關鍵詞| 安全柵 原理 應用

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導讀

近年來，隨著我國煉油化工一體化進程的推進，煉油化工廠和化工廠越來越多。由于石油及其相關產品大多易燃易爆，必須采用安全有利的防爆方法，確保安全。安全柵作為連接本安電氣設備與非本安電氣設備的電氣設備，能有效提高石化企業生產過程中的安全性。

儀表安全原理和基本安全技術

儀表安全原理

Instrument Safety Principle

當易爆物質、氧氣和引爆源同時出現時，就會引起爆炸。如果能消除爆炸形成的任何條件，就能保證現場儀表設備的安全。空氣中的氧氣無法控制，因此控制易爆物質和引爆源是目前常用的安全原理。控制爆炸范圍也被列為儀表行業常用的安全原則。安全柵可限制現場儀表的電能，使其無法產生可引爆的火花和儀表面溫度。本質安全技術可以消除隱患，確保現場安全。

危險區域的危險分類、分類和分組

TITLE CONTENT

爆炸性氣體分類見下表。

危險氣體場所分為三個不同的區域，見下表。

爆炸性氣體的溫度組見下表。

安全柵的功能和類型

本質安全（IS）是儀表系統采用的防爆技術。安全柵設置在安全區域控制室設備與危險區域安全設備之間，傳輸信號或能量。安全柵采用電路限流限壓，限制安全區域向危險區域設備傳遞能量。

危險場所的安裝設備可以在這種能量下正常工作，但這種能量不足以點燃爆炸環境。即使安裝設備本身出現故障，也不會產生任何足以點燃的電火花或加熱表面。因此，無論是安全場所的控制室設備還是危險場所的安裝設備，只要安全柵的限流限壓電路正常工作，整個系統都將處于安全狀態，不會發生爆炸。

安全柵分為齊納安全柵和隔離安全柵。

齊納安全柵是較早出現的安全柵。其核心部件為齊納二極管、限流電阻和快速熔絲，原理圖如下圖所示。

齊納安全柵原理圖

齊納管電流簡單，現場使用時容易出現系統電源波動和干擾，造成設備損壞，實際應用較少。

隔離安全柵不僅可以限制壓力和流量，還可以隔離電流。隔離室安全柵主要由限能單元、信號、電源隔離單元和信號處理單元組成，基本功能電路如下圖所示。

隔離安全柵原理圖

與齊納安全柵相比，隔離安全柵在性能上遠優于齊納安全柵：

①采用三方隔離方式，無需使用隔離儀器；

②降低危險區域的儀表要求，現場無隔離儀表；

③穩定性和抗干擾能力大大提高，大大提高了整個系統的可靠性；

④具有較強的信號處理能力，可接受和處理熱電偶、熱電阻、頻率等多種信號；

⑤為同一信號源的兩個設備提供兩個相互隔離的信號，兩個設備信號無干擾，提高了連接設備之間的電氣安全絕緣性能。

安全柵在儀表中的應用

在石化生產過程中，需要使用現場儀器監測壓力、溫度、流量、液位等方面，確保生產能夠正常順利進行。安全柵作為儀表控制系統的安全支架，需要接收和處理危險區域的信號，并將安全信號發送到安全區域或危險區域。雖然現場儀表信號類型不同，但總體上可分為輸入安全柵和輸出安全柵兩種。輸入安全柵主要按標準4~20mA信號/1~5V設計信號、熱電阻、熱電偶信號、開關量信號、通信信號、交流信號等非標準信號；輸出安全柵主要基于標準 4~20mA信號/1~5V設計了幾種類型的信號，如信號、開關量輸出信號、通信信號等。

在生產設計中，模擬量輸入安全柵和模擬量輸出安全柵被大多數設計師接受并應用于中。模擬輸入安全柵通常與2線系統、3線系統變送器或4~20mA模擬量輸出安全柵通常與調節閥相結合。隔離安全柵的應用大大提高了儀表系統的穩定性。它向現場儀表閥門提供適當的功率，并向儀表閥門輸出4~20mA DC隔離轉換成電流信號DC電流信號或DC輸出電壓信號后，提供給儀表閥。

石化生產技術應用中安全柵的重點

目前，本安全系統已被用作各個領域的設計標準。在生產中，安全柵的選擇應滿足現場需求，并在使用過程中注意以下問題，以達到預期的效果。

01

關于防爆

安全柵需要滿足現場所需的防爆等級要求，確保電纜和現場設備的儲能，以確保電纜和現場設備的久性和耐久性。

02

關于接地

安裝齊納安全柵時，需要一個非常可靠的接地系統，其接地電阻必須小于1歐姆。

03

關于儀表

根據現場儀表信號類型選擇合適的安全柵。

04

關于電纜

本安系統設備需要使用本安電纜，敷設時本安電纜應與非本安電纜分開敷設。并做標志。

來源：化工活動家

編輯：安康

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