防爆氣體渦街流量計是一種用于測量氣體流量的儀表,特別適用于易燃易爆環(huán)境中。
一、防爆設計基于以下兩種核心原則:
能量限制:通過限制設備內部可能產生的電火花、熱效應等能量釋放,避免引燃周圍爆炸性氣體。
隔離與密封:通過隔爆外殼、密封結構等物理手段,防止爆炸性氣體進入設備內部,或阻止內部爆炸向外傳播。
1.電氣防爆設計
防爆標志與等級
常見的防爆標志包括Exd(隔爆型)、Exi(本質安全型)、Exm(正壓型)等。
防爆等級通常為ExIIBT4~T6(適用于Ⅱ類爆炸性氣體環(huán)境,溫度組別T4~T6)。
本質安全型防爆(Exia/Exib)
通過限制電路中的電壓、電流和儲能元件能量,確保在故障狀態(tài)下也不會產生足以引燃爆炸性氣體的火花或熱效應。
例如:
使用低功耗傳感器(如電容式或磁電式渦街檢測器);
限制信號線路長度和負載電阻,確??偰芰康陀诎踩撝担ㄍǔ?lt;1.3J)。
隔爆型防爆(Exd)
將可能產生火花的電氣部件(如接線端子、放大器)封裝在高強度隔爆外殼內。
外殼能承受內部爆炸壓力,并通過法蘭間隙(通常≥0.5mm)冷卻爆炸火焰,防止向外傳播。
2.機械結構優(yōu)化
密封設計
采用O型圈、密封墊片等材料,確保外殼與傳感器、接線盒之間的密封性,防止爆炸性氣體滲入。
接合面光潔度要求高(如Ra≤6.3μm),并涂覆防銹油。
防爆傳感器設計
渦街發(fā)生體(如三角柱、梯形柱)采用非金屬材料(如聚四氟乙烯)或防靜電涂層,避免靜電積聚。
傳感器與流體接觸部分采用防腐蝕材料(如哈氏合金),減少火花產生風險。
3.安全認證與標準
國際認證:
IEC60079:國際電工委員會防爆電氣設備標準。
ATEX:歐盟防爆設備指令,要求設備符合特定防爆等級(如Ⅱ2GExdIICT4)。
國內認證:
GB3836:中國國家標準,規(guī)定防爆電氣設備的技術要求和試驗方法。
三、防爆氣體渦街流量計關鍵技術措施
1.本質安全電路設計
限流限壓:
在電源輸入端串聯限流電阻或齊納二極管,限制電流和電壓。
例如:本質安全型電路的工作電壓通常<24V,電流<100mA。
儲能元件限制:
電容和電感需滿足安全能量要求(如電容≤0.1μF,電感≤10mH)。
2.隔爆外殼設計
強度計算:
外殼材質通常為鑄鋁或不銹鋼,厚度需通過爆炸壓力計算確定(如1.5倍最大內壓)。
法蘭間隙:
隔爆接合面寬度和間隙需符合標準(如IIB級氣體:間隙≤0.4mm,接合面寬度≥12.5mm)。
3.靜電防護
接地設計:
流量計外殼和金屬管道需可靠接地,導除靜電電荷。
防靜電材料:
傳感器和密封件采用導電或抗靜電材料(如碳黑填充橡膠),表面電阻<1GΩ。
4.溫度控制
防爆溫度組別匹配:
根據氣體類型(如氫氣、甲烷、乙炔)選擇溫度組別(T1~T6),確保設備表面溫度低于氣體引燃溫度。
例如:T4組別設備表面溫度需<135℃。
散熱設計:
通過散熱片、風冷或液冷降低內部元器件溫度。
