范围
爆炸危险区域的范围应根据释放源的级别和位置、易燃物质的性质、通风条件、障碍物及生产条件、运行经验,经技术经济比较综合确定。
危险区域范围的大小受很多因素的影响。当危险物质释放量越大、浓度越高、爆炸下限越低、闪点越低、温度越高、通风越差时,爆炸危险区域越大。
在建筑物内部,宜以厂房为单位划定爆炸危险区域的范围;如果厂房内空间大,释放源释放的易燃物质量少,可按厂房内部,分空间划定爆炸危险的区域范围。在后一情况下,必须充分考虑危险气体、蒸气的密度和通风条件。
04防爆电气设备和防爆电气线路
1.防爆电气设备类型
防爆电气设备有隔爆型、增安型、本质安全型、正压型、充油型、充砂型、无火花型、浇封型、气密型等多种类型。
隔爆型设备是具有能承受内部的爆炸性混合物发生爆炸而不致受到破坏,而且通过外壳任何结合面或结构间隙,不致由内部爆炸引起外部爆炸性混合物爆炸的电气设备。
增安型设备是在正常时不产生火花、电弧或高温的设备上采取加强措施以提高安全水平的电气设备。
本质安全型设备是正常状态下和故障状态下产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备。
正压型设备是向外壳内充入带正压的清洁空气、惰性气体或连续通入清洁空气以阻止爆炸性混合物进人外壳内的电气设备。
正压型设备按其充气结构分为通风、充气、气密等三种型式。
充油型设备是将可能产生电火花、电弧或危险温度的带电零、部件浸在绝缘油里,使之不能点燃油面上方爆炸性混合物的电气设备。
充砂型设备是将细粒状物料充人入设备外壳内,令壳内出现的电弧、火焰传播、壳壁温度及粒料表面温度不能点燃周围爆炸性混合物的电气设备。
2.防爆电气设备的保护级别(EPL)
用于煤矿有甲烷的爆炸性环境中的I类设备的EPL分为Ma、Mb两级。用于爆炸性气体环境的Ⅱ类设备的EPL分为Ga、Gb、Gc三级。用于爆炸性粉尘环境的Ⅲ类设备的EPL分为Da、Db、Dc三级。
3.防爆电气设备的标志
防爆电气设备的标志应设置在设备外部主体部分的明显地方,且应设置在设备安装之后能看到的位置。标志应包含:制造商的名称或注册商标、制造商规定的型号标识、产品编号或批号、颁发防爆合格证的检验机构名称或代码、防爆合格证号、Ex标志、防爆结构型式符号、类别符号、表示温度组别的符号(对于Ⅱ类电气设备)或最高表面温度及单位℃,前面加符号T(对于Ⅰ类电气设备)、设备的保护级别(EPL)、防护等级(仅对于Ⅲ类,如IP54)。
05电气防火防爆技术
(一)消除或减少爆炸性混合物
这项措施包括采取封闭式作业,防止爆炸性混合物泄漏;清理现场积尘,防止爆炸性混合物积累;设计正压室,防止爆炸性混合物侵入;采取开式作业或通风措施,稀释爆炸性混合物;在危险空间充填惰性气体或不活泼气体,防止形成爆炸性混合物;安装报警装置,当混合物中危险物品的浓度达到其爆炸下限的10%时报警等。
(二)消除引燃源
为了防止出现电气引燃源,应根据爆炸危险环境的特征和危险物的级别、组别选用电气设备和电气线路,并保持电气设备和电气线路安全运行。安全运行包括电流、电压、温升和温度等参数不超过允许范围,包括绝缘良好、连接和接触良好、整体完好无损、清洁、标志清晰等。保持设备清洁有利于防火。设备脏污或灰尘堆积既降低设备的绝缘又妨碍通风和冷却,特别是正常时有火花产生的电气设备,很可能由于过分脏污引起火灾。
(三)隔离和间距
室内电压10kV以上、总油量60kg以下的充油设备,可安装在两侧有隔板的间隔内;总油量60-kg者,应安装在有防爆隔墙的间隔内;油量kg以上者,应安装在单独的防爆间隔内。
10kV变、配电室不得设在爆炸危险环境的正上方或正下方;变、配电室与爆炸危险环境或火灾危险环境毗连时,隔墙应用非燃材料制成;配电室允许通过走廊或套间与火灾危险环境相通,但走廊或套间应由非燃材料制成。隔墙上与变、配电室有关的管子和沟道,孔洞、沟道应用非燃性材料严密堵塞。毗连变、配电室的门、窗应向外开,通向无爆炸或火灾危险的环境。
室外变、配电装置不应设置在易于沉积可燃粉尘或可燃纤维的地方。开关、插销、熔断器、电热器具、照明器具、电焊设备、电动机等均应避开易燃物或易燃建筑构件。起重机滑触线的下方,不应堆放易燃物品。
(四)爆炸危险环境接地和接零
爆炸危险环境的接地、接零应注意以下几点:
(1)从防止触电的角度考虑不要求接地(或接零)的部位,如交流V及以下、直流V及以下的电气设备也应接地(或接零),并实施等电位连接。
(2)将所有设备的金属部分、金属管道,以及建筑物的金属结构全部接地(或接零),并连接成连续整体。
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