1、儀表安全原理
當易爆物質(zhì)、氧氣、引爆源這三種情況同時出現(xiàn)時，就會引起爆炸。如果我們能消除任意一個爆炸形成的條件，就能保障現(xiàn)場儀表設備的安全。空氣中的氧氣無法控制，因此控制易爆物質(zhì)和控制引爆源是目前較為常用的安全原理。在儀表行業(yè)，控制爆炸范圍也被列為常用的安全原理。
安全柵能夠限制現(xiàn)場儀表的電能量，使其無法產(chǎn)生能夠引爆的火花和引爆的儀表表面溫度。本質(zhì)安全技術(shù)能夠消除隱患，保證現(xiàn)場的安全。
圖1 隔離式安全柵功能結(jié)構(gòu)示意圖
2、危險區(qū)域危險性的分類、分級、分組
爆炸性氣體分類見表1。
表1 爆炸性氣體分類
工況 氣體分類 爆炸性氣體 最小引爆火花能量
礦井下 I 甲烷 0.280mj
礦井下 IIA 丙烷 0.180mj
礦井外工廠 IIB 乙烯 0.060mj
礦井外工廠 IIC 氫氣 0.190mj
危險氣體場所劃分為3個不同的區(qū)域，見表2。
表2 危險氣體場所分區(qū)
0區(qū) 在正常情況下，爆炸性氣體混合物連續(xù)地、短時間頻繁地出現(xiàn)或長時間存在的場所
1區(qū) 在正常情況下，爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場所
2區(qū) 在正常情況下，爆炸性氣體混合物不能出現(xiàn)，僅在不正常情況下偶爾短時間出現(xiàn)的場所
爆炸性氣體的溫度組別見表3。
表3 防爆設備的溫度等級表
溫度組別 安全的物體表面溫度/℃ 常見爆炸性氣體 點燃難度
T1 450 氫氣、丙烯腈等46種 易
T2 300 乙炔、乙烯等47種 易
T3 200 汽油、丁烯醛等36種 易
T4 135 乙醛、四氟乙烯等6種 易
T5 100 二硫化碳 易
T6 85 硝酸乙酯和亞硝酸乙酯 易
3、安全柵在儀表中的應用
在石油化工生產(chǎn)過程中，需要利用現(xiàn)場儀表對壓力、溫度、流量、液位等方面的進行監(jiān)測，以此保障生產(chǎn)能夠正常順利地進行。安全柵作為儀表控制系統(tǒng)的安全保持器，它需要接收并處理來自危險區(qū)的信號，并傳送給安全區(qū)或危險區(qū)處理后的安全信號。盡管現(xiàn)場儀表信號類型各不相同，但是從整體而言，基本上可以分為兩種：輸入安全柵和輸出安全柵。輸入安全柵主要根據(jù)標準4-20mA信號/1-5V信號、熱電阻和熱電偶信號、開關(guān)量信號、通信信號、交流信號和其他非標準信號等幾種類型信號進行設計；輸出型安全柵主要根據(jù)標準4-20mA信號/1-5V信號、開關(guān)量輸出信號、通信信號等幾種類型信號進行設計。昌暉儀表專業(yè)生產(chǎn)高性能、高可靠性安全柵，在http://m.wxmqjy.com/product/list_85.html可以了解這些不同功能的安全柵。
在生產(chǎn)設計中，模擬量輸入安全柵和模擬量輸出安全柵被廣大設計人員接受并運用在工程中。模擬量輸入安全柵通常與2線制、3線制變送器或4-20mA信號結(jié)合使用，模擬量輸出安全柵通常與調(diào)節(jié)閥結(jié)合使用。隔離式安全柵的運用，在很大程度上提高了儀表系統(tǒng)的穩(wěn)定性。它把適合的電量提供給現(xiàn)場儀表閥門，同時又把由儀表閥門輸出的4-20mA電流信號隔離轉(zhuǎn)換成直流電流信號或直流電壓信號后輸出，提供給儀表閥門。
4、安全柵在石油化工生產(chǎn)技術(shù)應用中的注意要點
從目前來看，本安系統(tǒng)已被當作設計標準，為各個領域所應用。在生產(chǎn)中，安全柵選型要符合現(xiàn)場需求，在使用過程中還要注意以下問題，這樣才能達到預期效果。
①安全柵需要滿足現(xiàn)場所需的防爆等級要求，確保電纜及現(xiàn)場設備的蓄能，以保障電纜和現(xiàn)場設備的容抗和感抗功能。
②齊納安全柵安裝時，需要有非常可靠的接地系統(tǒng)，并且其接地電阻必須小于1Ω。
③根據(jù)現(xiàn)場儀表信號類型選擇適合的安全柵。
④本安系統(tǒng)設備需要使用本安電纜，在電纜敷設時本安電纜應與非本安電纜分開敷設。并且要做標識牌。
目前，不僅石油化工行業(yè)廣泛的使用安全柵作為生產(chǎn)中可靠的關(guān)聯(lián)設備，冶金、醫(yī)藥、船舶等領域也將其應用其中。作為一個工程設計人員，已經(jīng)深切體會到安全柵在生產(chǎn)應用中占據(jù)了不可或缺的地位。安全柵作為本安防爆系統(tǒng)關(guān)聯(lián)設備，有效地提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了事故率，為企業(yè)及社會帶來更多的經(jīng)濟和社會效益。
作者：李雅君、任思宇
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