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一、防爆电气如何进行选型?选型的原则是什么?
1. 对于防爆电气来说,其选型的正确性是保证爆炸危险环境安全的一个非常重要的环节。防爆电气的选型要充分考虑安装场所的安全性、适用性和经济合理性。下面拿一个防爆电气设备的防爆标志给大家举例说明防爆电气在特定场所的选型,因为防爆电气设备在该场所的选型,往往通过防爆电气设备标牌上的标志来确定。如:ExdIIAT3Gb,其含义如下:
(1)Ex:防爆标志(说明该电气设备是防爆电气)
(2)d: 隔爆型电气设备
(3)II: 气体环境使用的防爆电气
(4)A: 防爆电气的级别
(5)T3:防爆电气的温度组别
(6)Gb:防爆电气设备的保护级别(EPL)
2. 要想知道防爆电气各项构成代表的具体含义,我将逐项与各位老师、各位专家进行交流。
爆炸性环境用设备类别如下:
(1)I类:用于煤矿瓦斯气体环境
(2)II类:用于除煤矿瓦斯气体环境之外的其他爆炸性气体环境。
(3)III类:用于除煤矿之外的爆炸性粉尘环境。
爆炸性气体环境危险区域划分如下:
释放源:按可燃物质的释放频繁程度和持续时间分为连续级释放源、一级释放源、二级释放源
(1) 连续级释放源:对应0区(连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境)。举例如下:
-- 没有用惰性气体覆盖的固定顶盖贮罐中的可燃液体的表面;
-- 油、水分离器等直接与空间接触的可燃液体的表面;
-- 经常或长期向空间释放可燃气体或可燃液体的蒸气的排气孔和其他孔口。
(2) 一级释放源:对应是1区(可能周期性或偶尔释放的释放源)。举例如下:
-- 会释放可燃物质的泵、压缩机和阀门等的密封处;
-- 贮有可燃液体的容器上的排水口处、取样点、泄压阀、排气口;
(3)二级释放源:对应是2区(正常运行时不太可能出现爆炸性气体混合物的环境)举例如下:
-- 一般是指不可能出现可燃物质的一些法兰、安全阀和排气口,只有在事故状态下才可能出现爆炸性气体混合物。
爆炸性环境危险场所的区域划分与防爆电气设备的保护级别(EPL)是对应的。
爆炸性气体混合物分级如下:
爆炸性气体混合物应按其最大试验安全间隙(MESG)或最小点燃电流比(MICR)进行分级。具体分级情况如下:
(1)II类设备分类为:II A 类: 代表性气体是丙烷;II B 类: 代表性气体是乙烯;IIC 类:代表性气体是氢气和乙快。
-- 对于隔爆外壳“d”的设备,气体和蒸气按最大试验安全间隙(MESG)进行分级,分级的指标是通过最大试验安全间隙来确定的,比如IIC 类的试验间隙最小,说明其适用的爆炸环境越危险,越危险的环境选择防爆电气的相应级别就越高。所以IIC 类是最高的防护级别。
-- 对于由本质安全型“i”保护的电气设备,气体或蒸气按最小点燃电流与实验室用甲烷的最小点燃电流的比值(MICR)进行分级,用于控制点火能量,往往本质安全型是限制能量的一个指标。IIC 类最小点燃电流比是最小的一个比值,所以IIC 类是最高的防护等级。相对 IIA 类就是最低的防护级别 。
(2)Ill 类设备按照其使用的爆炸性粉尘环境的特性可分类为:Ill A 类: 可燃性飞絮;Ill B 类: 非导电性粉尘;Ill C 类: 导电性粉尘。导电性粉尘的相对危险性和防爆电气的防护级别是最高的。
爆炸性气体混合物组级如下:
(1)爆炸性气体混合物按引燃温度分组,温度组别分为六个等级,T1至 T6。对于气体环境来说,最危险的环境是需要安装防护组别最高的防爆电气。例如:硝酸乙酯爆炸危险环境应选择防护等级最高的T6组别的防爆电气设备,T6组别的气体爆炸危险环境引燃温度大于85°C,而防爆电气的外壳温度要小于85°C,这样才能保证防爆电气在爆炸危险场所具有持续运行的安全可靠性。
(2)再以汽油为例进行说明:车用汽油的温度组别是 T3,汽油使用环境选择防爆电气外壳表面温度不应大于200°C,所以T3至T6组别的防爆电气都可安装在汽油使用场所。
爆炸性环境内电气设备保护级别的选择如下:
(1)防爆电气设备保护级别(EPL)是根据设备成为引燃源的可能性和爆炸性气体环境及爆炸性粉尘环境所具有的不同特征而对设备规定的保护级别。
(2)防爆电气设备保护级别(EPL)与爆炸性环境危险场所的区域划分相对应。例如:防爆标志ExdIIAT3Gb中的“Gb”,就代表防爆电气设备的保护级别,通过以上防爆电气的标志,就可以确定该防爆电气可以安装在爆炸危险气体环境的1区和2区,不能安装在0区。通过防爆电气设备的标志及安装部位,就可以判断该防爆电气是否适用于该爆炸危区域。
3. 可燃性气体或蒸气爆炸性混合物如何分级、分组
可能有些企业的领导会问,防爆电气的级别和组别是怎么选的?我告诉大家在GB50058附录C中,几乎列出了所有防爆电气设备适用的环境温度组别和级别。所以我们在选择防爆电气时,要充分考虑安装环境使用可燃性气体或蒸气的危险特性,如果是单一物质,就直接根据这个表格中可燃性气体或蒸气的温度组别和级别来选择防爆电气设备;如果是可燃性气体或蒸气的混合物,我们要考虑混合物中占比最高且危险系数最高的可燃性气体或蒸气来选择该场所防爆电气的相应级别和组别。
二、可以不划分为爆炸危险区域的条件是什么?
大家都了解危险化学品,特别是易燃的危险化学品,如果不考虑量去谈其风险性,是不现实的。所以,什么环境可划分为非爆炸危险区大家一定要掌握。
1. 非爆炸危险区域:是指爆炸性混合物出现的数量不足以要求对电气设备的结构、安装和使用采取预防措施的区域。
2. 可划为非气体、蒸汽爆炸危险区域的条件:
(1)没有释放源且不可能有可燃物质侵入的区域;
(2)可燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限值的10%;
(3)在生产过程中使用明火的设备附近,或炽热部件的表面温度超过区域内可燃物质引燃温度的设备附近;
如:加热炉或者是有炽热表面设备的区域是不应该按爆炸危险区域去划分的。也就是说这个场所是不需要安装防爆电气设备的。为什么呢?有些企业的安全管理人员可能对此感到疑惑。我给大家解释一下,、明火设备或者是炽热表面设备点火能量远远大于电气设备的点火能量,如果在这种场所我们设置防爆电气设备,就等于是一种浪费的选择。因为明火和炽热表面是完全可以点燃这些爆炸性的危险蒸气或气体的,所以是没有必要设置防爆电气设备的。
(4)在生产装置区外,露天或开敞设置的输送可燃物质的架空管道地带,但其阀门处按具体情况确定。
例如:生产装置区设置在露天或者是敞开区域的输送可燃气体的一些管道,如果这些管道没有阀门、没有释放源、没有泄漏点,我们就不要把它设为爆炸危险区域。再有,生产场所的一些阀门或者法兰处是否设置为爆炸危险区,要根据其环境特点及使用情况确定。比如这个阀门是我们经常开启的,泄漏的可能性就比较大,这种情况要组织企业相关人员进行风险分析,如果分析确定它可能作为一个释放源,就要把它作为爆炸危险区域管理,并设置相应的防爆电气设备。
3.粉尘环境不划分为爆炸危险区域的条件
(1)装有良好除尘效果的除尘装置,当该除尘装置停车时,工艺机组能联锁停车;
例如:工艺设备在一个具有良好除尘效果的除尘器收集粉尘源的情况下,并且除尘器与工艺设备是连锁控制的,即工艺设备开机前除尘器先开机,一般提前十分钟;工艺设备关机后,除尘器还要运行一段时间,以保证有效去除环境中的可燃性粉尘。这种环境就按非粉尘爆炸危险区设置。
(2)设有为爆炸性粉尘环境服务,并用墙隔绝的送风机室,其通向爆炸性粉尘环境的风道设有能防止爆炸性粉尘混合物侵入的安全装置。
例如:设有粉尘爆炸危险环境的地方,如果用实体隔墙与送风机室彻底分开,并且送风管道穿过实体墙时采取有效的防粉尘封堵,防止了粉尘侵入送风机室,送风机室就没有了粉尘释放源,它也不作为粉尘的爆炸危险环境。
(3)区域内使用爆炸性粉尘的量不大,且产尘释放源在排风柜内或风罩下进行操作。就可以不划分为粉尘的爆炸危险区。
三、《危险化学品生产经营单位重大生产安全事故隐患判定标准》第十二条、爆炸危险场所未按国家标准安装使用防爆电气设备。所说的国家标准指的是哪些标准,哪些情况会判定为重大事故隐患?
《安全生产治本攻坚三年行动实施方案(2024-2026年)》当中很重要的一个目标,就是到2026年重大事故隐患要清零,所以消除重大事故隐患是当前工作的重点。《化工和危险化学品生产经营单重大事故判定标准》中,第12条明确指出,爆炸危险场所未按国家标准安装使用防爆电气设备的属于重大事故隐患。那么,这些国家标准都指的是哪些标准呢?这是企业必须学习和掌握的,以便厘清本企业在哪些方面存在不符合国家标准的事项,然后进行整改和消除重大隐患。
1.关于防爆电气设备的系列标准,我给大家介绍和分享一下
(1)安全标准:即安全行业标准
例如:AQ3009《危险场所电气防爆安全规范》。这个标准对防爆电气设备的安装、设置以及管理都提出了相要求。
(2)是工程标准
例如:GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》关于防爆电气设备的温度组别和级别,都是从GB50058的附表中选取的。所以,这个标准非常重要
GB50257《电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》 如到现场检查防爆电气设备的安装情况时,有时会发现防爆电气设备的型号和标牌选择是正确的,但在安装过程中却存在各种问题。这就说明我们在施工和验收环节出现了问题。因此,这个验收和施工标准,大家一定要重点学习,是查找隐患的一个很重要的关键标准。
(3)是用户标准
即GB3836《爆炸环境》系列标准,从GB3836.1到GB3836.36等。这个标准与国外标准对标度较高,大部分是依据IEC(国际电工委员会)的标准,并结合我国防爆电气设备的管理现状编写的,融合度非常高的一个标准。最近几年更新速度也比较快,每年都有更新的标准。所以,大家应该很好地学习这个标准。这个标准从试验方法、防爆电气设备的选型、安装等方面提出相关要求,对防爆电气设备的要求也非常全面、专业,是一个非常好的指导标准。
(4)爆炸预防和保护标准
其预防和保护的基本原则和方法来自于GB25285.1《爆炸性环境 爆炸预防和防护 第1部分:基本原则和方法》这个标准大家也要重点关注。
(5)防爆电气线路和设备的安装图集
《爆炸危险环境电气线路和电气设备安装》12D401-3-2012该图集适用于在生产、加工、处理、转运或贮存过程中出现或可能出现爆炸危险环境的新建、扩建和改建工程的爆炸危险环境电气线路和电气设备的设计、施工和验收。很多设计院对防爆电气设备的安装要求都是来自于这个图集。
希望企业能够掌握这些相关标准,这对于我们消除重大事故隐患或者现场排查隐患都是非常重要的。
我经常到现场检查企业的防爆电气设备,检查过程中会发现各种问题。有时我一说,企业就感到非常茫然,就是因为我们对标准、规范、安全准则的学习不到位,导致我们没有能力去发现施工过程或验收过程中防爆电气设备存在的问题。防爆电气设备对预防和控制火灾爆炸事故的发生至关重要。比如,火灾爆炸的三个要素是可燃气体、火源和氧气。空气中的氧气无处不在,很难隔绝。那么我们只能从隔绝点火源,即防爆电气设备合规性安装入手,对于阻断爆炸的传播或形成是一个非常重要的手段。因此,我们一定要掌握这些相关的标准。
2.关于重大事故隐患的判定准则,我给大家介绍一下
(1)爆炸危险场所使用非防爆电气设备
爆炸危险区域使用非防爆电气设备,是比较好判断的。防爆电气设备和非防爆电气设备最简单的区分方法就是看是否有 EX标志,是否有防爆合格证。
(2)爆炸危险场所使用的防爆电气设备防爆等级不符合标准要求
如:氢气环境未采用ⅡC级别的防爆电气;气体环境使用粉尘环境的防爆电气;
除外情形:
爆炸危险场所使用的防爆电气设备因缺少螺栓、缺少封堵等造成防爆功能暂时缺失的不判定为重大事故隐患。
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作者:程艳君 化工365编辑整理