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石化企业爆炸危险区域的划分及防爆电气设备的选型

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发表于 2017-9-18 08:11:38 |显示全部楼层
 在生产、使用、储存易燃易爆物品场所,为了达到防火防爆目的,确保安全生产,除了采取措施消除易燃易爆气体、蒸汽的泄漏和粉尘飞扬外,控制火源也是十分必要的安全措施,其中在生产、使用化学危险品的工厂企业进行合理的爆炸危险环境区域划分和防爆电气设备选型是一个关键的问题。我国和其他工业国家一样制定了火灾、爆炸危险环境范围划分和电气设备设计规范和规程,对火灾、爆炸危险环境的区域划分、电气设备选型有了科学的依据。1爆炸危险区域的划分如果对于一个炼油厂或其中的一个装置,由于它的原料、产品有易燃性物质,就把整个厂区或装置都认定为爆炸危险场所,是极不经济的,显然也是不合理的。
  易燃性物质的出现形成了一个潜在的爆炸性环境。所谓潜在的,就意味着它们并不是时刻出现的,有的出现频率高,有的出现频率低。
  在这种情况下,就存在危险性大的场所和危险性小的场所。因此,就有必要对这些危险场所进行的“场所分类”。分类的目的就在于运用统计学的原理,按照场所中气体环境出现的频率和存在时间的长短,将场所的危险程度分类,以便按照危险区域类型采用不同的防爆措施。
  1.1查找和确定危险源工作场所中,只有可燃性气体、蒸气或薄雾与空气形成可燃气体混合物,才能存在爆炸性气体环境,因此,必须确定有关场所内是否存在可燃性物质。在化工生产企业中,每个化工操作单元的设备中(如罐、泵、管道、容器等),在其内部存在能形成可燃性气体环境的物料,就应视为释放源,其可能形成危险场所;如果该设备中含有可燃性物料,但不会向环境中释放(如全部焊接的管道等),则不可视为释放源,其同样不会形成危险场所。在场所分类中,首先应按易燃物质的释放频繁程度和持续时间长短确定释放源的等级。根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范92)规定共分为三级:1.1.1连续级释放源预计长期释放或短时频繁释放的释放源。
  类似下列情况的,可划为连续级释放源:没有用惰性气体覆盖的固定顶盖贮罐中的易燃液体的表面;油、水分离器等直接与空间接触的易燃液体的表面;经常或长期向空间释放易燃气体或易燃液体的蒸气的自由排气孔和其它孔口。
  1.1.2第一级释放源预计正常运行时周期或偶尔释放的释放源。类似下列情况的,可划为第一级释放源:在正常运行时会释放易燃物质的泵、压缩机和阀门等的密封处;在正常运行时,会向空间释放易燃物质,安装在贮有易燃液体的容器上的排水系统;正常运行时会向空间释放易燃物质的取样点。
  1.1.3第二级释放源预计在正常运行下不会释放,即使释放也仅是偶尔短时释放的释放源。类似下列情况的,可划为第二级释放源:正常运行时不能出现释放易燃物质的泵、压缩机和阀门的密封处;正常运行时不能释放易燃物质的法兰、连接件和管道接头;正常运行时不能向空间释放易燃物质的安全阀、排气孔和其它孔口处;正常运行时不能向空间释放易燃物质的取样点。
  1.1.4多级释放源由上述两种或三种级别释放源组成的释放源,称为多级释放源。
  1.2爆炸危险区域的划分爆炸危险区域的划分是根据爆炸性混合物出现的频繁程度和持续时间确定的,根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范首先根据爆炸危险区域划分条件图和释放源的等级划分爆炸危险区域:存在连续级释放源的区域可划为0区;存在第一级释放源的区域可划为1区;存在第二级释放源的区域可划为2区。
  其次应根据通风条件调整区域划分:当通风良好时,应降低爆炸危险区域等级;当通风不良时应提高爆炸危险区域等级;局部机械通风在降低爆炸性气体混合物浓度方面比自然通风和一般机械通风更为有效时,可采用局部机械通风降低爆炸危险区域等级;在障碍物、凹坑和死角处,应局部提高爆炸危险区域等级;利用堤或墙等障碍物,限制比空气重的爆炸性气体混合物的扩散,可缩小爆炸危险区域的范围。
  在生产装置中0区是极个别的,大多数属于2区,在设计中划分爆炸危险区域时,应采取合理措施尽量减少1区。
  2爆炸性气体环境危险区域的范围爆炸性气体环境危险区域的范围应按根据2.1爆炸危险区域的范围应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,经技术经济比较综合确定。
  2.2建筑物内部,宜以厂房为单位划定爆炸危险区域的范围,但也应根据生产的具体情况,当厂房内空间大,释放源释放的易燃物质量少时,可按厂房内部分空间划定爆炸危险的区域范围,并应符合下列规定:2.2.1当厂房内具有比空气重的易燃物质时,厂房内通风换气次数不应少于2次/h,且换气不受阻碍;厂房地面上高度1m以内容积的空气与释放至厂房内的易燃物质所形成的爆炸性气体混合浓度应小于爆炸下限。
  2.2.2当厂房内具有比空气轻的易燃物质时,厂房平屋顶平面以下1m高度内,或圆顶、斜顶的最高点以下2m高度内的容积的空气与释放至厂房内的易燃物质所形成的爆炸性气体混合物的浓度应小于爆炸下限。
  上面介绍的情况在实际应用过程中还要注思:释放至厂房内的易燃物质的的最大量应按1h释放量的3倍计算,但不包括由于灾难性事故引起破裂时的释放量;相对密度小于或等于0.75的爆炸性气体规定为轻于空气的气体;相对密度大于0.75的爆炸性气体规定为重于空气的气体。
  2.2.3当易燃物质可能大量释放并扩散到15m以外时,爆炸危险区域的范围应划分附加2区。
  2.2.4在物料操作温度高于可燃液体闪点的情况下,可燃液体可能泄露时,其爆炸危险区域的范围可适当缩小。
  确定爆炸危险区域的等级和范围宜符合有关规范的规定,并应根据易燃物质的释放量、气体或蒸气的释放速率(释放源的几何形状、释放速度、浓度、可燃性液体的挥发性、液体温度、闪点)释放气体或蒸气的相对密度、爆炸下限、以及当地气候和地形等条件,结合实践经验确定。
  这些量的增加与减少都与爆炸危险区域范围的大小有直接的关系。因这些量界定的因素较复杂。所以上述所列的影响范围大小的参数,只是采用了IEC(国际电工委员会)规定,而该规定迄今为止只是一个原则性规定,无具体尺寸可遵循。由于实际生产装置的工艺、设备、仪表、通风布置等条件各不相同,在具体设计中均需结合实际情况妥善选择,才能确保安全。在爆炸危险区域划分后,应对其结果画出“爆炸危险区域划分图”,作为在该区域范围内的电气设备的选型依据。
  3爆炸性气体环境电气设备选型的原则爆炸危险区域范围,是指在正常情况下爆炸危险浓度可能形成的区域范围,而不是指事故波及的范围。在这个区域范围内,应安装相应的防爆炸电气设备;爆炸危险区域范围外,可以安装非防爆炸型的电气设备。但是不能以这个范围作业能不能使用明火或其他火源为依据,因为电气设备与其他着火源还是有区别的。
  选择防爆电气设备必须遵循下列原则。
  3.1设备选型原则选择防爆电气设备必须与爆炸性混合物的危险程度相适应。
  所谓爆炸性混合物的危险程度是指爆炸性混合物的传爆级别、点燃温度的组别而言。选用的防爆电气设备必须与爆炸性混合物的传爆级别、组别、危险区域的级别相适应,否则就不能保证安全。此外,如同一区域内存在两种以上不同危险等级的爆炸性物质时,必须选择与危险程度最高的爆炸等级及自然温度等级相适应的防爆结构。
  在非危险区域中,一般都是选用普通的电气设备,但是,装有爆炸性物质的容器置于非危险区域时,在异常的情况下,亦存在危险的可能性。比如,或因容器腐蚀溢出危险性物质,或因运转工人误操作释放危险性物质,或因异常反应形成高温高压,使装置、容器受到破坏而泄漏出爆炸性物质等。因此,必须考虑发生意外危险的可能性。
  3.2选择合适的防爆类型选择防爆结构必须适用于危险区域。什么性质的危险区域就必须采用什么样的防爆结构。防爆性能是因结构的不而不同,故必须根据爆炸性物质的种类,设备的种类、安装场所的危险程度等选择相适应的防爆类型。
  3.3适应于环境条件本文章提到的防爆性能都以标准环境作为基本条件。防爆设备有“户内使用”与“户外使用”之分。户内使用的设备用于户外,环境温度为40丈就不合适了。户外使用的设备要适应露天环境,要求采取防日晒、雨淋和风砂等措施。
  另外,也有些设备在有腐蚀性或有毒环境、高温、高压或低温环境中使用,而在选用防爆设备时,应考虑适应这些特殊环境的特殊要求。
  3.4要便于维修防爆电气设备使用期间的维护和保养极为重要。选择防爆电气设备的结构越简单越好,同时注意管理方便,维修时间短,费用少,还要做好备品和备件的正常储存。
  3.5要注意经济效益选用防爆电气设备,不仅要考虑购销价格,同时还要对电气设备的可靠性、寿命、运转费用、耗能及维修等作全面的分析平衡,以选择最经济合适的防爆电气设备。
  4结束语在可形成爆炸危险区域的环境内,除了要注重爆炸危险区域的划分、防爆电气设备的选型等内容,还有很多其他方面的要求,如防雷设施的设计安装、静电防护设备的设计与安装等特殊因素。于此同时,爆炸性粉尘环境的危险区域划分、防爆电气设备的选型同样不容忽视。文中所述内容纯属本人对规范的一些理解,希望能为生产企业爆炸危险区域划分及防爆电气设备选型的提供。
  持证带薪顶岗“高技能人才培养模式及其与之相适应的基于工作过程系统化的开放式课程体系,开发出具有职业特色的”化工机械安装施工“、”化工生产装置维修“课程,建成可对外服务的实训环境,取得显著成效,本专业将进一步以就业为导向,以服务吉林省石化行业生产、建设为宗旨,针对化工机械安装维修岗位应用型高技能人才培养,探索培养化工设备安装维修技师层次人才的课程内容、教学条件、教学方法及组织模式。

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