浅议化工企业防爆厂房电气设计的安全措施

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摘 要：现代化工企业中，多数生产设备及装置的物料介质是具有爆炸、火灾危险的。因此化工企业与普通场所的电气设计相比，在电气安全方面有较高的要求。设计人员应根据爆炸危险场所的等级和危险介质的级别和组别，经济合理地选用适当的防爆电气设备或采取措施降低防爆等级。本文在分析引发化工企业爆炸因素的基础上，提出了在电气设计阶段提高电气防爆的安全措施。

关键词：化工企业 电气设计 安全措施

在化工企业生产过程中,由于使用大量挥发性有机物质,使工厂内的在其生产、加工和储运过程中不可避免的会出现爆炸性混合物或火灾危险物质，而电气设备和线路在运行过程中因过载、短路漏电、电火花或电弧等产生的火源常常是引起爆炸事故的原因之一。因此厂房的电气设计必须把防爆安全作为设计方案的首要因素来慎重对待，电气设计人员应充分研究和考虑各种影响安全的因素,提高化工企业防爆厂房的设计水平, 从而有效降低由于电气原因发生爆炸危险的概率。

一、爆炸危险环境的基本概念和诱发因素

1.爆炸危险环境的基本概念

爆炸危险环境指含有爆炸性混合物的环境，分为爆炸性气体环境和爆炸性粉尘环境。按爆炸性混合物出现的频繁程度和持续时间，将爆炸性气体环境划分为0、1、2区，爆炸性粉尘环境划分为10和11区。在化工企业中多为爆炸性气体环境，其中2区较为常见。

2.化工企业诱发爆炸的主要因素

2.1释放源

可释放出能形成爆炸性混合物的物质所在的位置或地点称为释放源。密闭容器和通道本身不视作释放源，当事故情况或在正常操作过程中产生易爆可燃物质外溢时，则被看作释放源。释放源应按易燃物质的释放频繁程度和持续时间的长短进行分级。

2.2点燃源

烟头、撞击火花、明火、化学反应热、热物体表面等都可以起到点燃作用，成为点燃源。而电气控制设备，如灯开关、磁力起动器等在分合过程中产生的电弧以及电气设备表面的热积累都是可能的点燃源。在电气设计中最重要的是要防止因电气设备导致点燃的问题。

2.3爆炸浓度

爆炸性气体、蒸气、粉尘等要与空气混合成一定比例，才能形成爆炸性混合物，这种比例称作爆炸浓度。当混合物浓度超过爆炸浓度上限或低于爆炸浓度下限时，都不能被点燃。释放源、点燃源和爆炸浓度构成了爆炸的三个基本条件，缺少其中任何一个条件时，均不能形成爆炸。因此，电气设计中的防爆措施应当从这三个方面来考虑。

二、电气防爆设计提高厂房安全的基本措施

1.把好电气设备选型关,使其不成为点燃源

为了防止电弧和电火花的外泄,降低电气设备表面温度,化工企业防爆厂房常选用隔爆型、增安型和正压型。如油表面充氮的变压器,冷却介质为非燃烧液体阿斯加拉(ASKarel)的变压器,使用气体绝缘气体的六氟化硫开关装置等。

另外设备选型选型前通常先要正确分析爆炸性气体混合物的分级分组及爆炸危险区域的分区。由工艺等专业设计人员提供各种可燃性危险物质明细表及其特性，如：可燃性物质的名称、化学成分、闪点、爆炸下限、气体或蒸气与空气的相对密度、点燃温度、级别与温度组别等，并提供各区域的释放源明细表，如释放源位置、释放源等级等，电气设计人员可根据上述条件及《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058―92中相关要求划分爆炸危险区域并选择相应的防爆电气设备。选用的防爆电气设备级别和组别，不应低于该爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。当存在有2种以上爆炸性气体混合物时，应按危险程度高的级别和组别选用防爆电气设备

2.防爆场所的有效通风降低有燃烧爆炸危险的物质的浓度，有效防止爆炸。

防爆场所的通风有三种方式:自然通风、一般人工通风和局部人工通风。自然通风由建筑专业设计考虑,而一般人工通风和局部人工通风则由通风专业考虑。

3.注重防爆厂房配线质量

防爆厂房内电气配线是很重要的一环，由于配线施工较为隐蔽，不容易检查，往往又成为最薄弱的环节，防爆设备如果没有正确的配线将会失去防爆的意义。化工企业防爆厂房内配电线路所用电缆或导线一般采用铜芯材质。当易燃物质比空气重时，电气线路应在较高处敷设或直接埋地，架空敷设采用电缆桥架。电缆沟敷设时沟内应填砂，并有排水措施。当易燃物质比空气轻时，电气线路在较低处敷设或采用电缆沟敷设。在爆炸危险场所中使用的电缆不能有中间接头。

按照我国《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50028-92)规定,与设备相联的长导管要隔一定距离密封一次,其目的是:①防止设备产生电火花并发生燃烧时,燃烧气体通过电气管道连通到另一个有爆炸性混合物的联接系统中。②防止爆炸混合物通过电气管道从危险区扩散到非危险区。此外在化工企业防爆厂房内,所有的电气管路应采用低压流体输送用镀锌焊接钢管。当采用管箍连接时,对直径25mm及以下的钢管,螺纹旋合不应少于5扣,对直径32mm锁紧螺母),钢管与电气设备的连接处宜采用挠性连接管。

4.静电接地对厂房内化工设备防爆、防电击作用明显。

在化工企业防爆厂房中,金属容器、管道、构架及操作平台很多。由于防爆的需要,电气管路大多为明设。这么多的管线长短不一,很容易形成不同的感应电位和静电电位。为了预防不同电位金属件之间的电荷释放而产生电火花,并防止用电设备对操作人员安全的危害,化工企业防爆厂房内一定要采取静电接地措施。防爆厂房内各工艺设备、管道(水管除外)、各种金属构件、电气设备正常不带电的金属外壳、工艺管道在建筑物的进出口处均应直接与静电接地干线做可靠的电气连接。

三、结语

化工企业因其工艺的特殊性，往往处于危险生产环境，因此电气设计人员应引起重视，熟悉有关的设计规范，掌握所选电气产品的性能。针对构成爆炸的基本条件,采取完整的防范措施,做到既经济又有效。化工企业防爆厂房的电气施工,必须按规范规定严格认真地进行,这也是保证工程达到设计防爆要求的重要环节。

参考文献：

[1]《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50028―92).

[2]《防止静电事故通用导则》 (GB50028―92).