为什么要对爆炸性气体进行分级?

不同可燃气体的爆炸特性并不相同。

例如:

  • 丙烷不容易被点燃;
  • 乙烯比丙烷危险;
  • 氢气、乙炔极易点燃,爆炸传播速度更快。

如果所有设备都按最高等级设计,不仅成本高,而且没有必要。

因此,GB50058 根据爆炸性气体的爆炸危险特性进行分类,使不同危险程度的场所能够采用相应等级的防爆设备,在保证安全的同时兼顾经济性。

爆炸性气体分级依据

我国采用国际通用的方法,主要依据两个参数进行分类。

1、最大试验安全间隙(MESG)

MESG(Maximum Experimental Safe Gap)是指:

在标准试验条件下,能够阻止火焰传播的最大安全间隙。

MESG 越小,说明火焰越容易通过缝隙传播,危险程度越高。

2、最小点燃电流比(MICR)

MICR(Minimum Ignition Current Ratio)是:

某种气体最小点燃电流与甲烷最小点燃电流的比值。

MICR 越小,说明越容易被电火花点燃。

因此:

  • MESG 越小
  • MICR 越小

气体危险等级越高。

中国爆炸性气体分级

依据 GB50058,爆炸性气体共分为三个等级。

爆炸等级最大试验安全间隙(MESG)最小点燃电流比(MICR)
IIA>0.9 mm>0.8
IIB0.5~0.9 mm0.45~0.8
IIC<0.5 mm<0.45

从危险程度来看:

IIA < IIB < IIC

其中:

IIC 为爆炸危险性最高的气体类别。

常见爆炸性气体分类

工程中常见介质大致可分为以下几类。

爆炸等级常见气体
IIA丙烷、汽油蒸气、丁烷、氨气
IIB乙烯、焦炉煤气
IIC氢气、乙炔、二硫化碳

例如:

如果现场介质是氢气,则设备至少应满足:

IIC 防爆等级

不能选用 IIA 或 IIB 设备。

防爆等级之间是否可以替代?

很多工程师容易混淆这一点。

实际上:

高等级可以替代低等级。

具体如下:

设备等级可适用于
IICIIC、IIB、IIA
IIBIIB、IIA
IIA仅 IIA

因此:

现场属于 IIB 时,可以使用 IIC 设备。

现场属于 IIC 时,则必须使用 IIC 设备。

引燃温度分组(T1~T6)

除了爆炸等级之外,GB50058 还根据气体的引燃温度进行了温度组别划分。

温度组别引燃温度
T1>450℃
T2450℃≥t>300℃
T3300℃≥t>200℃
T4200℃≥t>135℃
T5135℃≥t>100℃
T6100℃≥t>85℃

温度组别决定了:

防爆设备允许的最高表面温度。

例如:

T4 设备最高表面温度不得超过 135℃

T6 设备最高表面温度不得超过 85℃

为什么要划分温度组别?

有些气体并不需要电火花。

只要设备表面温度达到一定值,就会发生自燃。

因此:

除了考虑火花是否会点燃气体,

还必须保证:

设备表面温度低于气体的引燃温度。

例如:

若现场介质属于 T4 组,

则不能使用 T3 设备。

否则设备表面温度可能引燃爆炸性气体。

工程选型时如何应用?

在选择防爆仪表时,应按照以下步骤进行。

第一步

确定危险区域:

  1. 0区
  2. 1区
  3. 2区

第二步

确定介质属于:

  1. IIA
  2. IIB
  3. IIC

第三步

查明介质的引燃温度。

第四步

选择对应温度组别:

T1~T6。

第五步

选择对应防爆型式:

例如:

  1. Ex ia(本质安全型)
  2. Ex db(隔爆型)
  3. Ex ec(增安型)等。

典型实例

例如:

某氢气流量计。

介质:

氢气。

则应满足:

  • 气体等级:IIC
  • 温度组别:根据现场要求选择 T4 或 T6
  • 防爆标志例如:

Ex db IIC T6 Gb

而天然气(甲烷)场合,一般采用 IIA 等级即可满足要求。

总结

GB50058 将爆炸性气体按照爆炸危险程度划分为 IIA、IIB、IIC 三个等级,并根据引燃温度划分为 T1~T6 六个温度组别。

其中:

  • IIA → IIB → IIC,危险程度逐级提高;
  • T1 → T6,允许设备最高表面温度逐渐降低,T6 要求最严格。

在工业现场,防爆设备不仅要满足相应的气体类别,还必须满足温度组别要求,只有两者同时符合,才能确保设备在爆炸危险环境中的安全运行。