1、仪表安全原理
当易爆物质、氧气、引爆源这三种情况同时出现时，就会引起爆炸。如果我们能消除任意一个爆炸形成的条件，就能保障现场仪表设备的安全。空气中的氧气无法控制，因此控制易爆物质和控制引爆源是目前较为常用的安全原理。在仪表行业，控制爆炸范围也被列为常用的安全原理。
安全栅能够限制现场仪表的电能量，使其无法产生能够引爆的火花和引爆的仪表表面温度。本质安全技术能够消除隐患，保证现场的安全。
图1 隔离式安全栅功能结构示意图
2、危险区域危险性的分类、分级、分组
爆炸性气体分类见表1。
表1 爆炸性气体分类
工况 气体分类 爆炸性气体 最小引爆火花能量
矿井下 I 甲烷 0.280mj
矿井下 IIA 丙烷 0.180mj
矿井外工厂 IIB 乙烯 0.060mj
矿井外工厂 IIC 氢气 0.190mj
危险气体场所划分为3个不同的区域，见表2。
表2 危险气体场所分区
0区 在正常情况下，爆炸性气体混合物连续地、短时间频繁地出现或长时间存在的场所
1区 在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所
2区 在正常情况下，爆炸性气体混合物不能出现，仅在不正常情况下偶尔短时间出现的场所
爆炸性气体的温度组别见表3。
表3 防爆设备的温度等级表
温度组别 安全的物体表面温度/℃ 常见爆炸性气体 点燃难度
T1 450 氢气、丙烯腈等46种 易
T2 300 乙炔、乙烯等47种 易
T3 200 汽油、丁烯醛等36种 易
T4 135 乙醛、四氟乙烯等6种 易
T5 100 二硫化碳 易
T6 85 硝酸乙酯和亚硝酸乙酯 易
3、安全栅在仪表中的应用
在石油化工生产过程中，需要利用现场仪表对压力、温度、流量、液位等方面的进行监测，以此保障生产能够正常顺利地进行。安全栅作为仪表控制系统的安全保持器，它需要接收并处理来自危险区的信号，并传送给安全区或危险区处理后的安全信号。尽管现场仪表信号类型各不相同，但是从整体而言，基本上可以分为两种：输入安全栅和输出安全栅。输入安全栅主要根据标准4-20mA信号/1-5V信号、热电阻和热电偶信号、开关量信号、通信信号、交流信号和其他非标准信号等几种类型信号进行设计；输出型安全栅主要根据标准4-20mA信号/1-5V信号、开关量输出信号、通信信号等几种类型信号进行设计。昌晖仪表专业生产高性能、高可靠性安全栅，在//www.e-cumulus.com/product/list_85.html可以了解这些不同功能的安全栅。
在生产设计中，模拟量输入安全栅和模拟量输出安全栅被广大设计人员接受并运用在工程中。模拟量输入安全栅通常与2线制、3线制变送器或4-20mA信号结合使用，模拟量输出安全栅通常与调节阀结合使用。隔离式安全栅的运用，在很大程度上提高了仪表系统的稳定性。它把适合的电量提供给现场仪表阀门，同时又把由仪表阀门输出的4-20mA电流信号隔离转换成直流电流信号或直流电压信号后输出，提供给仪表阀门。
4、安全栅在石油化工生产技术应用中的注意要点
从目前来看，本安系统已被当作设计标准，为各个领域所应用。在生产中，安全栅选型要符合现场需求，在使用过程中还要注意以下问题，这样才能达到预期效果。
①安全栅需要满足现场所需的防爆等级要求，确保电缆及现场设备的蓄能，以保障电缆和现场设备的容抗和感抗功能。
②齐纳安全栅安装时，需要有非常可靠的接地系统，并且其接地电阻必须小于1Ω。
③根据现场仪表信号类型选择适合的安全栅。
④本安系统设备需要使用本安电缆，在电缆敷设时本安电缆应与非本安电缆分开敷设。并且要做标识牌。
目前，不仅石油化工行业广泛的使用安全栅作为生产中可靠的关联设备，冶金、医药、船舶等领域也将其应用其中。作为一个工程设计人员，已经深切体会到安全栅在生产应用中占据了不可或缺的地位。安全栅作为本安防爆系统关联设备，有效地提高了系统的可靠性，降低了事故率，为企业及社会带来更多的经济和社会效益。
作者：李雅君、任思宇
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