化工企业危险区域划分及电气设备选择.pdf

2014,24(3)
王芙蓉化工企业危险区城划分及电气设备选择
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安全8
环保
化工企业危险区域划分及电气设备选择
王芙蓉福陆(中国)工程建设有限公司上海201103
摘要介绍爆炸危险区域划分的原则,防爆电气设备的常规选择方法,并以化工工程中几种特殊情况为
例,闻述如何理清分析思路,合理划分危险区域并选择相应电气设备
关键词危险区域划分防爆电气设备特殊物
化工企业的生产、加工、处理、贮存等装置足量的蒸气并在液体表面处与空气形成能发生闪
中通常存在易燃或易爆的化学物料,因此这些场燃的气体混合物的液体最低温度。
所会被定义为爆炸或火灾危险场所,区域内的电
引燃温度:在标准试验条件下,可燃物质不
气设备应依据国家标准《爆炸和火灾危险环境电需要外来火源即发生燃烧的最低温度,也称为自
力装置设计规范》GB50058-92进行选择。但是燃点。
如果一个装置由于它的原料、产品有易燃物质,
点火源:主要有明火、赤热表面、电气火花、
就把整个装置都认定为爆炸危险场所,既不经济,静电火花、冲击和摩擦等等。
又不恰当。另一方面,化工的物料复杂多变,并2爆炸性气体危险环境划分及防爆电气设
不是所有物料的特性都能与国标中的例子很明确
备的选择
地对应起来,可能模棱两可,也可能对电气设备
的要求很苛刻,造成防爆设备选择困难,若市场
在化工工程设计时,工艺人员应提供设计条
上没有相应设备供应,将给工程带来很多困难。件,包括释放源的位置,物料的名称、级别、组
这种情况下,危险区域划分和设备选择更需要仔别、闪点、沸点、引燃温度、操作温度、压力、
细分析设计基础条件。化工工程中,爆炸性气体释放速度等信息。电气设计依据国标规范,结合
危险环境居多,本文仅对爆炸性气体危险环境进设计条件对爆炸和火灾危险区域做等级划分之后,
行分析。
选择相应的电气设备,包括旋转电机、低压变压
器类、低压开关和控制器类、灯具类、信号及报
1爆炸的形成
警装置类、仪表等。
爆炸的形成因素和过程见图1。
爆炸性危险环境的划分,其根本源自对释放
易燃气体、易燃液体
存在足以点燃
源的分析和判断,应首先明确以下内容。
的蒸气或海雾
爆炸性气体混
合物的火花
爆炸性气体危脸环境的级别
放低于成等于环域記合形区等「同
爆炸
按释放源的级别和通风条件,爆炸性气体危
温度的可液体的蒸
满
气或薄募
性气体し隠积一浓度超门足
险环境分为0区,1区,2区。
混合物
爆炸极限
0区:连续出现或长期出现爆炸性气体混合物
物料操作温度高于可
燃液体的闪点,液体
的环境。
泄时形成气
1区:在正常运行时可能出现爆炸性气体混合
1爆炸的形成因素和过程
物的环境。
这里有几个重要的概念将重点分析。
2区:在正常运行时不可能出现爆炸性气体混
闪点:在标准试验条件下,可燃液体能放出合物的环境,或即使出现也仅是短时存在的爆炸
王芙蓉:工程师。2000年毕业于武汉大学电气工程专业。从事石油、化工、医药及民用工程的电气设计、施工工作。联系电话
13764561901,E-mail:Yong.Zhu@fluor.como
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CHEMICAL ENGINEERING DESIGN
化工设计2014,24(3)
性气体混合物的环境。
表1爆炸性气体混合物的级别
危险区域的范围,应按CB50028-1992第二
气体分类
代表性气体最小引爆火花能量
章第三节确定。
IA
丙烷
0.180
2.2爆炸性气体混合物的爆炸级别
IB
乙烯
0.060
依照最大试验安全间隙或最小点燃电流(最
JIC
乙炔、氢
0.019
小引爆火花能量)来区分爆炸性气体混合物的级
别,分为ⅡA、IB、IC三个级别,相应的最小组别T1到T6随着引燃温度的降低,其电气设备
引爆火花能量,见表1
的防爆要求逐级提高。
2.3爆炸性气体混合物的组别或引燃温度
2.4周围环境对防爆电气设备的选型要求
这是易燃性物质的气体或蒸气与空气形成的
防爆设备的防爆型式应适用于其所在的爆炸
混合物在规定条件下被热表面引燃的最低温度。从危险区域。适用区域见表2。
表2防爆型式与适用区域
序号
防爆型式
代
国家标准
防爆措施
适用区域
GB3836.2
隔离存在的点火源
增安型
CB3836.3
设法防止产生点火源
本安型
GB3836.4
限制点火源的能量
Zoneo-2
正压型
CB3836.5
危险物质与点火源隔开
Zone Zone2
充油型
GB3836.6
危险物质与点火源隔开
充砂型
CB3836.7
危险物质与点火源隔开
Lonel。Zone2
无火花型
GB3836.8
设法防止产生点火源
浇封型
CB3836,9
设法防止产生点火源
nel. Zo
气密型
c3383010設法防止产生点火源
Zone1 Zone2
周围环境条件的不同,在防爆电气设备选型反应,水解成盐酸气体伴有氢气,并形成白雾,
时应同时考虑。在考虑以上几条基本要求后,进产生大量的热量。这些热量在化工装置里具有危
行爆炸危险区域划分,结合安全可靠、经济合理险性,如果同时有其他的爆炸危险性物料泄漏进
的原则,选择能满足要求的防爆电气产品。
入热辐射的区域(DCS释放源附近),可能成为其
他物质的点火源,而发生爆炸。因此,第一种观
3案例分析
点判定为非爆炸危险区域欠妥。
3.1物料引燃温度低的案例
DCS水解反应之后,物料已经发生变化,原
二氧硅烷( Dichlorosilane Eh下简称DS),多的也会被水解的热量引,彻底燃烧。所以第三
存在多晶硅的生产装置中,设备存在二级释放源,种观点,担心DCS形成爆炸性混合物,过于谨慎
如阀门、法兰等。DCS的特性是极易燃,引燃温的选择T陌组别的设备是没有意义的。
度为44℃左右,并且有很强的水解性。
笔者认为第三种观点是有充足判据的,根据
针对这种物料的危险区域划分及设备选择有工艺技术专利商的经验及运行中发生泄漏的实际
多种观点。①DCS极易燃,应划为火灾危险区域,情况证明,这个选择也是正确的。
而非爆炸危险区域;②鉴于DCS的危险性,以及
结合专利商的经验,本案例采取以下措施:
泄漏时释放的压力、速度、环境等不确定因素,
1)工艺、通风、建筑上釆取一次防爆措施,
DCS泄漏有可能会发生爆炸,应选择T6组别的设本着消除0区,避免1区,减少2区的原则,合理
备(电机、部分仪表无法满足);③划分为爆炸危布置设备,尽量减少阀门、法兰等释放源的数量
险区域,选择T4或者更低组别的设备。
采用焊接连接方式。
DCS易燃,同时还具有另一个重要特性一