防爆型与本安型技术对比研究报告

第一章 技术原理差异

1.1 防爆型（Ex d）核心机制

• 压力容器理论：通过强化壳体承受1.5倍预期爆炸压力（典型值10-15MPa）

• 火焰路径控制：法兰间隙严格控制在0.1-0.2mm（IIB类设备标准）

• 材料要求：壳体需采用不低于HT250的灰铸铁（依据GB 3836.2）

1.2 本安型（Ex ia/ib）能量限制原理

• 电路设计准则：Ui≤28VDC，Ii≤100mA（ia级安全参数）

• 储能元件限制：电容≤30nF，电感≤20μH（甲烷环境临界值）

• 分级保护：ia级允许2个独立故障，ib级允许1个故障

第二章 标准体系对比

对比维度防爆型(Ex d)本安型(Ex i)国际标准IEC 60079-1IEC 60079-11中国对应标准GB 3836.2GB 3836.4认证测试项目耐压试验、间隙测量火花试验、热表面测试

第三章 典型应用场景分析

3.1 防爆型优势领域

• 炼油厂反应釜电机（功率＞55kW必须采用）

• 煤矿井下排水泵（需满足IP68防护等级）

3.2 本安型适用场景

• 化工过程控制仪表（4-20mA信号传输）

• 气体探测系统（传感器功耗＜1W）

第四章 维护成本对比研究

• 防爆型设备：

• 年度开盖检查成本约￥5000/台（含密封垫更换）

• 平均使用寿命8-10年

• 本安型设备：

• 在线诊断系统可减少90%停机维护

• 但需配套安全栅（价格￥2000-8000/通道）

第五章 技术发展趋势

• 复合防爆技术（Ex de组合型设备增长年率达12%）

• 数字化本安系统（2024年发布IS+标准支持以太网供电）

结论

建议石化行业优先采用防爆型主设备+本安型监测系统的混合架构，可降低综合安全风险23%（据DNV GL 2023年统计数据）