隨著工業化水平的發展，企業自動化的程度也在逐步提高。生產中對各種儀器儀表的依賴性也是越來越強。在化工生產過程中，存在大量的甲烷、丙烷、氫等易燃易爆氣體，在這樣的危險區內，儀器儀表的使用就要更加小心，儀表內部元件產生大量熱量，容易導致氣體著火，甚至出現爆炸現象。所以要充分認識到儀表防爆的重要性，在危險區內規范的使用儀表儀器。同時要從根源出發，在化工儀表的設計上加強防爆設計。下面新澤就對防爆儀器展開討論。

01爆炸產生條件

爆炸是物質從一種狀態，經過物理或化學變化，突然變成另一種狀態，并放出巨大的能量。急劇速度釋放的能量，將使周圍的物體遭受到猛烈的沖擊和破壞。

產生爆炸必須具備的三個條件：

① 爆炸性物質：能與氧氣（空氣）反應的物質，包括氣體、液體和固體。很多生產場所都會產生某些可燃易爆物質。如，氣體氫氣，乙炔，甲烷等；液體酒精，汽油；固體粉塵，纖維粉塵等。

② 氧氣（空氣）：空氣中的氧氣是無處不在的。

③ 點燃源：包括明火、電氣火花、機械火花、靜電火花、高溫、化學反應、光能等。在生產過程中大量使用電氣儀表，各種磨擦的電火花，機械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免，尤其當儀表、電氣發生故障時。

客觀上很多工業現場滿足爆炸條件。當爆炸性物質與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內時，若存在爆炸源，將會發生爆炸。因此采取防爆就顯得很必要了。防止爆炸的產生必從三個必要條件來考慮，限制了其中的一個必要條件，就限制了爆炸的產生。

02儀表防爆原理及應用

安全生產是化工企業實現經濟發展的前提。在化工生產過程中，某些生產場所存在著易燃易爆的固體粉塵、氣體或蒸汽，它們與空氣混合成為具有火災或爆炸危險的混合物，使其周圍空間成為具有不同程度爆炸危險的場所。安裝在這些場所的檢測儀表和執行器如果產生的火花或熱效應能量能點燃危險混合物，則會引起火災或爆炸 。 

對爆炸性區域的具體劃分

現階段，國際上對爆炸性危險區域的劃分基本可分為兩大流派： 美國和加拿大采用美國NEC標準；中國和歐洲國家采用國際電工協會IEC標準。我國采用的GB標準，也是基于IEC 標準而來的。

具體劃分如下：

(1)氣體或蒸汽爆炸混合物的危險區域為0區、1區和2區。

 (2)爆炸性粉塵環境危險分為10區和11區。

10 區：連續出現或長時間存在爆炸粉塵的場所。

11 區：有時會將積留下來粉塵揚起而偶然出現爆炸粉塵混合物的場所。

我們在設計中，對0 區、1 區、10 區的儀表設備選型要進行防爆考慮。在爆炸性區域內，電動遠傳儀表要選用防爆結構型儀表設備。防爆儀表在本體都標有防爆標Ex。Ex 是防爆標記，無具體意義。

化工儀表的防爆結構

儀表的防爆結構有很多種，包括@、A、B、1、C、D、EF、EG、H、I防爆型式，其具體含義如下：

@ 代表充油型防爆結構；

A 代表正壓型防爆結構；

B 代表充沙型防爆結構；

1代表澆封型防爆結構；

C 代表增安型防爆結構；

D 代表無火花型防爆結構；

EF、EG 代表本質安全型防爆結構；

H 代表隔爆；

I 代表特殊型防爆結構。

在工業過程中，通常從下述三個方面著手對易燃易爆場合進行處理。

(1)預防或最大限度地降低易燃物質泄漏的可能性； 

(2)不用或盡量少用易產生電火花的電所元件； 

(3)采取充氮氣之類的方法維持惰性狀態。

隔離型防爆方法主要用到隔爆型儀表。它把能點燃爆炸混合物的儀表部件封閉在一個外殼內，該外殼特別堅固，能承受內部爆炸性混合物的爆炸壓力，并且阻止向殼外的爆炸性混合物傳爆。

隔爆型儀表-氣體分析儀

這就是說隔爆型儀表的殼體內部可能可能發生爆炸，但不會傳到殼體外，因此這種儀表的各個部件的結合面，如儀表蓋的螺紋圈數，螺紋圈數以及導線口等都有嚴格的防爆要求。隔爆型儀表較笨重，不需要如安安全柵之類的關聯設備。在打開表蓋前，需要把電源關掉，否則萬一產生火花，便會暴露在大氣中，產生爆炸。 

正壓防爆方法主要是將儀表安裝在一個密封的箱體內，充滿不含易燃氣體的潔凈氣體或惰性氣體，并保持箱內氣壓略高于箱外氣壓。增安型儀表在正常運行條件下不會點燃爆炸混合物，并在結構上采取如密封等措施，提高其安全程度，以避免在正常和規定的過載條件下出現點燃現象的儀表設備。 

本質安全型防爆方法要用到本質安全型儀表，又叫安全火花型儀表。它的特點是儀表在正常狀態下和故障狀態下，電路、系統產生的火花和達到的溫度都不會引燃爆炸性混合物。本質安全型儀表的防爆，不是采用通風、充氣、充油、隔爆等外部措施實現的，而是由電路本身實現的，因而是本質安全的。本質安全防爆系統，他不僅在危險場所使用本安儀表，而且在控制室儀表與危險場所以表之間設置了安全柵，這樣構成的系統就能實現本質安全防爆的要求。

本質安全型儀表適用于一切危險場所和一切爆炸性氣體、蒸汽混合物，可以在通電的情況下進行維修和整理。本安儀表有ia和ib兩種。

ia等級：在正常工作狀態下，以及電路中存在一個或兩個故障時，均不能點燃爆炸性氣體混合物。工作電流被限制在100mA以下正常工作時，安全系數為2.0；一個故障時，安全系數為1.5；二個故障時，安全系數為1.0。有火花的觸點須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全系數。 

ib等級：在正常工作狀態下，以及電路中存在一個故障時，均不能點燃爆炸性氣體混合物， 內部工作電流被限制在150mA以下。在正常工作和一個故障時不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。正常工作時，安全系數為2.0；一個故障時，安全系數為1.5。正常工作時，有火花的觸點須加隔爆外殼或氣密外殼保護，并且有故障自顯示的措施，一個故障時安全系數為1.0。 

儀表應用在爆炸危險場所具體要求

一般說來，可根據以下幾點來選擇。

首先可根據儀表安裝、使用場所的危險區域來選擇儀表的防爆型式：

0區：只能選擇ia和S型（指專為0區設計的）；

1區：可選擇除n型（無火花型）以外的其它儀表；

2區：所有防爆型式儀表均可選擇。

在爆炸危險場所使用儀表和安裝材料如接線盒、分線盒、端子箱等，必須具有經國家授權機構簽發的防爆合格證，安裝前應檢查其規格、型號是否符合設計要求，其外部應無損傷、裂紋。

正壓防爆的儀表箱內部裝非防爆型及其它儀表及其它電氣設備，儀表箱的通風管必須暢通，送電前，應通入箱體5倍以上氣體置換。

爆炸危險場所1區內的儀表配線，必須保證在萬一發生接地、短路、斷線等事故時，也不致形成點火源。因而電纜、電線必須穿管敷設，采用耐壓防爆的金屬管，穿線保護管之間以及保護管與接線盒、分線箱均應采用圓柱管螺紋連接，螺紋有效嚙合部分應在5-6扣以上。需撓性連接時應采用腦型連接管。

2區儀表配線，一般也應穿管，但只是為了保護電纜、電線的絕緣層不受外傷。匯線槽、電纜溝、保護管穿過不同等級的爆炸危險場所分界線時，應采用密封措施，以防爆炸性氣體從一個危險場所串入另一個危險場所。保護管與現場儀表、檢測元件、電氣設備、儀表箱、接線盒等連接時，應在連接處0.45m以內安裝隔爆密封管件，對2in以上的保護管每隔15m應設置一個密封管件。