淺談化工設(shè)計(jì)中爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分及防爆電氣設(shè)備的選型

1、淺談化工設(shè)計(jì)中爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分及防爆電氣設(shè)備的選型 引言在化工企業(yè)中，許多生產(chǎn)裝置的物料介質(zhì)是具有爆炸、火災(zāi)性危險(xiǎn) 的。爆炸及它引起的火災(zāi)事故是威脅化工企業(yè)安全生產(chǎn)的一個(gè)重要 問題。我院是以設(shè)計(jì)化肥、化工項(xiàng)目為主的化工設(shè)計(jì)院。根據(jù)多年 的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)得知，化肥廠主要生產(chǎn)裝置大都處于爆炸危險(xiǎn)環(huán)境。如 以煤焦為原料的合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)，由原料至凈化的爆炸危險(xiǎn)氣體屬 輕于空氣的爆炸危險(xiǎn)環(huán)境 ; 以油為原料的合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)，由油氣化 至凈化的爆炸危險(xiǎn)氣體屬重于空氣的爆炸危險(xiǎn)環(huán)境 ; 合成、壓縮、尿 素主廠房的部分樓層，屬于爆炸危險(xiǎn)氣體輕于空氣的爆炸危險(xiǎn)環(huán)境。 在這種環(huán)境中，電氣設(shè)備的火花常常是引起爆炸事故的

2、主要原因之 一。因此，嚴(yán)格、細(xì)致地劃分爆炸危險(xiǎn)場所的等級和危險(xiǎn)介質(zhì)的級 別，經(jīng)濟(jì)合理的選用防爆電氣設(shè)備，并輔以建筑物的防爆設(shè)計(jì)、加 強(qiáng)通風(fēng)等措施，以防止爆炸條件的形成和減輕爆炸危險(xiǎn)的嚴(yán)重程度， 是工程設(shè)計(jì)人員的職責(zé)，事關(guān)企業(yè)安全生產(chǎn)和工程建設(shè)的重要問 題。1 爆炸危險(xiǎn)的產(chǎn)生物系自一種狀態(tài)迅速地轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài)，并在瞬間以機(jī)械功的形式放出大量能量的現(xiàn)象稱為爆炸，它也是爆炸性混合物在燃燒基礎(chǔ) 上進(jìn)行的高速化學(xué)反應(yīng)，亦可視為氣體或蒸氣在瞬間劇烈膨脹的現(xiàn) 象。爆炸危險(xiǎn)必須同時(shí)存在三個(gè)條件 :a） 存在易燃?xì)怏w、易燃液體的蒸 氣或薄霧;b）上述物質(zhì)與空氣混合其濃度在爆炸極限以內(nèi)；c）存在足 以點(diǎn)燃爆炸性

3、混合物的火花，電弧或高溫。對于設(shè)計(jì)而言，應(yīng)使產(chǎn) 生爆炸危險(xiǎn)的三個(gè)條件同時(shí)出現(xiàn)的可能性減到最小程度。我國從 70 年代中期已經(jīng)開始對爆炸危險(xiǎn)環(huán)境出現(xiàn)的或然率進(jìn)行分級，如:GB58-83,GB50058-92,工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性。這些規(guī)程、規(guī)范、規(guī)定了爆炸性氣體環(huán)境，爆炸性粉塵環(huán)境等危險(xiǎn)區(qū)域的劃分 及危險(xiǎn)區(qū)域的范圍。2 爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分爆炸危險(xiǎn)性場所的分類，應(yīng)由懂得易燃性材料性能、設(shè)備工藝性能的技術(shù)人員提出易燃性介質(zhì)及其釋放源和懂得安全、電氣的工程技術(shù)人員根據(jù)有關(guān)規(guī)范，來劃分爆炸危險(xiǎn)區(qū)域。為盡量準(zhǔn)確地劃分區(qū)域，在根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范劃分的同時(shí)，還應(yīng)參考以往的經(jīng)濟(jì)和行業(yè)特點(diǎn)。既要保證生產(chǎn)裝置的安全可

4、靠，又要避免人為提高爆炸危 險(xiǎn)區(qū)域等級，而造成工程投資浪費(fèi)。爆炸危險(xiǎn)場所的劃分首先要查找和確定釋放源，根據(jù)釋放源的等級， 劃分爆炸危險(xiǎn)區(qū)域，然后還應(yīng)結(jié)合釋放源所處的通風(fēng)條件調(diào)整區(qū)域 的劃分。2. 1 查找和確定釋放源在每個(gè)工程項(xiàng)目中，每一臺加工設(shè)備 （ 如罐、泵、管道、容器等 ） ， 其內(nèi)部含有易燃性物料，就應(yīng)視為潛在釋放源。在場所分類中，首 先應(yīng)按易燃物質(zhì)的釋放頻繁程度和持續(xù)時(shí)間長短確定釋放源的等級。 根據(jù)規(guī)范規(guī)定共分為三級 :a）連續(xù)級釋放源 : 預(yù)計(jì)長期釋放或短時(shí)頻繁釋放的釋放源，可劃為 連續(xù)級釋放源。如: 固定頂貯罐的上部空間和排氣口 ; 油、水分離器等，直接與空氣 接觸的易燃液體的表

5、面 ; 經(jīng)?；蜷L期向空間釋放易燃?xì)怏w或易燃液體 的蒸氣的自由排氣孔或其它孔口等。b) 第一級釋放源 : 預(yù)計(jì)正常運(yùn)行時(shí)周期或偶爾釋放的釋放源，可劃 為第一級釋放源。如: 正常運(yùn)行時(shí)，會(huì)釋放易燃物質(zhì)的泵、壓縮機(jī)和閥門等的密封處、 取樣口等。c) 第二級釋放源 : 預(yù)計(jì)在正常時(shí)不會(huì)釋放，即使釋放也僅是偶爾短 時(shí)釋放的釋放源，可劃為第二級釋放源。如: 正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)釋放易燃物質(zhì)的泵、壓縮機(jī)和閥門的密封 處; 正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)釋放易燃物質(zhì)的法蘭、連接件、管道接頭、安全 閥、排氣孔和取樣口。由上述兩種或三種級別釋放源組成的釋放源，稱為多級釋放源2. 2 爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分是根據(jù)爆炸性

6、混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間確定的，分為。區(qū)、 1區(qū)、2 區(qū)。首先根據(jù)有關(guān)專業(yè)提供的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分條件和釋放源的等級劃 分爆炸危險(xiǎn)區(qū)域 :a) 存在連續(xù)釋放源的區(qū)域可劃分為。區(qū) ;b) 存在第一級釋放源的區(qū)域可劃分為 1 區(qū) ;c) 存在第二級釋放源的區(qū)域可劃分為 2 區(qū)。然后應(yīng)根據(jù)通風(fēng)條件調(diào)整區(qū)域劃分。當(dāng)通風(fēng)良好時(shí)，應(yīng)降低爆炸危 險(xiǎn)區(qū)域等級 ; 當(dāng)通風(fēng)不良時(shí)應(yīng)提高爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級。在生產(chǎn)裝置中 0 區(qū)是極個(gè)別的，大多數(shù)屬于 2區(qū)，在設(shè)計(jì)中劃分爆炸危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，應(yīng)采取合理措施盡量減少 1 區(qū)2. 3 爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的范圍爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的范圍劃分，除了按照規(guī)范條文規(guī)定以外，還與以下 幾個(gè)因素有關(guān)

7、:a) 易燃物質(zhì)的泄出量b) 釋放速度 ;c) 釋放的爆炸氣體混合物的濃度d) 易燃液體的沸點(diǎn) ( 液體混合物初沸點(diǎn) );e) 爆炸下限 ;f) 閃點(diǎn) ;9) 通風(fēng)量等。這些量的增加與減少都與爆炸危險(xiǎn)區(qū)域范圍的大小有直接的關(guān)系。 因這些量界定的因素較復(fù)雜。所以上述所列影響范圍大小的參數(shù)， 只是采用了 IEC 規(guī)定，而該規(guī)定迄今為止只是一個(gè)原則性規(guī)定，無 具體尺寸可遵循。由于實(shí)際生產(chǎn)裝置的工藝、設(shè)備、儀表、通風(fēng)布 置等條件各不相同，在具體設(shè)計(jì)中均需結(jié)合實(shí)際情況妥善選擇，才 能確保安全。具體劃分尺寸見有關(guān)規(guī)范 (BG5005892) 。在區(qū)域劃分中有兩個(gè)場所要特別引起注意，一是裝置區(qū)內(nèi)的變配電 所

8、，應(yīng)盡量布置在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域范圍以外，位于爆炸危險(xiǎn)區(qū)域場所 附加 2 區(qū)內(nèi)的變配電所，設(shè)計(jì)中其室內(nèi)外地坪高差應(yīng)大于 0.6m. 二是加熱爐區(qū)的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域，離爐子外壁 1.5 m 內(nèi)應(yīng)視為非防 爆區(qū)。在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分后，應(yīng)對其結(jié)果畫出“爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分圖”， 作為在該區(qū)域范圍內(nèi)的電氣設(shè)備的選型依據(jù)。3 爆炸危險(xiǎn)場所防爆電氣設(shè)備選型在選擇使用于爆炸危險(xiǎn)場所的電氣設(shè)備前，應(yīng)首先明確以下內(nèi)容 :3. 1爆炸危險(xiǎn)場所環(huán)境的類別是爆炸性氣體環(huán)境還是爆炸性粉塵環(huán)境。不同的爆炸性介質(zhì)其電氣設(shè)備的防爆結(jié)構(gòu)要求是不一樣的。我們通 常所說的防爆設(shè)備大多數(shù)指的是爆炸性氣體環(huán)境中使用的，如d II BT4,d II

9、CT6等，而用于爆炸性粉塵環(huán)境的電氣設(shè)備應(yīng)為防塵結(jié)構(gòu)（標(biāo)志為DP主要用于可燃性非導(dǎo)電粉塵和可燃纖維的11區(qū)環(huán)境）或塵密結(jié)構(gòu)（標(biāo)志為DP主要用于爆炸性粉塵10區(qū)環(huán)境和其它爆炸性粉塵 11 區(qū)環(huán)境。 ）3. 2環(huán)境中爆炸性氣體混合物的爆炸級別即I A,n b, n G其級別根據(jù)產(chǎn)生爆炸性氣體的介質(zhì)不同而不同，如丙烷 屬ha、乙烯屬u B、乙炔和氫屬nC等。3.3 環(huán)境中爆炸性氣體混合物的組別或引燃溫度這是易燃性物質(zhì)的氣體或蒸汽與空氣形成的混合物的規(guī)定條件下被 熱表面引燃的最低溫度。從組別 T1到T6隨著引燃溫度的降低，其電 氣設(shè)備的防爆要求逐級提高。3.4 周圍環(huán)境對防爆電氣設(shè)備的選型要求如周圍環(huán)

10、境內(nèi)化學(xué)的、機(jī)械的、熱的、霉菌等不同環(huán)境條件，在防 爆電氣設(shè)備選型時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮。在考慮以上幾條基本要求后，可選擇能滿足要求的防爆電氣產(chǎn)品。對有些必須布置在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的電氣設(shè)備，而其防爆要求又不 能滿足場所要求的時(shí)候，可采用正壓通風(fēng)，具體要求詳見國標(biāo) GB5005892。按國家標(biāo)準(zhǔn)爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求規(guī)定，各種防 爆類型標(biāo)志如下 :隔爆型 d 充油型 o增安型 e 充沙型 q本質(zhì)安全型 ia,ib 無火花型 n正壓型 P 特殊型 s在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，化肥企業(yè)一般選用H類工廠用電氣設(shè)備，如工 廠用的隔爆型B級T4組:d II BT4;工廠用的增安型B級T3一 組:e I BT3o4 結(jié)束語