石油化工防爆安全技术.ppt

石油和化工行业防爆安全的保证 在石油 化工 煤炭 纺织和制药等行业生产 储存 运输等环节中存在有大量的易燃易爆物质 这些物质以液体 气体以及微小颗粒状的形式存在于生产设备 容器 管道以及可能扩散到大气环境中 并形成爆炸危险场所 这些易燃易爆物质一旦遇到点燃源 就有可能引起爆炸 造成人员伤亡和财产损失 如何来预防避免爆炸事故的发生 保证企业安全生产 是这次交流的重要目的 从近年来 石油和化工行业事故案例来看 每年化工设备和机电设备 由于选购 安装 使用 维护设备 生产操作不当以及人为造成的大小爆炸事故就有百余起 引起爆炸事故的原因主要有 1 生产装置故障 2 人为操作失误 3 工艺流程中物料的相对流动引起的静电和设备表面相对摩擦引起的静电能量 4 机械设备正常或故障状态下 引起的摩擦高温或撞击火花 5 现场作业时 工具引起的机械火花或热效应 6 电气设备引起的电火花或高温等 例如 某石化企业在环氧树脂生产过程中 粉体的进料出料中由于粉体进料出料都与空气相接触 产生静电放电而发生爆事故 例如 某公用事业单位液化石油气灌装车间 由于液化气罐试压后未减压 造成灌装时液化气与罐内空气流相对运动产生静电后在关口引起爆炸 例如 某储油库在进行罐内清理作业时 工具与罐体撞击产生机械火花引起爆炸 造成作业人员伤亡 例如 某化工厂物料储存罐在大检修时 工人下到罐底清理罐底残留的可燃性物料时 由于手提检修隔爆灯不合格 造成点燃传爆 造成3人当场死亡 例如 某化工厂高压反应装置由于事故 造成大量可燃性物料泄漏 现场工人为了保证安全 拉闸迅速断电 由于选用了劣质隔爆型配电设备 造成爆炸 3死6伤 例如 某化工原料储存仓库 安装的与全塑型防爆荧光灯配套的全塑防爆接线盒在夜间突然着火燃烧 幸亏物料没有泄漏 未引起爆炸事故发生 例如 某炼油厂废油池照明灯具不合格 当油气蒸发时点燃爆炸 例如 某油田油水分离装置中的制冷压缩机组隔爆型电气控制柜 由于隔爆铸铝壳体耐压强度不够和结构不合理 在操作时引起内部的爆炸 壳体破碎 操作人员当场死亡 例如 某石化企业现场安装的全塑电缆过渡箱 在生产现场清洁时 产生表面静电点燃局部爆炸 造成2人烧伤 例如 某炼油厂新建炼油装置施工完毕后 在试运行时 工艺装置发生故障 大量泄漏 停车拉闸时 发生电器设备点燃爆炸 这一案例说明 尽管电气设备引起爆炸的概率较低 但也有可能发生在初始阶段 上述案例中 由于电气设备引起的爆炸事故是较为典型的 也是容易忽视的 上述爆炸事故中 引起点燃的主要因素是电气引起的电火花和热效应 防爆电器产品与一般电气产品质量保证有很大的不同 防爆电气设备不仅要保证在制造过程中防爆安全质量 而且还要保证选型 安装 使用和维护得当 才能真正达到防爆的目的 但产品的质量是其流通和应用全生命过程中防爆安全性能的重要保证 什么是防爆电气设备 在可能产生爆炸的危险场所能够安全运行的所有带电设备 气体类用 Ex 表示 粉尘类用 DIP 表示 例如 开关 灯具 电气设备的连接设备管件等等 什么叫潜在的爆炸危险场所 在大气环境下 可燃性物质与空气混合 被点燃爆炸后 燃烧将传至全部未燃混合物的场所 可燃性物质是指 物质 包括气体 液体和固体 本身是可燃的 并能够产生可燃性气体 蒸气或可以在空气中悬浮一段时间的固体微小颗粒 例如 气体 氢气 乙炔气等 液体 汽油 酒精等 固体 面粉 纤维织物 煤粉等 爆炸性危险场所是如何形成的 释放源 是指可能把可燃气体 薄雾或液体释放到大气中以至形成爆炸性混合物的某个部位或某个点 每一台石化设备 如罐 泵 管道 容器等都应视作潜在的可燃性物质的释放源 释放源附近区域形成爆炸危险场所 爆炸危险场所区域是如何划分 根据爆炸性气体 蒸气 环境出现的频率和持续时间把危险场所分为以下区域 0区 爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所 1区 在正常运行时 可能出现爆炸性气体环境的场所 2区 在正常运行时 不可能出现爆炸性气体环境 如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场所 根据可燃性粉尘环境出现的频率和持续时间 把危险场所分为三个区域 20区 在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现 其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物和 或可能形成无法控制和积厚的场所及容器内部 21区 在正常运行过程中 可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物但未划入20区 22区 在异常条件下 可燃性粉尘云偶而出现并且只是短时存在 或可燃性粉尘偶而出现堆积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉尘空气混合物的场所 危险场所图例 罐内液面上方为0区 物料出入口附近1区 管道及阀门连接处附近为2区 爆炸是如何产生的 爆炸是燃烧的加速度反应 如果燃烧速度急剧加快 温度猛烈上升 导致燃烧生成物和周围空气激烈膨胀 形成巨大的爆破力和冲击波并发出强光和声响 这就是爆炸 产生爆炸的三个基本条件 即要有可燃物质 空气和点燃源 可以是火花点燃 也可是高温点燃 三者缺一不可 可燃性物质与空气混合形成爆炸性混合物 引起爆炸危险场所爆炸性混合物点燃的点燃源有 明火点燃静电点燃机械撞击火花和机械摩擦高温点燃电磁波或超声波点燃电气设备电火花和高温点燃 电气设备产生的电火花或高温并不能点燃所有的爆炸性混合物 这是因为不同的可燃性物质 气体 蒸汽或粉尘 由于其各自的化学特性 所需点燃的能量和温度各不相同 根据不同的可燃性气体 蒸汽所需点燃的温度不同 将其划分为6个不同温度组别 温度组别点燃温度 T1450T2300T3200T4135T5100T685防爆电气设备可能点燃的发热部件或设备表面温度应满足上述组别的要求 防爆电气设备的分类 类 用于煤矿井下的电气设备 类 除煤矿用以外的电气设备 石油和化工用电气设备 粉尘类 用 DIP 表示 新标准划分为 类 气体防爆电气设备有多种防爆的结构 主要是通过以下措施来达到防爆的目的 一种是采取有效的措施将电气产品可能产生的电火花 电弧和危险高温与爆炸性混合物隔离或相对隔离 避免应用环境的点燃爆炸 例如 隔爆型 d 正压型 p 和浇封型 m 等 一种是通过限制电路中的点燃能量来达到防止点燃的目的 例如 本质安全型 i 另一种是采取一系列措施避免电气设备或电路产生电火花 电弧和危险高温 例如 增安型 e 无火花型 nA 隔爆型电气设备是指具有隔爆外壳的电气设备 防爆标志为 d 隔爆外壳是指能承受内部的爆炸压力 并能阻止壳体内部爆炸的火焰向壳体外周围环境传播的防爆外壳 因此隔爆外壳应有耐爆性及隔爆性两种特性 耐爆性 通过合理选用外壳及零部件材料 合理设计外壳结构来保证壳体强度 防止壳体变形或破裂 隔爆性 是要求壳体上所有通过装配的零部件与大气沟通的间隙都能够阻止火焰向外传播 这些特殊的间隙成为隔爆接合面 隔爆接合面的结构形式有平面式 圆筒式 止口式 螺纹式 曲路式以及胶粘密封等 隔爆级别分为 A B C 见标准 胶粘式平面式圆筒式注意 平面式一般用于 A B级结构 止口式 螺纹式 隔爆外壳上的几个主要零部件 紧固件应有足够的机械强度 壳体内部爆炸时内部产生的压力 不会引起螺栓断裂 紧固件应有防锈 防松措施 以保证平面式隔爆接合面的间隙 警告牌内容 严禁带电开盖 衬垫 有两种形式 防爆用的衬垫 应采用金属或金属包覆的可压缩不燃材料 防护用的衬垫 应采用橡胶或塑料的可压缩不燃材料 透明件主要用于灯具的透明罩 电器观察窗口等部位 透明件一般采用钢化玻璃制成 应能承受规定的物体冲击 耐爆炸压力和环境的冷热剧变 隔爆外壳上固定透明件的方法有胶粘式 衬垫式两种 其中 C级灯具只能采用胶粘式结构 引入装置是电缆或导线进出电气设备的隔爆部件 按按其结构分有橡胶密封圈式 填料密封式 带螺纹的电缆引入方式之分 填充材料部位 电缆引入部位 增安型电气设备是指对正常条件下不会产生电弧或电火花的电气设备 进一步采取措施 提高其安全程度 防止电气设备产生电弧 电火花及危险高温的电气设备 其防爆标志为 e 例如 只有接线端子的接线箱 电流 电压表 电动机 电气连接管件和密封件 特定光源的灯具等 增安型电气设备是采取了以下结构措施来提高电气设备安全性的 1 有效的外壳防护 承受外物冲击不破裂 防护等级一般不低于IP54 2 电路的可靠连接 按照规定的连接方式连接可靠 并有防松措施 3 增大电气间隙和爬电距离 4 限制设备的温升 电气设备正常工作发热不会达到规定的温度组别 但在设备故障情况下会发生温度无限升高 超过设备规定的温度组别 故要进行温度保护 例如 增安型电动机等 5 提高绝缘性能 在普通电气设备绝缘材料的基础上 选用高绝缘性能的材料和绝缘工艺 增安型电气设备的绝缘材料目前有三聚氰胺 玻璃纤维增强树脂 尼龙66和聚碳酸酯等 什么样的光源能够制成增安型灯具 按照新的GB3836 3 2010国家标准规定 1 单插脚无启动器荧光灯 Fa6 2 G5或G13的管式双插脚荧光灯 同时 光源电路应接成启动和运行无阴极预热的电路 3 通用照明钨丝白炽灯 正压外壳型电气设备是指具有正压外壳的电气设备 防爆标志为 p 所谓正压外壳是指保持内部保护气体的压力高于周围爆炸性气体环境的压力 阻止外部混合物进入的外壳 正压型电气设备有连续气流正压 泄漏补偿正压 静态正压三种结构型式 正压型电气设备的防爆型式是以外部的爆炸性环境 1区 2区 是否有内释放 正压外壳内是否有点燃能力为依据来划分的 pX型 将正压外壳内的危险从1区降至非危险 1区设备 py型 将正压外壳内的危险从1区降至2区的正压保护 pz型 将正压外壳内的危险从2区降至非危险的正压保护 2区 正压设备具体工作原理 1 正压型电气设备在开启前 首先要进行换气 即至少通以5 0倍正压外壳及管道容积的气量值进行冲洗 使壳体内无爆炸性气体混合物后才能通电 2 对于在换气过程中实现控制目的的电气系统 应采用适合的防爆结构型式 保证正压型电气设备的整体安全 3 正压型电气设备在启动 运行时 应保证内部压差 最小值 不得小于50Pa Pz不小于25Pa 当气压低于工作压力时 进行自动补气 压力再降低时 进行报警 压力降低至最小值时 应自动切断电源系统 整个控制过程要运行可靠 保护气体通常采用清洁空气或惰性气体 本质安全型设备是内部所有的电路都是本安电路的电气设备 本质安全电路是指在正常工作和规定的故障条件下 产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路 关联设备 装有本质安全电路和非本质安全电路 而且结构使非本质安全电路不能对本质安全电路产生不利影响的电气设备 一般为安全栅 主要用于电网供电的仪器设备 本质安全电路分为 A B C三个级别 本安电路的安全等级 ia等级 正常工作和一个故障 安全系数K 1 5 二个故障 安全系数K 1 0 ib等级 正常工作和一个故障 安全系数K 1 0 ic等级 正常工作和一个故障 安全系数K 1 0 但可靠性元件不做要求 安全栅 本安电路 非本安电路 电气设备采用防尘或尘密外壳的结构及限制表面温度的方法对可燃性粉尘环境进行保护的电气设备 此防护型式是粉尘防爆电气设备的一种结构型式 防粉尘点燃的标志 DIP 国际上分A B型两大类 两者都具有相同的防点燃水平 A型 欧州供应商一般采用的防尘型电气设备 B型 北美国家供应商一般采用的防尘型电气设备 防爆电气设备的防爆标志爆炸性气体环境电气设备的防爆标志 Ex 防爆结构 类别 级别 A B C 温度组别 T1 T6 例如 隔爆型设备Exd BT4增安型设备Exe T3如果设备整体是由多种防爆结构组成 则 在防爆结构栏中顺次标注 主体 次主体 例如 主操作腔为d 接线腔为e的防爆操作柱 Exde BT4 爆炸性粉尘环境电气设备的防爆标志 DIP A B 型式 危险区域 20 21 22 TA TB 测量温度类型 组别 T1 T6 或直接标注温度值例如 DIPA20TA T4 160 爆炸性气体和粉尘混合的危险环境 防爆电气设备应同时满足两种环境 例如 Exd BT4 DIPA20TA T4 如何选型防爆电气产品 对于气体 蒸气类危险场所 0区 ia等级的本质安全型 ma等级的浇封型 0区特殊型 1区 ia ib型 d型 p型 q型 o型 ma mb型 e型 包括接线盒 箱 单插头 双脚荧光灯连接成无预热阴极型式和配有合适热保护装置的低压异步电动 复合型等 2区 上述类型和本安ic型 n型 对于粉尘类危险环境 设备的保护等级 EPL 依据设备成为点燃源的可能性及区别爆炸性气体环境 爆炸性粉尘环境和有甲烷的煤矿爆炸性环境的差别而规定的保护等级 防爆电气设备选型应考虑以下几个方面 1 满足危险场所划分的危险区域来选用相应的电气防爆类型 如果场所中同时存在气体和粉尘 应同时考虑满足要求 2 要根据危险环境可能存在的易燃易爆气体 蒸气 粉尘的种类来选择防爆电气设备的级别和温度组别 对于粉尘防爆电气设备温度组别选择应参照GB12476 2第6章执行 3 考虑其他环境条件对防爆性能的影响 例如 危险化学品作业场所中普遍存在既有易燃易爆的危险 还同时受到化学腐蚀 或盐雾 或高温 高湿 或沙尘 雨水 或振动的影响 4 保证石油 海洋石油 化学工业等行业危险场所安装使用维护的特殊性 例如 带电设备的种类和结构繁多 而且安装位置多变 操作 检修人员素质不同 5 选用具有防爆合格证 生产许可证以及国家相应认证的产品 6 具体的安装配线需要 7 对于本质安全型设备 应合理按照防爆合格证信息和产品说明书的要求 合理选配隔离装置 安全栅 和连接电缆 若安全栅放置在危险场所 应为相应的其它防爆类型 防爆电气产品的鉴别1 设备总体防爆标志 应在设备外壳明显处标 铸有防爆标志全称 如 Exde BT4 2 产品名牌 内容应包括 1 防爆标志 2 防爆合格证号 3 特定的要求 如 环境要求或安装使用限制等 4 出厂日期 编号 注意 取消名牌右上角注明 Ex 的规定 3 设备整体外观 1 金属外壳的隔爆型设备 壳体相对壁厚 铸面光滑无凹凸不平状况 保证其承受爆炸强度要求和无砂孔 2 防爆型灯具的灯体要大 以保证其散热能力和温度组别要求 提高光源的使用寿命 3 设备具备内外接地并有接地标志 4 注意电气设备的引入装置配置情况 应保证施工配线的需要 4 设备结构合理性确认 例如 e型灯具光源 接线箱允许回路数和最大电流 功率等 采购过程中对供应商和产品资质的要求 1 防爆合格证 必要时要验证证书的真伪性 特别要注意 整体设备的系统认证 2 防爆电气产品的检验报告和检验机构审查通过的技术文件 主要是防止防爆合格证的伪造 一证多用以及更加详细地了解产品防爆参数和限制的条件 3 生产许可证 没有在生产许可证目录的 此项不考虑 4 企业的定点或入网证明 此项限于特大型企业 5 产品的其他质量证明 例如 船检型式报告 防腐报告 防护试验报告等 6 国外进口的防爆电气设备按照国家有关规定 必须取得中国检验机构的防爆合格证后方可安装使用 防爆电气设备检查和维护爆炸性危险场所电气设备检查和维护是参照GB3836 16 2006 爆炸性气体环境用电气设备第16部分电气装置的检查和维护 结合相应法规和企业实际工作 在实际工作中可执行国家安全生产行业标准AQ3009 2007 危险场所电气防爆安全规范 企业在实际检修和维护中注意 1 严格执行安全生产作业规定 进入现场应严格消除静电 作业时 应确认现场无可燃性物质泄露 可燃性气体浓度应在安全下线以下 2 检修工具应使用防爆工具 测试仪器尽量采用符合危险场所的防爆型 应将设备拆离危险场所进行 3 设备维修或更换部件时 应切短前级电源 严禁带电开盖 若设备内部有储能元件或发热元件时 还应延迟一段时间 待壳体内部温度降至点燃温度以下时再开盖 严格按照设备警示说明操作 4 若检修需要焊接动火 应将设备拆离危险场所进行 5 设备检修完毕后 紧固螺栓时 应将各个螺栓拧紧并受力均匀 建议采用扭力板手紧固 6 接线时 应注意引入装置中的橡胶密封圈是否可靠抱紧电缆 密封填料是否可靠密封 尤其是在安装时 多根导线引入要保证隔离密封可靠 不可勉强进线 电气设备的隔离密封应使用具有防爆安全认证的粉剂填料或有强度的其它填料等 防护密封可使用软胶泥 7 检修清洁设备 尤其是非金属材料外壳的电气设备或工艺设备都应采用湿布擦拭 避免静电点燃 8 更换光源时不得随意改变型号规格 提高功率 9 防爆设备内部的电气部件不准随意更换 例如 灯具内部的镇流器 10 检修完毕后 认真填写检查维护记录 并将保管待查 二 市场上防爆电器产品存在的一些问题 目前我国防爆电器产品市场产品质量参差不齐 价格高低不一 甚至差距很大 那么 如何来鉴别产品的防爆安全质量和性能质量 帮助用户科学 客观的选择性价比合理的产品 现就市场上供货的产品质量问题和价格进行客观 公正的分析评价 仅供参考 1 从标准的执行和企业经营来讲 目前市场上大多数低价销售的产品存在防爆结构不合理 降低标准规定的材料指标 甚至使用现行标准禁止的原材料加工生产 例如 A B级隔爆型防爆灯具透明罩与灯体配合接合面采用黑色橡胶或石棉橡胶作为隔爆面配合 甚至 C级产品也采用这种配合面型式 例如 增安型接线盒 内部接线端子材料绝缘性能 耐泄痕指数低 腔体过小 易造成接触电流增大 电路短路产生电火花和内部燃烧 失去防爆性能 一些低价位产品为了降低加工成本 偷工省料 减少加工环节 不具备标准规定的加工精度设备 设备陈旧 难于保证产品的防爆性能 甚至不具备防爆安全功能 例如 一些隔爆型灯具 金属防爆插销和照明开关等 金属外壳材料采用杂铝或再生铝 壳体和配合面法兰厚度很薄 根本承受不住耐爆压力 隔爆面根本不加工 铸造打磨修正后直接装配 例如 有些制造企业由于设备工艺简单落后 在从事大批量生产过程中 关键隔爆面加工 尤其是特殊防爆部位的加工采用普通机床 无法保证安全参数要求 不能保证批量产品的合格率 为了利益最大化 满足客户的要求 违反国家标准规定 生产违法的防爆电器 灯具产品 例如 增安型灯具采用标准禁止的汞灯 金属卤化物光源和电磁感应光源 新的国家标准GB3836 3 2010规定 增安型灯具只能采用单脚或双脚荧光灯和白炽灯 其它光源不能用 例如 有的企业打防爆标志的擦边球 LED或无极灯光源接线腔为隔爆型 灯体主腔为增安型 2 从产品认证的角度来讲 防爆合格证 生产许可证并不是产品唯一安全质量的表示 防爆产品的安全取决于制造商产品质量的意识 有一些企业认证是一回事 生产又是一回事 取证仅仅是市场销售的敲门砖 忽视产品的安全质量 没有生产能力 却品种齐全 伪造防爆合格证 购置低劣产品 贴牌销售 这种现象甚至体现在一些具有规模的企业 目前 我国的防爆灯具产品质量令人担忧 由于灯具产品没有认证管理体系 仅仅是防爆合格证 企业生产能力和质量无法控制 谢谢 Thankyouverymuchforthismeeting