浅析爆炸气体环境中的电气设计要点及防爆措施

摘要：对石油化工企业从爆炸危险区域划分、电线电缆以及电气设备的选择和安装、露天储罐的防雷接地等几个方面，简要介绍了爆炸危险环境中的电气设计，结合设计实践中的经验，提出了自己的见解和解决办法。

关键词：防爆电气设计；电气设备；安装；防雷接地

中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：

石油化工企业多是属于爆炸危险环境, 其生产工艺及控制要求较复杂,且多是连续化生产,对电气设备的要求较高。国标《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 第2.1.1条规定：对于生产、 加工、 处理、 转运或贮存过程中出现或可能出现爆炸性气体混合物环境时应进行爆炸性气体环境的电力设计。本文现就易燃易爆危险环境中的电气设计的相关问题作简要的讨论。

1爆炸危险区域的范围划分

搞好易燃易爆环境电气设计的首要任务就是对生产场所正确地进行爆炸危险区域划分。这一点直接影响到下面的一系列设计工作,如:主要电气设备的选型、 电线电缆的选择与敷设、 安装标准等,直接涉及生产和人身安全, 应当根据释放源的级别和位置、 易燃物质的性质、 通风条件、 障碍物及生产条件、 运行经验等因素,经技术经济比较后综合确定。气体爆炸危险区域的范围划分。

1.1建筑物内部释放源

a、 封闭厂房通风不良时,以厂房为界,厂房内划为1区。 当易燃物质重于空气时,如释放源距离建筑物外墙小于 12m 时,以释放源为中心,半径为15m,高度为7.5m 的范围内(厂房外)划为2 区。如释放源距离建筑物外墙大于等于 12m 时, 通向露天的门、 窗外 3m 以内的空间, 在自然通风良好的条件下也划为2区。当易燃物质轻于空气时, 如释放源距离建筑物外墙小于 1.5m 时,以释放源为中心,半径为 4.5m,高度为7.5m 的范围内(厂房外)划为 2区。如释放源距离建筑物外墙大于等于 1.5m 时, 通向露天的门、 窗外 3m 以内的空间, 在自然通风良好的条件下也划为2区。b、 封闭厂房通风良好时,以厂房为界划为 2区。其它爆炸危险区域的范围同通风不良时。一般生产车间均属于封闭式厂房。在爆炸危险区域内如若采用了机械通风,通常可认为是通风良好的状态。

1.2生产装置区的释放源当易燃物质重于空气时,以释放源为中心,半径为 15m 的范围内划为 2 区。当易燃物质轻于空气时, 以释放源为中心, 半径为 4.5m 的范围内划为 2区。

1.3重于空气的易燃物质贮罐

a、 固定式贮罐,在罐体内部未充隋性气体的液体表面以上的空间划为0区。 以放空口为中心,半径为 1.5m 的空间和爆炸危险区域内的地坪下的坑、沟划为1 区。贮罐无堤时, 距离贮罐的外壁和顶部3m 的范围内划为 2区。

当贮罐周围设围堤时,贮罐外壁至围堤,其高度为堤顶高度的范围内划为2 区。如贮罐外壁至围堤距离小于3m 时,爆炸危险区域应划出围堤外。b、 浮顶式贮罐,在浮顶移动范围内的空间划为1区。 贮罐无堤时,距离贮罐的外壁和顶部3m的范围内划为2区。贮罐在堤内, 如贮罐外壁至围堤距离大于等于 3m 时,其水平距离从贮罐外壁延伸至围堤的范围内划为 2区;否则应距贮罐外壁3m 范围内都划为 2区。

1.4非爆炸危险区域

爆炸性气体环境内的车间采用正压或连续通风稀释措施后车间可降为非爆炸危险环境。 在生产过程中使用明火的设备附近 或炽热部件的表面温度超过区域内易燃物质引燃温度的设备附近 以及在生产装置区外 露天或开敞设置的输送易燃物质的架空管道地带 但其阀门处按具体情况定 可划分为非爆炸危险区域。

2易燃易爆环境中的配电设计

2.1负荷分级

关于负荷分级，我们不仅要参照 《工业与民用配电设计规范》 ，更要根据实际的易燃易爆环境的生产工艺及安全要求对负荷进行分级。正常情况下，这类负荷大都划分为一、 二类负荷，但标准别强调在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、 爆炸和火灾等情况的负荷以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷应为特别重要的负荷。如，在工业生产中关断正常电源来处理安全停产所必须的应急照明、 通信系统和保证安全停产的自动控制装置等。

2.2供电电源的设计

针对化工、 石化行业较多的一级负荷情况，配电设计应由两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏，以保持继续供电。对于一级负荷别重要的负荷，还必须增设应急电源。常用的应急电源有发电机组、 干电池、 蓄电池以及专用的馈电线路等，应根据产品的生产工艺允许的中断供电的时间来选择：

（1）蓄电池（UPS）适用于毫秒级负荷；

（2）带有自动投入装置的专用馈电线路，适用于中断时间 或 的应急电源；

（3）快速自启动的发电机组，适用于中断时间以上的负荷。

在实际的设计中，亦可根据实际情况略作变动。

2.3厂区 车间 变配电所的布置

对于易燃易爆环境，除了符合正常规范的要求外，还要注意以下几点：

（1）不应设在有爆炸危险的区域内，当配电室为正压室时可布置在 区、 区内。 对于易燃物质比空气重（化工行业的产品、 介质大部分都比空气重）的爆炸性气体环境，位于 区、 区附近的变配电所的室内地面，应高出室外地面 ；

（2）不应设在有火灾危险区域的正上面或正下面；

（3）变配电所如果与火灾危险区域的建筑物毗连时，应符合下列要求：电压为 配电所可通过走廊或套间与火灾危险环境的建筑物相通，通向走廊或套间的门应为难燃烧体；变配电所与火灾危险环境建筑物共用的隔墙应是密封的非燃烧体。管道和沟道穿过墙和楼板处，应采用非燃烧性材料严密堵塞；变压器室的门窗应通向无火灾危险的环境。

总之，本文主要谈谈对爆炸危险环境中的电气设计的一些个人观点。由于水平有限,难免有错误和不妥当之处，一切应以现行规范和标准图集为准。

参考文献

[1]林文建.石化企业防爆厂房电气设计[J]. 电气防爆. 2006(03)