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 |
| IIB | 0.5~0.9 mm | 0.45~0.8 |
| 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 |
|---|---|
| IIC | IIC、IIB、IIA |
| IIB | IIB、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℃ |
| T2 | 450℃≥t>300℃ |
| T3 | 300℃≥t>200℃ |
| T4 | 200℃≥t>135℃ |
| T5 | 135℃≥t>100℃ |
| T6 | 100℃≥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:
- 0区
- 1区
- 2区
第二步
确定介质属于:
- IIA
- IIB
- 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:
- Ex ia(本质安全型)
- Ex db(隔爆型)
- 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。