防爆基础知识讲义

(5) 最大实验安全间隙（MESG）----在标准规定的实 验条件下，一个外壳内最易点燃浓度的爆炸性混合物被 点燃后产生的爆炸火焰穿越25mm长的接合面，不能点燃 外壳外部环境的爆炸性混合物时，接合面两部分之间最 大间隙。 国标GB3836.11—1991 <<爆炸性气体环境用电气设备 第11部分：最大试验安全间隙测定方法 》和国际标准 IEC60079—1A:1975规定了最大试验安全间隙的试验设备 和测量方法，见图2。
按照可燃性气体的最大实验安全间隙值的大小，可以将气体按照传爆能力 分级。
表 5 可燃性气体或蒸气按传爆能力分级 类、级别 I IIA IIB IIC MESG (mm) 1.14 MESG≥0.9 0.9＞MESG＞0.5 0.5≥MESG MICR 1 MICR＞0.8 0.8≥MICR≥0.45 0.45＞MICR
根据上述分级参数，可以设计制造不同类别、级别的防爆电气产品，用户也 根据上述参数将工作环境中的可燃性物质分类、分级，以便选择合适的防爆电气 产品。
①
(6) 最大爆炸压力 爆炸性混合物被点燃爆炸后，释放的热量使气体剧烈 膨胀，因而产生很高的爆炸压力。由于可燃性气体的性 质差异，最大爆炸压力也不相同。多数气体的最大爆炸 压力在0。6Mpa----0.8Mpa之间，但乙炔的最大爆炸压力 可以达到1。0Mpa。上述最大爆炸压力值是以在容积为8 升重叠现象，则最大爆炸压力可以达到2~3Mpa。 爆炸压力能对设备和建筑物造成破坏，人们在设计电气 设备外壳和设计厂房时应考虑爆炸压力的作用。
(4) 最小点燃能量----在最易点燃浓度混合物中，一个 电路的一次放电正好足够点燃混合物，这个电路总能量 的最小值，表示为相应的物质与空气混合物的最小点燃 能量。 在工程上可以采取限制电路中能量的方法来避免电路断 开或闭合时产生的火花点燃周围的爆炸性混合物，根据 这种原理可以设计成本质安全电路和n型设备中的限能电 路。 在实际电路设计中，常常用电压和电流来表征电路中 的能量，因此，在工程上常常利用最小点燃电压和最小 点燃电流来判断电路的安全性能。
表 1 几种常见的可燃性气体或或蒸气的爆炸界限 气体名称 甲烷 丙烷 丁烷 异丁烷 乙醇 乙烯 乙醚 氢气 乙炔 爆炸上限 （vol%） 15 9．5 8．5 8．5 19 34 48 75．6 82 爆炸下限 （vol%） 5．0 2．1 1．5 1．8 3．5 2．7 1．7 4．0 1．5
② 引燃温度----按照标准方法实验时，引燃爆炸性混 合物的最低温度。 在没有明火等点火源的情况下，可燃性混合物的温度 达到某一温度时，由于内部氧化放热加剧而自动着火， 也称作自燃，有时候也把引燃温度称作自燃温度。 国际标准IEC60079—4:1975 <<爆炸性气体环境用电气设 备 第4部分：引燃温度实验方法》规定了引燃温度的实 验设备和实验方法，见图1。
防爆基础知识
一、可燃性气体和蒸气的爆炸特性 1、 燃烧和爆炸产生的条件 形成燃烧和爆炸必须具备一定条件。 下述条件在时间和空间上相遇，才会产生燃烧或爆炸： 燃烧剂，例如氢气，汽油等； 氧化剂，例如氧气，空气等； 点燃源，例如明火，火花，电弧，高温表面等。 上述条件被称为形成燃烧和爆炸的三要素。 工程上采取措施，防止三要素同时存在，防止出现火 灾和爆炸危险。
表3
温度组别、设备表面温度和可燃性气体或蒸气的引燃温度之间的关系
温度组别 T1 T2 T3 T4 T5 T6
电气设备的最高表面温度 450℃ 300℃ 200℃ 135℃ 100℃ 85℃
气体或蒸气的引燃温度 ＞450℃ ＞300℃ ＞200℃ ＞135℃ ＞100℃ ＞85℃
• • (3) 闪点----在标准条件下，使可燃性液体变成蒸气的数量能够形 成可燃性气体/空气混合物的最低液体温度。 • 可燃性气体与空气的混合物遇到点火源能形成爆炸，但是可燃性 液体必须先形成蒸气，蒸气与空气混合才能形成爆炸性混合物。 可燃性液体的汽化速率与液体的温度有关，能使可燃性液体释放 （汽化）出足够的蒸气而在液体表面上形成能发生闪燃的爆炸性 气体混合物的需要一定的液体温度，此最低温度称作闪点。由于 液体的汽化的速度不仅受液体温度的影响,而且与液体本身的性质 有关系，因此不同的可燃性液体的闪点有很大差异。例如，汽油 的闪点不低于55℃，柴油为零下20℃，乙醇的闪点为11℃，乙酸 的闪点为40℃，而润滑油的闪点都高于100℃。可燃性液体的闪点 低，表示可燃性液体在低温下可以形成爆炸性混合物，其危险程 度高。反之，可燃性液体的闪点高，则在常温下不能形成爆炸性 混合物，其危险程度也相对低一些。
表 2 几种常见的可燃性气体或蒸气的引燃温度 气体名称 二硫化碳 乙醚 乙醛 辛烷 戊烷 异戊间二烯 丁烷 甲胺 引燃温度 （℃） 102 170 140 210 285 220 365 430 气体名称 乙烯 环氧丙烷 乙炔 环丙烷 甲烷 丙烷 氨 氢 引燃温度 （℃） 425 430 305 495 537 466 630 560
2、
可燃性气体和蒸气的安全参数
① 爆炸界限----可燃性气体或蒸气与空气的混合物只 有在某个浓度范围内才能爆炸（燃烧），超出此范围就 不会被点燃，这一范围的最高点和最低点分别称为爆炸 上限和爆炸下限。 爆炸界限常用可燃性物质在可燃性混合物中的体积百 分比（浓度）表示，例如，甲烷的爆炸下限是5。0%（体 积比），爆炸上限是15%（体积比）。可燃性物质的浓度 低于爆炸下限的混合物可以称作“过稀”，浓度高于爆 炸上限可以称作“过浓”，过浓或过稀的混合物不能形 成爆炸或燃烧。
气体名称 氨 甲烷 异丙醇 醋酸甲酯 醋酸戊酯 丁醇 甲醇 丙酮 丁烷 丙烷
表 4 一些可燃性气体或蒸气的最大试验安全间隙 MESG (mm) 气体名称 MESG (mm) 3．17 氰化氢 0．80 1．14 丙烯腈 0．87 0．99 环氧丙烷 0．70 0．99 二甲醚 0．86 0．99 丙烯酸甲酯 0．85 0．94 丁二烯 0．79 0．92 乙烯 0．65 1．02 二硫化碳 0．34 0．98 乙炔 0．37 0．92 氢 0．29