在工业防爆领域,区域的划分是根据爆炸性气体或粉尘环境出现的频率和持续时间来定义的。这种划分是选择防爆设备(如防爆压力变送器)的重要依据,主要遵循国际标准(如IEC、ATEX)和各国国家标准(如GB 3836、NFPA)。以下是详细的分类说明:
**1. 爆炸性气体环境分区(IEC 60079、GB 3836.1)**
根据气体混合物出现的概率,分为以下区域:
**(1) 0区(Zone 0)**
- **定义**:爆炸性气体环境 **连续存在、长期存在或频繁出现**(每年超过1000小时)。
- **危险程度**:最高。
- **典型场景**:密闭储罐内部、化工反应釜气相空间。
- **适用防爆类型**:必须使用 **Ex ia** 等级的本安设备。
**(2) 1区(Zone 1)**
- **定义**:爆炸性气体环境 **可能偶尔出现**(正常运行时存在10~1000小时/年)。
- **危险程度**:中等。
- **典型场景**:化工厂泵房、油气管道阀门附近。
- **适用防爆类型**:Ex ia/Ex ib(本安型)、Ex d(隔爆型)、Ex e(增安型)等。
**(3) 2区(Zone 2)**
- **定义**:爆炸性气体环境 **极少出现且短时间存在**(正常运行时少于10小时/年)。
- **危险程度**:较低。
- **典型场景**:通风良好的油罐区外围、实验室偶尔泄漏区域。
- **适用防爆类型**:Ex n(无火花型)、Ex e(增安型),或普通设备加强通风管理。
**2. 爆炸性粉尘环境分区(IEC 61241、GB 12476)**
粉尘环境的分区与气体类似,但标准不同:
**(1) 20区(Zone 20)**
- **定义**:可燃性粉尘 **持续或长期存在**(如粉尘云连续悬浮)。
- **典型场景**:面粉厂研磨机内部、煤粉仓。
**(2) 21区(Zone 21)**
- **定义**:粉尘 **可能偶尔悬浮**(正常运行时存在)。
- **典型场景**:粉料输送带、干燥设备周边。
**(3) 22区(Zone 22)**
- **定义**:粉尘 **仅在异常条件下悬浮**(如设备泄漏)。
- **典型场景**:仓库地面粉尘堆积区。
**3. 气体/粉尘的组别分类**
爆炸性物质按最小点燃能量(MIE)和最大试验安全间隙(MESG)分为以下组别,影响设备选型:
**(1) 气体组别(IEC 60079)**
- **IIA**:丙烷等(最不易爆,如天然气)。
- **IIB**:乙烯等。
- **IIC**:氢气、乙炔(最易爆)。
**(2) 粉尘组别(IEC 61241)**
- **IIIA**:可燃性飞絮(如棉花纤维)。
- **IIIB**:非导电粉尘(如面粉、煤粉)。
- **IIIC**:导电粉尘(如金属粉)。
**4. 温度组别(T1-T6)**
设备表面温度不能超过环境中气体的自燃温度,分为6类:
| 组别 | 最高表面温度 | 示例气体自燃温度 |
|------|--------------|-------------------|
| T1 | 450℃ | 甲烷、氢气 |
| T2 | 300℃ | 乙醚、乙烯 |
| T3 | 200℃ | 汽油、柴油 |
| T4 | 135℃ | 乙醛 |
| T5 | 100℃ | 二硫化碳 |
| T6 | 85℃ | 硝酸乙酯 |
**5. 国际与国内标准对照**
| 区域 | IEC/ATEX | 中国标准 (GB 3836) | 北美标准 (NFPA/NEC) |
|--------|----------------|--------------------|---------------------|
| 0区 | Zone 0 | 0区 | Class I, Division 1* |
| 1区 | Zone 1 | 1区 | Class I, Division 1 |
| 2区 | Zone 2 | 2区 | Class I, Division 2 |
| 20区 | Zone 20 | 20区 | Class II, Division 1 |
| 21区 | Zone 21 | 21区 | Class II, Division 1 |
| 22区 | Zone 22 | 22区 | Class II, Division 2 |
> *注:北美采用 **Division** 系统(Division 1=高危,Division 2=低危),与Zone不完全对应。
**6. 实际应用示例**
- **石油储罐内部**:Zone 0(Ex ia设备)。
- **化工厂反应釜周边**:Zone 1(Ex d或Ex ib设备)。
- **粮仓通风口**:Zone 22(粉尘防爆设备)。
**关键选型步骤**
1. **识别区域**:通过工艺分析确定Zone 0/1/2或20/21/22。
2. **确定气体/粉尘组别**:如氢气为IIC组。
3. **匹配温度组别**:如T4(135℃)适用于多数有机溶剂。
4. **选择认证标准**:出口欧盟需ATEX,国内需GB 3836。
例如,在氨气制冷车间(Zone 1,IIA组,T1温度组),需选用 **Ex d IIA T1** 或 **Ex ib IIA T1** 的防爆压力变送器。