化工設(shè)計防爆電氣設(shè)備選型探討

1、化工設(shè)計防爆電氣設(shè)備選型探討 摘要：將化工企業(yè)生產(chǎn)區(qū)域進行合理劃分，確定最科學(xué)合理的防爆電氣設(shè)備，對于保證企業(yè)正常生產(chǎn)和人員的生命安全有著重要的意義。本文從爆炸形成條件和原理入手，對化工設(shè)計防爆電氣設(shè)備選型和爆炸危險環(huán)境劃分進行了詳細的論述，可供相關(guān)人員參考。 關(guān)鍵詞：石化企業(yè)；防爆電氣；設(shè)備選型 石油化企業(yè)生產(chǎn)所需要的介質(zhì)多具有易燃、易爆性質(zhì)，需要避免電氣設(shè)備運行過程中形成電火花，這就要求使用防爆電氣設(shè)備。防爆電氣設(shè)備的規(guī)格型號是否與使用環(huán)境相符，直接影響企業(yè)的安全生產(chǎn)和運行成本，需要在電氣設(shè)計過程中嚴(yán)格、詳細、準(zhǔn)確地對化工企業(yè)爆炸危險場所等級和介質(zhì)級別進行劃分，選擇技術(shù)經(jīng)濟性好的防爆電氣產(chǎn)

2、品，并結(jié)合建筑物防火等級進行輔助設(shè)計，做好空氣的通氣等，避免或減小火災(zāi)或爆炸對企業(yè)產(chǎn)生的破壞程度，是電氣設(shè)計時必須考慮的內(nèi)容，本文主要從化工設(shè)計防爆電氣選型進行探討。 1爆炸形成條件和原理 易燃易爆物質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)變速度很快，能量釋放過程中后會存高速的化學(xué)反應(yīng)，爆炸形成的沖擊波會對物品造成嚴(yán)重的損壞。爆炸形成需要存在易燃物質(zhì)，已經(jīng)與空氣進地混合，而且存在著火源，這三個條件必需同時存在。在正常工作條件下，故障形成的火花、熱效應(yīng)無法點燃介質(zhì)混合物，該種電氣線路被叫作本質(zhì)安全型電路，是一種重要的電氣防爆設(shè)備。而電氣設(shè)備在運行過程中，由于開路、觸點接觸等形成的電火花、熱效應(yīng)，該種類型的電氣設(shè)備可以將火花能量

3、控制在很低的范圍，無法將附近的易燃物質(zhì)引燃，這需要控制好電路工作電壓和電流，對電氣元件參數(shù)進行限制，并配置可以快速切除故障的電路，可以達到本質(zhì)安全性能。 2化工設(shè)計防爆電氣設(shè)備選型原則 爆炸危險區(qū)域內(nèi)需要安裝合理的防爆電氣設(shè)備，爆炸危險區(qū)域外可以安裝普通的電氣設(shè)備。防爆電氣設(shè)備的選用需要結(jié)合爆炸級別、危險區(qū)域相匹配，可以更好地保證化工生產(chǎn)安全。如果相同生產(chǎn)區(qū)域中存在兩種危險級不同的爆炸物質(zhì)，需要采用與爆炸等級相符的電氣防爆結(jié)構(gòu)。非危險區(qū)域中多有用普通型電氣設(shè)備，但在異常情況下也存在著一定的危險性，需要做好非危險區(qū)域的評估，避免發(fā)生更大的事情。防爆電氣結(jié)構(gòu)需要與危險區(qū)域相符，確定合理的防爆類型，

4、應(yīng)該結(jié)合爆炸危險器類型、區(qū)域危險程度等確定防爆類型。還應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件確定電氣設(shè)備的防爆性能，確定采用戶內(nèi)或戶外設(shè)備，戶內(nèi)的電氣設(shè)備運行溫度確定在40就可以滿足要求，而戶外電氣設(shè)備需要在經(jīng)受嚴(yán)寒酷暑、風(fēng)雪和腐蝕氣體等因素的影響。防爆電氣設(shè)備的選用還應(yīng)該考慮后續(xù)的維護保養(yǎng)，盡量選用結(jié)構(gòu)簡單又耐用的防爆結(jié)構(gòu)。還應(yīng)該考慮防爆電氣的經(jīng)濟效益、耗能和可靠性等方面。 3化工設(shè)計防爆電氣設(shè)備選型流程 受到化工企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的影響，很多電氣設(shè)備受到嚴(yán)重的腐蝕，一些生產(chǎn)設(shè)備無法持續(xù)運轉(zhuǎn)，控制開關(guān)由于腐蝕而產(chǎn)生漏電現(xiàn)象。供電電纜和架空線路也會受到腐蝕，避雷裝置和接地系統(tǒng)存在接觸不良現(xiàn)象，電氣設(shè)備的防爆性能降低。如果

5、電氣設(shè)備出現(xiàn)問題，可對化工企業(yè)生產(chǎn)帶來影響，嚴(yán)重情況下，會出現(xiàn)安全事故，直接對工作人員的生命安全造成威脅，需要在使用化工電氣過程中關(guān)注如下幾點問題：（1）了解電氣設(shè)備使用環(huán)境是否存在易燃易爆氣體、粉塵。不同爆炸介質(zhì)在電氣設(shè)備周圍，需要采取不同的防爆設(shè)計。針對防爆氣體進行設(shè)計，主要采用dBT4等類型的電氣設(shè)備。但粉塵介質(zhì)存在的生產(chǎn)場所，需要電氣設(shè)備擁有DP標(biāo)志，多用在爆炸10、11的生產(chǎn)區(qū)域。（2）爆炸性氣體生產(chǎn)區(qū)域可以劃分成A、B和C三個不同的等級，是根據(jù)爆炸性氣體進行劃分的，比如，氫氣、乙炔為C級，甲烷氣體為B，丙烷可以歸入A。（3）電氣設(shè)備附近爆炸性氣體或粉塵臨界溫度，是引起爆炸的最小溫度

6、。（4）防爆電氣的合理選型，當(dāng)化工企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中含有化學(xué)、機械等，需要嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范要求進行選型，外地對處于爆炸危險條件下必須要安裝防爆電氣裝置的，防爆條件又無法達到要求，需要加強生產(chǎn)區(qū)域通風(fēng)、減壓。很多化工企業(yè)在進行設(shè)計過程中，選用二類防爆電氣設(shè)備，多采用增安B型或隔爆B型電氣設(shè)備。（5)生產(chǎn)環(huán)境對防爆電氣設(shè)備的選型，需要結(jié)合周圍環(huán)境特點，考慮到化學(xué)、溫度等因素的影響。充分考慮到上述影響因素后，確定最合理的防爆電氣產(chǎn)品，針對安裝到爆炸危險區(qū)域的電氣設(shè)備，需要采取正壓通風(fēng)來降低爆炸氣體、粉塵的濃度，石油化工企業(yè)中，多利用類電氣設(shè)備，比如，采用B級T4組隔爆型設(shè)備。 4爆炸危險環(huán)境劃分的根據(jù) 為了

7、準(zhǔn)確地劃分爆炸物質(zhì)的危險性，需要先深入了解易燃易爆介質(zhì)的特點，還應(yīng)該掌握生產(chǎn)設(shè)備的作用，工程技術(shù)人員需要將介質(zhì)和電氣設(shè)備的安全性關(guān)聯(lián)起來，結(jié)合規(guī)范要求進行操作，從而可以使危險區(qū)域得到準(zhǔn)確的劃分，這就要求參照相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范要求，并考慮到可以產(chǎn)生的后果。需要在保證化工企業(yè)安全生產(chǎn)的前提下，防止將一些生產(chǎn)區(qū)域爆炸危險的區(qū)域進行不合理的提升，這樣會使得防爆性能提高而增加投資。易爆區(qū)域的劃分需要結(jié)合爆炸源特點，對爆炸環(huán)境進行評估，再分析該區(qū)域的通風(fēng)條件等影響因素，最后，合理確定該區(qū)域的等級。4.1尋找爆炸源石油化工企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備，例如，供水泵、儲罐等附近會存在著一些易爆物質(zhì)，對生產(chǎn)區(qū)域進行劃分時，需要明

8、確易爆物質(zhì)含量對危險等級進行劃分，主要存在著三種類型的爆炸源：（1）持續(xù)性爆炸源，根據(jù)化工企業(yè)生產(chǎn)需要，會保持該易燃物質(zhì)持續(xù)存在。例如，某些儲罐裝置的排氣口，油水分離器等部位，會由于介質(zhì)揮發(fā)等原因與空氣進行混合，從而產(chǎn)生可燃性介質(zhì)，如果存在能量源就會引起爆炸安全事故。（2）第一級爆炸源，該爆炸物質(zhì)有時出現(xiàn)在生產(chǎn)區(qū)域，有時不釋放到生產(chǎn)空間，是一種間斷性存在的物質(zhì)。例如，在生產(chǎn)設(shè)備正常運轉(zhuǎn)條件下，在密閉部位或采樣點會存在一些易燃物質(zhì)。（3)第二級爆炸源，電氣設(shè)備在運行時不會形成易爆物質(zhì)，可是會在特定的時間內(nèi)產(chǎn)生易爆物質(zhì)，這就是第二爆炸源，例如，在電氣設(shè)備運行時，某些泵類設(shè)備會形成易爆性物質(zhì)，但在生

9、產(chǎn)時會偶然在法蘭、排氣口等部位出現(xiàn)容易爆炸的物質(zhì)，但是，如果生產(chǎn)區(qū)域存在上述三種不同的爆炸源，這就是所謂的多級爆炸源。4.2爆炸場所的劃分需要結(jié)合爆炸場所易燃、易爆物質(zhì)數(shù)量多少進行劃分，劃分成0、1、2三個區(qū)。0區(qū)，是可以達到持續(xù)爆炸要求的區(qū)域，1區(qū)為具有一級爆炸源的場所，2區(qū)是具有二級爆炸源的場所。還應(yīng)該結(jié)合所在生產(chǎn)區(qū)域的通風(fēng)情況進行劃分，如果具有很好的通風(fēng)系統(tǒng)，可以將通風(fēng)等級相應(yīng)地降低，如果不具備良好通風(fēng)條件，則需要將區(qū)域按高危險等級進行劃分。石油化工生產(chǎn)過程中，很少存在0區(qū)的危險場所，2區(qū)危險場所卻比較多，需要在進行化工設(shè)計時盡量避免出現(xiàn)1區(qū)，可以對爆炸場所進行合理的規(guī)劃。在局部位置采用

10、機械通風(fēng)可以有效地使爆炸氣體濃度降低，在石油化工場區(qū)的死角、障礙物等部位，需要合理地提高爆炸危險區(qū)域等級。應(yīng)用墻或護堤等障礙物控制比重大氣體的擴散，將爆炸危險區(qū)域進行有效的限制。 5化工企業(yè)爆炸性氣體危險區(qū)域范圍 石油化工企業(yè)爆炸性氣體危險區(qū)域的劃分需要嚴(yán)格按照規(guī)范要求。根據(jù)釋放源級別和生產(chǎn)場所在廠區(qū)中的位置、易燃易爆物質(zhì)的性質(zhì)、可以達到何種通風(fēng)條件、是否存在障礙物等進行確定，還應(yīng)該結(jié)合生產(chǎn)需要和運行經(jīng)驗進行整體性考慮。在生產(chǎn)廠房內(nèi)部，可以采用廠房或車間劃分爆炸危險范圍，還應(yīng)該結(jié)合化工生產(chǎn)實際情況。如果廠房內(nèi)部空間比較大，而易燃易爆物質(zhì)量較小，需要根據(jù)空間確定爆炸危險范圍。如果生產(chǎn)廠房具有大于

11、空氣密度的易燃、易爆物質(zhì)，需要保證生產(chǎn)廠房通風(fēng)換氣次數(shù)不低于每小時2次，保證通風(fēng)換氣不會受到限制。如果廠房高度超過1米，應(yīng)該保證爆炸性氣體濃度低于該氣體爆炸下限值。如果廠房內(nèi)含有比空氣密度小的爆炸性氣體，需在保證廠房屋面1米以下，或最高點下面2米區(qū)間的爆炸性氣體混合物低于下限值。還應(yīng)該考慮廠房易燃物質(zhì)最大數(shù)量以每小時釋放量的三倍進行計算，可不考慮事故發(fā)生時的爆炸的釋放量。把與空氣相對密度小于0.75的氣體定義為輕于空氣的氣體，超過0.75爆炸性氣體定義為重于空氣氣體。如果易燃易爆物質(zhì)存在大量釋放的可能性，并將氣體釋放到15米以外的區(qū)域，需要將該區(qū)域定義為2區(qū)，如果液體生產(chǎn)物料操作溫度超過閃點，并存在著液體泄露的可能性，需要將爆炸危險區(qū)域合理地縮小。危險區(qū)域等級和范圍確定應(yīng)該按照規(guī)范要求，還應(yīng)該考慮到易燃物質(zhì)釋放量、釋放速率、氣體密度、爆炸下限等，還結(jié)合石油化工企業(yè)地形特點和氣候條件進行確定。但實際的化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，采用的生產(chǎn)工藝、電氣儀表、通風(fēng)裝置等方式不同，在化工設(shè)計過程中需要根據(jù)具體情況來確定，方可以將爆炸危險區(qū)域進行劃分，可以為危險區(qū)域電氣設(shè)備選型提供