化工仪表及自动化问答题求解题步骤
何贵平 张保金
[摘 要]随着国力水平提升，我国能源生产和消费总量位居世界首位。在此背景下，我国的化学工业得以迅猛发展。经实践表明，在化工生产过程中，要合理、科学地对化工仪表进行设计，以便更全面、有效地了解化工设备运行状况。在对化工仪表进行设计中，其防爆问题需要加以重视。鉴于此，本文从化工仪表的现状入手，主要对化工仪表设计中防爆问题进行分析，希望为我国相关设计人员提供一定的参考和借鉴意义。
[关键词]防爆问题；化工仪表设计
中图分类号：U231.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0238-01
引言：
科技的不断发展使得工业逐渐进入了自动化的阶段，人们也逐渐的意识到自动化行业与社会公众安全的重要性，这就促进了我国仪表仪器行业的发展，使得各个行业仪表的应用逐渐的普及。结合社会发展的需求，我国的仪表行业不断的进行改进，产品的设计越来越具有创新性，产品的质量也普遍提高，服务也越来越人性化。但是化工仪表的防爆设计仍然存在着一些问题有待进一步的探究和解决。
1 化工仪表的现状概述
由于社会经济、科技的进步，我国的工业逐步过渡到自动化阶段。一方面，全面提高了工业化生产的质量和效率，另一方，也有效地保障了社会公众的安全。在这种背景下，我国仪表仪器行业应用而生，并得到了长足发展。众所周知，化工仪表在化学工业生产中，主要是通过示数及临界示数，对相关设备运行状况进行监测。若投产设备出现故障，采用仪表数据进行分析，进而可以确定故障的位置及类型，随后有针对性地开展运检维修工作。同时，随着化工仪表适应范围的扩大，对化工仪表的设计要求日益增加。立足于当前，主要是对化工仪表防爆功能的设计提出了更为严格的要求。结合社会发展的需求，我国化工仪表行业要不断地提升设计水平，改善化工仪表防爆功能的设计，使得化工仪表在工业自动化发展阶段充分发挥其辅助作用。
2 爆炸性区域以及防爆型仪表的划分
2.1 根据国家标准的爆炸性区域的划分
目前我国对于化工防爆型区域的划分制定了相关的标准，根据国家标准的相关规定，我们使用阿拉伯数字0、1、2来区分代表着不同危险程度的具有爆炸性危险气体的区域；用阿拉伯数字10、11来对危险性程度不同的粉尘性危险区域进行区分。这其中阿拉伯数字0代表的是危险性系数最高的区域，在仪器仪表正常进行工作时，0區域的环境当中容易产生具有连续或者长期存在的危险性混合气体。在阿拉伯数1的区域，危险性系数仅仅次于0区域的危险系数，在数字为1的区域，通常存在的是爆炸性气体混合物，这与0区域也是相同的。在阿拉伯数字为2的区域，是所有气体危险型区域当中危险系数最低的，在正常的运行情况下，数字2区域基本上不存在或者是短期的存在危险性的混合型气体。在粉尘型危险区域划分的标准也是在正常的条件下，产生粉尘的时间的长短决定的。我们所说的数字为10的区域，是指在正常的环境和条件下，长期的存在具有爆炸性的粉尘，而相对的数字11的区域就是在正常的环境和条件下偶尔或者不长存在爆炸性粉尘的存在。综上所述，在数字为0、1、10的区域是最易发生爆炸性危险的区域，所以处在该三处的化学仪表需要采用防爆型的设计，在进行使用了防爆型仪表的表面还应该做出防爆的标记，从而方便后续的仪表检查。
2.2 防爆型化工仪表的划分
根据国家的相关标准防爆型的化工仪表也是有相应的区分的，主要分为以下的几类，分别是隔爆型、充油型、正压型、安全型、充砂型、无火花型以及特殊型。在化学化工的领域当中对于爆炸性物质的区分也是十分清楚的，根据国家的标准爆炸性物质的危险性能分为三大类，我们采用的是罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ来进行表示。甲烷是Ⅰ类爆炸性物质的主要成分；而在Ⅱ类爆炸性物质当中，主要的成分就是爆炸性的气体；而Ⅲ类爆炸性物质的主要成分就是爆炸性的粉尘一级细小的纤维。在三类的爆炸性物质当中第Ⅱ类又可以细化为三个不同的等级。分别是Ⅱ类A级、Ⅱ类B级和Ⅱ类C级。在A级当中的主要成分为甲烷、乙醇和汽油；在B级当中主要含有的成分是乙炔以及硫化氢气体，包括城市所用的煤气；C级当中组要含有的是乙炔和氢气两种气体。在不同的级别当中又可以向下继续细分为T1-T6六个不同的等级，而这六级主要是根据不同爆炸性物质的自燃温度来进行划分的。在T1-T6当中许可的温度逐渐降低，T1级别的允许温度是在450℃；T2级别允许的温度是300℃；T3级别的允许温度是200℃；T4级别的允许温度是135℃；T5级别允许的温度为100℃；而T6级别允许的温度仅为85℃。所以在进行防爆化工仪表设计时，应当结合度方面因素和条件进行设计，从而保证仪表的安全性和可行性。
3 化工仪表的选择
对于防爆仪表的选取，必须要根据化工设计的具体情况来定，只有这样，才能保证化工仪表较高的防爆效果。据实践表明，在化工仪表设计时，要充分结合以下状况进行防爆仪表的选型。
3.1 化工仪表的选择原则及原理
首先，在对化工仪表选取的过程中，需要根据不同的防爆型仪表进行筛选，因此要循序相关原则，结合国家的相关标准，科学地对防爆仪表的类型进行划分，不同类型的防爆仪表承担着不同的功能，且适用于不同的爆炸分区，采用罗马数字对爆炸危险性进行划分，对于各类危险，可根据的爆炸危险性的具体情况用英文字母A、B、C表示，又可得到Ⅱ型C类等。其次，根据不同领域选取化工仪表的种类也不相同，对于石油领域主要是选取安全型化工仪表和防爆型化工仪表；对于高危领域主要是选取安全型化工仪表。因为其构成原理各不相同，防爆型化工仪表又可以称之为耐压型化工仪表，主要是在能够承受内部自身的压力爆破，但是还能够防止其爆破的范围出现扩大，因此这种化工仪表对于外壳有着很高的要求。
3.2 隔爆型仪表的特点
隔爆型仪表的特点主要有一个可靠的隔爆外壳，它将可能产生火花和危险温度的仪表传感器、电子电路及接线端子等，都放在隔爆外壳里，达到外壳内可能发生的爆炸而不影响周围可燃易燃性易爆物质，他的设计方法和隔爆型电路和电机基本相类似，如外壳的各配合面（隔爆面）的间隙大小和长度要符合GB3836.2标准规定要求，另一方面外壳有一定的机械强度，须达到外壳内部爆炸参考压力的1.5倍压力不损坏和变形等。
3.3 化工仪表防爆设计
化工仪表设计对化工企业具有积极的推动作用，科学合理的仪表设计，可有效提高对化工设备的监控效率，减少仪表使用过程中出现的安全问题，规避安全隐患，实现化工企业的持续健康发展。防爆问题是化工仪表设计中的重要部分，结合国家的爆炸性危险场所划分的实际情况，科学地开展防爆化工仪表的选择，可提高化工仪表设计质量和可行性，减少安全隐患的产生。
3.4根据仪表化工的危险区域类型进行选择
在化工仪表设计时，要根据仪表化工的危险区域类型进行防爆仪表的选型，如在极具爆炸性危险的0区通常采用本质安全型仪表电路（安全火花型仪表），对于轻度危险区域的2区，由于其爆炸危险性较少，所以在防爆仪器选择上并无限制。
3.5结合设备类别进行选取
在化工仪表设计时，要结合设备类别进行防爆仪表的选型，以保证防爆仪表选型的合理性与科学性，进而规避相关安全风险，提升化工仪表的防爆性能，相关设备类别选型形式见表1。
总之，在化工仪表设计中，防爆仪表的选型是其关键环节。对于所选的防爆仪表，要求其能够承受爆炸的压力，同时外壳还能够保护化工仪表的安全，从而提升化学工业自动化运作的水平。
4 化工防爆仪表的防爆预防措施
4.1 提高化工仪表设计水平
现阶段化工企业随着科技的不断升级，已经进入到了现代化的阶段。与之相比，传统的仪表设计方案已经不能满足现代化工企业的需求。传统模式的缺點在现代化工企业的应用中越来越明显的体现出来，因此现代化工企业应当及时抛弃传统的仪表设计模式，积极主动地去寻求的仪表设计方案，吸取借鉴先行企业的先进经验，做好仪表设计的防爆工作，提高仪表和现代化工企业相符程度，不断优化化工仪表的功能，提升我国化工仪表整体的质量水平。只有通过提升化工仪表设计水平才能使得化工行业更好地向现代化和自动化发展，才能充分发挥其仪表本身存在的优势特点，最大化的为化工企业获得最高的经济效益。
4.2 化工防爆仪表的防爆预防措施
在化学工业生产过程中，在保障化工仪表正常运转的前提下，还要进一步提升化工仪表的使用质量，进而从整体上提高化学工业自动化运作的安全系数，促进我国化工企业全面、稳定、健康地向前发展。因此，在防爆仪表设计过程中，应选取防爆型仪表。由于该仪表具备较良好的防爆性能，可以有效预防爆炸问题的产生，使得投产设备的安全系数大幅度提升，从而保证化工企业自动化的正常运转。通过这种设计方式，即使内部发生爆炸，外围所受到的影响也不会太大。
结语
综上所述，在我国经济发展的同时，化工行业也在发展。要注意的是，要时刻保持全方位的发展，避免发展畸形。为了保持化工行业的活力，要与时俱进地设计合理科学的化工仪表设计方案，提高化工仪表的防爆水平和质量水平。化工仪表设计需科学地开展防爆设计，使化工仪表可规避化工设备的爆炸，提高化工企业的安全系数。因此，化工企业在仪表设计过程中，应结合国家对爆炸区域的危险性进行分区及企业内部运行实际情况，合理地对化工仪表设备进行选型，以此来提高化工企业的生产的安全系数，避免爆炸带来的损失，推动化工生产企业的持续健康发展。
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