本安仪表系统参量认可应用实例

摘 要：介绍了目前本安仪表系统的本安回路验证现状及其在爆炸危险区域工程设计中的的必要性和重要性，详细阐述了参量认可的验证理论，并通过应用实例解释了参量认可的计算方法。

关键词：防爆；本安回路；参量认可；安全参数；计算

中图分类号：X924.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）19-0173-02

Abstract： This paper introduces the present situation of the verification of the intrinsically safe circuit of the intrinsically safe instrument system and its necessity and importance in the engineering design of the explosive hazard zone， and expounds in detail the verification theory of the parameter approval， and then an example is given to explain the calculation method of parameter approval.

Keywords： explosion proof； intrinsically safe loop； parameter approval； safety parameter； calculation

1 概述

在现代的安全防爆中，除对现场仪表本身的安全防爆问题提出更高更严的要求外，还要求由现场仪表及其电路组成的系统具有安全防爆性能[1]，此系统一般称为仪表本安回路。仪表本安回路广泛应用于石油化工等工业领域的爆炸危险场所，本安回路验证也是自控设计中不可缺少的部分。如果没有经过严格的本安回路验证，将有可能导致约30%的回路存在安全隐患[2]。

目前，国际上各检测机构对防爆仪表系统的检验认证方法有3种[3]：系统认可、参量认可和FISCO认可。其中系统认可和参量认可适用于简单本安回路、混合本安回路、复杂本安回路的计算，而FISCO认可主要是针对现场总线技术的认证方式。在我国，较多采用的是系统认可（联合取证），但其组合灵活性差，在参量认可的方式被中国国家级仪器仪表安全监督站所认可之后，越来越多的国内工程采用了参量认可的方式；而在国外项目中，较多采用的是参量认可（整体认可），其更适用于本安回路验证[4]。

2 参量认可的参数及计算方法

参量认可是指对单台设备（本安仪表或关联设备）进行的检验认可，并给出一组相应的安全参数。包括：

2.1 本安现场设备的安全参数

Ui-最大可接受的电压；Ii-最大可接受的电流；Ci-内部未被保护的电容；Li-内部未被保护的电阻；Pi-允许输入的功率。

2.2 關联设备的安全参数

Uo-开路电压，即可输出的最大电压；Io-短路电流，即可输出的最大电流；Co-允许外接的最大电容；Lo-允许外界的最大电感；Po-允许输入的功率。

2.3 本安电缆的安全参数

Cc-最大允许分布电容，Cc=Ck×L；Lc-最大允许分布电感，Lc=Lk×L。

其中，Ck-单位长度电缆的分布电容；Lk-单位长度电缆的分布电感；L-电缆长度。

上述参数可从本安设备的防爆认证证书上获取。采用参量认可进行本安系统设计时，只需要满足下列关系式就可构成本安系统。这5个不等式是核算本安电路是否符合规范要求的必要条件。

值得注意的是，IEC 60079-14规定：当本安回路现场有多个本安设备时，Ui和Li分别为所有本安设备等效电容和等效电感之和；当∑Ui>1% Uo且∑Li>1%Lo时，安全栅（关联设备）的Uo和Lo应除以2后再代入不等式中进行本安回路验算[5]。

3 参量认可的应用实例

在有色金属选矿厂，一般较少出现危险性的区域。在非洲某大项铜浮选厂药剂车间的设计中，业主将该车间列为爆炸危险场所，所以该车间内涉及的液位检测、流量检测等仪表回路均应采用本安回路。下面以该车间内流量回路19-FIT-401为例，通过参量认可的方式验证该回路的可行性。本安回路如图1所示，其中19-IBP-001为安全隔离箱。

经查要使用的关联设备、本安仪表、电缆的防爆认证证书，得到表2、表3、表4的数据。

对上述安全参数进行核算，可得到如表5所示的结果。结果证明：该回路完全满足表1中5个不等式的要求，通过了本安回路验证，因此可用于此防爆区。工程中其它回路验证方法和本回路类同。

4 结束语

参量认可通过各设备的防爆认证证书获得各安全参数，进行自由组合并计算验证，此检验方法的方法方便灵活，适用于工程设计中从简单到复杂的本安回路验证。

虽然工程实践中绝大部分回路安全参数验证是可以通过的，但不能存在侥幸心理，必须对各本安回路进行逐一验证核算。特别是在一些国外工程项目中，本安回路验证的结果还需要相关的检验部门认证并颁发证书才算合规，否则不予以认可。同时，本安回路验证也为各危险行业、危险区域的安全生产提供了更可靠的安全保证。

参考文献：

[1]范红卫，常新宏，洪强，等.本安系统设计问题探讨[J].矿冶，2006，6：74.

[2]王珍.本质安全仪表回路设计方法探讨[J].石油化工自动化，2009，4：65-70.

[3]徐春玲，凌志浩.本安现场总线系统Profibus-PA及其应用[J].自动化仪表，2006，7：42-45.

[4]李胜利.本安防爆系统设计中安全栅的选用[J].石油化工自动化，2000，1：6-7.

[5]IEC/SC 31J. IEC60079 -14 -2013 Explosive atmospheres -Part 14： Electrical installations design， selection and erection [S].瑞士：国际电工委员会，2013：56-57.

推荐访问:参量 应用实例 认可 仪表 系统