淺談爆炸性氣體環境危險區域的劃分
摘 要：本(ben)文是筆(bi)者在工作過程中的(de)(de)一些(xie)體會和經驗，以(yi)化工設計中的(de)(de)案(an)例，探討(tao)爆炸性氣體環境(jing)危險(xian)區(qu)域劃分的(de)(de)問題。
關(guan)鍵詞：工程(cheng)設計;危(wei)險區域劃分;釋放源
一、 引言
眾所周知，石油(you)化工企業(ye)生(sheng)產(chan)(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)用到的(de)(de)(de)原材料(liao)，或(huo)最終生(sheng)產(chan)(chan)出來的(de)(de)(de)產(chan)(chan)品，很多都(dou)是(shi)(shi)(shi)危(wei)(wei)險(xian)易燃物(wu)(wu)質。當這(zhe)些危(wei)(wei)險(xian)易燃物(wu)(wu)質泄漏到空氣中(zhong)(zhong)，其(qi)(qi)蒸氣與空氣混合形成(cheng)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)性氣體混合物(wu)(wu)，其(qi)(qi)濃度(du)在(zai)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)極限以(yi)(yi)內時(shi)，存在(zai)足以(yi)(yi)點燃爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)性氣體混合物(wu)(wu)的(de)(de)(de)火花、電弧或(huo)高(gao)溫，就會爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)，產(chan)(chan)生(sheng)安全(quan)事故，造(zao)成(cheng)人員(yuan)傷(shang)亡(wang)和(he)財產(chan)(chan)的(de)(de)(de)巨大(da)(da)損(sun)失。所以(yi)(yi)，石油(you)化工的(de)(de)(de)防(fang)(fang)(fang)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)安全(quan)就成(cheng)為(wei)企業(ye)的(de)(de)(de)頭等大(da)(da)事。為(wei)了防(fang)(fang)(fang)患于未然(ran)，需在(zai)工程(cheng)設(she)(she)計(ji)中(zhong)(zhong)采取(qu)相應的(de)(de)(de)措施(shi)。工程(cheng)設(she)(she)計(ji)上采用的(de)(de)(de)防(fang)(fang)(fang)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)安全(quan)措施(shi)一(yi)般分為(wei)兩類(lei)。第(di)一(yi)類(lei)稱為(wei)一(yi)次防(fang)(fang)(fang)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)措施(shi)，如建筑物(wu)(wu)的(de)(de)(de)防(fang)(fang)(fang)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)設(she)(she)計(ji)，通風設(she)(she)施(shi)等。第(di)二類(lei)稱為(wei)二次防(fang)(fang)(fang)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)措施(shi)，如選用防(fang)(fang)(fang)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)的(de)(de)(de)設(she)(she)備(bei)等。采用這(zhe)些措施(shi)，不管是(shi)(shi)(shi)建筑物(wu)(wu)的(de)(de)(de)防(fang)(fang)(fang)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)，還(huan)是(shi)(shi)(shi)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)防(fang)(fang)(fang)爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)，投資成(cheng)本都(dou)較正(zheng)(zheng)常情況下的(de)(de)(de)高(gao)，并且這(zhe)些地(di)(di)方和(he)設(she)(she)備(bei)在(zai)日后的(de)(de)(de)運行和(he)維(wei)修維(wei)護(hu)時(shi)，都(dou)較正(zheng)(zheng)常情況下的(de)(de)(de)難度(du)大(da)(da)。只有在(zai)工程(cheng)設(she)(she)計(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)合理正(zheng)(zheng)確地(di)(di)劃分爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)危(wei)(wei)險(xian)區域，才能(neng)有效地(di)(di)防(fang)(fang)(fang)止爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)條件(jian)形成(cheng)和(he)減(jian)輕爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)危(wei)(wei)害(hai)程(cheng)度(du);才能(neng)正(zheng)(zheng)確地(di)(di)選擇設(she)(she)備(bei)，防(fang)(fang)(fang)止爆(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)。
二、 爆炸性氣體環境危險區(qu)域的(de)劃分
1. 爆炸性(xing)氣體環境危險區(qu)域的(de)工藝條件
一般情況，爆(bao)炸危險區(qu)域(yu)劃分圖都是根據工藝專業提(ti)出的爆(bao)炸危險區(qu)域(yu)劃分條件，并由電氣(qi)設(she)計(ji)人員根據相關(guan)的標(biao)準規(gui)范繪制的。所以為了(le)能(neng)夠在(zai)設(she)計(ji)過程中(zhong)合理正確地劃分爆(bao)炸危險區(qu)域(yu)，工藝專業所提(ti)的條件必須詳細和(he)準確。
1) 釋放源
釋(shi)放(fang)源必須根(gen)據易燃物質(zhi)的(de)性質(zhi)、通風條件、障礙物及生產條件、運行經驗等明(ming)確規(gui)定。只有(you)準確確定釋(shi)放(fang)源，才能完整地(di)繪(hui)制爆炸危險區(qu)(qu)域(yu)(yu)，不至(zhi)于(yu)漏掉必須繪(hui)制的(de)區(qu)(qu)域(yu)(yu)，從而出現安全隱患;或者多(duo)繪(hui)制不必要的(de)區(qu)(qu)域(yu)(yu)，從而導(dao)致在(zai)做一次防爆措施和二次防爆措施時(shi)，增加了(le)投資成本。
2) 釋放源的位置
必須正(zheng)確(que)區分這些泄露點，才(cai)能有(you)助于(yu)設(she)計(ji)人員快速正(zheng)確(que)地繪制爆(bao)炸(zha)(zha)危險區域劃分圖。同(tong)樣，如果漏畫釋放(fang)源(yuan)，則(ze)爆(bao)炸(zha)(zha)危險區域就(jiu)會(hui)變小，或不完整，從(cong)而存(cun)在安(an)全隱患，隨時都(dou)有(you)爆(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)可能;如果多畫釋放(fang)源(yuan)，則(ze)爆(bao)炸(zha)(zha)危險區域就(jiu)會(hui)變大，會(hui)使得一(yi)二次防爆(bao)措施投(tou)資(zi)成本的(de)(de)增(zeng)加，如建筑面積(ji)的(de)(de)增(zeng)大、設(she)備防爆(bao)要求的(de)(de)提高等等。
2. 爆炸(zha)性氣體(ti)環境危險區域劃分
爆炸危險區域的(de)劃分是(shi)按照(zhao)釋(shi)放源(yuan)級別和通風條(tiao)件(jian)確定的(de)，規(gui)定如下(xia)。
1) 首(shou)先按釋放源的級別劃(hua)分區域(yu)：
A. 存在連續級(ji)釋放源的區域可劃為(wei)0區。
B. 存在第一級釋放(fang)源的區域可劃為1區。
C. 存(cun)在第二級釋放源的區域可劃為2區。
在工藝生產(chan)裝置區域內，爆炸危(wei)險(xian)區域大多(duo)(duo)數劃(hua)分為2區，只有在易燃物質可能大量釋放并擴散到15m的情況下(xia)，爆炸危(wei)險(xian)區域的范(fan)圍才劃(hua)分多(duo)(duo)附加2區。
2) 其次根據通風條件(jian)調整(zheng)區域劃分：
A. 當(dang)通風良好(hao)時，應(ying)降低爆(bao)炸(zha)危險區(qu)域等(deng)級;當(dang)通風不良時應(ying)提高(gao)爆(bao)炸(zha)危險區(qu)域等(deng)級。
B. 局部機(ji)械通(tong)風在降低爆(bao)炸(zha)氣(qi)體混合物濃度方面比自然通(tong)風和一般機(ji)械通(tong)風更(geng)為有效(xiao)時，可采用局部機(ji)械通(tong)風降低爆(bao)炸(zha)危險區域等級。這里只是(shi)針對爆(bao)炸(zha)性(xing)(xing)氣(qi)體環境的，如果是(shi)爆(bao)炸(zha)性(xing)(xing)粉塵環境，則不同(tong)。
C. 在障礙物、凹坑(keng)和(he)死角處，應(ying)局部(bu)提高(gao)爆炸(zha)危險(xian)區域(yu)等級。
D. 利(li)用堤或墻(qiang)等(deng)障礙(ai)物(wu)，限制比空氣重的(de)爆炸(zha)性氣體混合物(wu)的(de)擴散，可縮(suo)小爆炸(zha)危險區域的(de)范圍。
爆炸危險(xian)區(qu)域的(de)劃分中，在生(sheng)產中0區(qu)是極個別的(de)，大多數情況(kuang)屬(shu)于2區(qu)。在設計時(shi)應采取(qu)合理措施盡量減少1區(qu)。
爆炸危險(xian)區(qu)域的劃分應該按照《爆炸和(he)(he)火(huo)災危險(xian)環境(jing)電力(li)裝置設(she)計規范》GB50058-92的第(di)2.3.3條(tiao)～第(di)2.3.17條(tiao)中典型示例的規定(ding)，并應根據易燃物質的物理(li)化學特(te)性和(he)(he)工藝生(sheng)產過程的工藝情況，結合實踐經驗確定(ding)。
三、 工(gong)程案例
某精細化工項目(mu)，共有四個生產系(xi)(xi)列裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)，分(fen)別是二乙苯胺系(xi)(xi)列裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)、吡唑(zuo)酮系(xi)(xi)列裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)、苯胺黑(hei)系(xi)(xi)列裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)、酸性中性染料系(xi)(xi)列裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)。在這項目(mu)里，就出(chu)現了上述的(de)一些問題，如釋放源的(de)確(que)定、釋放源的(de)位置(zhi)(zhi)(zhi)等等，所以造成在繪制(zhi)爆(bao)炸(zha)危險區(qu)域劃分(fen)圖的(de)過程中，設計(ji)人員(yuan)無(wu)法準確(que)地繪制(zhi)爆(bao)炸(zha)危險區(qu)域，或繪制(zhi)出(chu)的(de)爆(bao)炸(zha)危險區(qu)域不合(he)理。
1. 釋放源(yuan)不明確(que)
二(er)乙苯(ben)(ben)胺(an)系(xi)列裝(zhuang)置和(he)苯(ben)(ben)胺(an)黑系(xi)列裝(zhuang)置中，生(sheng)產(chan)過程(cheng)中都有(you)(you)用到易燃物質苯(ben)(ben)胺(an)。在確定(ding)釋(shi)放(fang)源時，這兩(liang)個系(xi)列裝(zhuang)置沒(mei)(mei)有(you)(you)統一(yi)。最初，二(er)乙苯(ben)(ben)胺(an)系(xi)列裝(zhuang)置的苯(ben)(ben)胺(an)上(shang)料和(he)卸料泵、苯(ben)(ben)胺(an)儲罐(guan)等(deng)都沒(mei)(mei)有(you)(you)確定(ding)為(wei)釋(shi)放(fang)源;而在苯(ben)(ben)胺(an)黑系(xi)列裝(zhuang)置中也(ye)就只把苯(ben)(ben)胺(an)上(shang)料泵及(ji)其儲罐(guan)確定(ding)為(wei)釋(shi)放(fang)源，但生(sheng)產(chan)過程(cheng)中的有(you)(you)苯(ben)(ben)胺(an)進出的蒸餾接(jie)受器卻沒(mei)(mei)有(you)(you)定(ding)義(yi)為(wei)釋(shi)放(fang)源。這樣沒(mei)(mei)有(you)(you)統一(yi)確定(ding)釋(shi)放(fang)源，就使得同一(yi)生(sheng)產(chan)廠區里面，對于同一(yi)物質在不同系(xi)列裝(zhuang)置的爆炸(zha)危險(xian)區域(yu)劃(hua)分(fen)就不相同，繪(hui)制(zhi)(zhi)出來的區域(yu)劃(hua)分(fen)圖就不合(he)理，應該繪(hui)制(zhi)(zhi)的危險(xian)區域(yu)沒(mei)(mei)有(you)(you)畫出，把沒(mei)(mei)有(you)(you)危險(xian)的區域(yu)畫為(wei)危險(xian)區域(yu)。
2. 釋放源位置(zhi)不(bu)明確從而(er)導(dao)致繪制區域(yu)不(bu)合理
由于沒有(you)具(ju)體的(de)釋放(fang)(fang)源(yuan)點，則設(she)計人員很(hen)難按(an)(an)照相關標準(zhun)規范(fan)來繪(hui)(hui)(hui)制(zhi)爆(bao)(bao)炸危險區(qu)域(yu)(yu)。如果按(an)(an)照整個釜(fu)(fu)面來繪(hui)(hui)(hui)制(zhi)爆(bao)(bao)炸危險區(qu)域(yu)(yu)劃(hua)分圖，則區(qu)域(yu)(yu)范(fan)圍的(de)半(ban)徑為釜(fu)(fu)面的(de)半(ban)徑加上15m或(huo)(huo)7.5米等等，這樣(yang)(yang)就會沒有(you)針(zhen)對(dui)性，從而(er)把(ba)危險區(qu)域(yu)(yu)放(fang)(fang)大(da)了(le)(le)，最終(zhong)導致投(tou)資成(cheng)本(ben)的(de)增加。所以有(you)必要把(ba)釋放(fang)(fang)源(yuan)的(de)具(ju)體位置(zhi)明(ming)確(que)出來。對(dui)于這種情(qing)況，只有(you)根據實踐(jian)經驗，確(que)定反應釜(fu)(fu)或(huo)(huo)緩沖(chong)槽最邊緣(yuan)的(de)出入(ru)口(kou)為釋放(fang)(fang)源(yuan)點，這樣(yang)(yang)才能正確(que)地(di)繪(hui)(hui)(hui)制(zhi)爆(bao)(bao)炸危險區(qu)域(yu)(yu)，不至于減小或(huo)(huo)放(fang)(fang)大(da)了(le)(le)危險區(qu)域(yu)(yu)，存在(zai)不安全因素或(huo)(huo)增加投(tou)資成(cheng)本(ben)。
四、 結束語
正確地劃分(fen)爆炸危險區域(yu)，才能選擇(ze)正確的(de)設計方(fang)案，合理(li)地選擇(ze)防(fang)爆設備，從而保證進行安全(quan)生(sheng)產，預(yu)防(fang)危險事故發生(sheng)。本文是筆者在工作(zuo)過(guo)程中的(de)一些體會(hui)和(he)對(dui)規范的(de)一些理(li)解(jie)，如有不當之處，請各位專家批(pi)評指(zhi)正。
參考文獻
1 楊有啟(qi)、鈕英建編著，電氣安全(quan)工程，北京：首都(dou)經(jing)濟貿易(yi)大學(xue)出版社。
2 程志剛主編(bian)，新編(bian)電氣工(gong)程師手冊(ce)，安(an)(an)徽：安(an)(an)徽文化音(yin)像出版社。
3 周(zhou)忠元(yuan)、陳桂(gui)琴編，化工安全技術(shu)與管理(第二版)，北(bei)京：化學工業出版社。
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