爆炸性環(huán)境電氣設(shè)計知識全套全套

爆炸性環(huán)境電氣設(shè)計知識全套全套總則我國目前防爆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分為，基礎(chǔ)類標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品制造類標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。以下基于應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058-2014，（以下簡稱“爆規(guī)”）,歸納總結(jié)爆炸性環(huán)境電氣設(shè)計。爆炸性環(huán)境設(shè)備分類（GB3836.2010）:用于煤礦瓦斯氣體環(huán)境的I類設(shè)備（爆規(guī)不適用）；用于煤礦瓦斯氣體以外的其他爆炸性氣體環(huán)境的II類設(shè)備；用于粉塵環(huán)境的（含煤塵的爆炸性粉塵環(huán)境及工業(yè)用其他爆炸性粉塵和纖維環(huán)境）為III類設(shè)備。EPL是指根據(jù)設(shè)備成為點燃源的可能性高低和爆炸性氣體環(huán)境、爆炸性粉塵環(huán)境及煤礦甲烷爆炸性環(huán)境所具有的不同特殊性,而對設(shè)備規(guī)定的保護(hù)級別。爆炸性氣體環(huán)境:在大氣條件下,氣體或蒸氣可燃物質(zhì)與空氣的混合物引燃后，能夠保持燃燒自行傳播的環(huán)境。爆炸性粉塵環(huán)境:在大氣環(huán)境條件下,可燃性粉塵與空氣形成的混合物被點燃后，能夠保持燃燒自行傳播的環(huán)境。注：本文中涉及規(guī)范條款原文，均以灰底色示出。確定是否為爆炸性環(huán)境廠房、倉庫，建規(guī)對其生產(chǎn)的火災(zāi)危險性及儲存物品的火災(zāi)危險性分為甲，乙、丙、丁、戊類，對應(yīng)于其爆炸危險性基本如下：甲——基本屬于爆炸危險環(huán)境乙——有些是爆炸危險環(huán)境，有些則不是丙——劃為非爆炸危險環(huán)境（特殊環(huán)境除外）丁——（難燃、利用燃料生產(chǎn)或?qū)Σ蝗疾牧线M(jìn)行加工）非爆炸危險環(huán)境戊——（常溫下：不燃）非爆炸危險環(huán)境是否需要防爆，主要看其閃點是否低于或等于環(huán)境溫度，環(huán)境溫度可選用最熱月平均最高溫度，亦可利用采暖通風(fēng)專業(yè)的“工作地帶溫度”或根據(jù)相似地區(qū)同類型的生產(chǎn)環(huán)境的實測數(shù)據(jù)加以確定。除特殊情況外，一般可取45℃。常見典型場所1、柴油發(fā)電機(jī)房，國產(chǎn)16種規(guī)格的柴油閃點除-35號是50度外，其它都是是60度及以上，只有火災(zāi)風(fēng)險沒有爆炸風(fēng)險，不屬于爆炸危險區(qū)。（GB50058-2014出臺之后，取消了火災(zāi)危險性場所章節(jié)，目前仍未見新規(guī)范補(bǔ)充此部分內(nèi)容，所以，對于此類火災(zāi)危險性場所，國家規(guī)范目前為空白，設(shè)計時可酌情參照92版爆規(guī)設(shè)計）2、燃?xì)忮仩t房，當(dāng)有工藝專業(yè)介入，由其確定，大多數(shù)情況，需設(shè)計院自行判定，此時，一般劃分為2區(qū)（由于明火設(shè)備附近按非危險區(qū)考慮，而管道和接頭處還是按防爆區(qū)域考慮，嚴(yán)格來說應(yīng)為部分2區(qū)），（一般情況下，明火設(shè)備如鍋爐采用平衡通風(fēng)，即引風(fēng)機(jī)抽吸煙氣的量略大于送風(fēng)機(jī)的風(fēng)和煤燃燒所產(chǎn)生的煙氣量，這樣就能保持鍋爐爐膛負(fù)壓，可燃性物質(zhì)不能擴(kuò)散至設(shè)備附近與空氣形成爆炸性混合物。因此明火設(shè)備附近按照非危險區(qū)考慮，包括鍋爐本身所含有的儀表等設(shè)施。）；燃?xì)忮仩t間裝設(shè)防爆照明燈（GB50028-2006（2020年版）《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》第10.2.21條第4款），并應(yīng)裝設(shè)可燃?xì)怏w探測器,并與事故排風(fēng)機(jī)以及進(jìn)氣閥門連鎖。（GB50028-2006（2020年版）《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》第10.8.2條4款）3、燃?xì)庹{(diào)壓間，劃分為2區(qū)。4、調(diào)漆間/儲漆間，由于油漆溶劑中多數(shù)是汽油、乙醚等極易揮發(fā)的物質(zhì)，是否防爆要看揮發(fā)溶劑的閃點，一般可劃分為1/2區(qū)，同時應(yīng)設(shè)有毒氣體檢測裝置（二甲苯），及氣體滅火系統(tǒng)等。5、一些非可燃性氣體，如氯氣，為密度比空氣大的有毒氣體，易液化能溶于水，是活潑的非金屬單質(zhì)，為強(qiáng)氧化劑氣體，雖然危險，但它們非GB50058范圍，沒有爆炸分區(qū)，執(zhí)行專門的項目規(guī)范，如GB11984-2008《氯氣安全規(guī)程》等。6、甲類固體，比如金屬鈉，為常溫下受到水或空氣中水蒸汽的作用能產(chǎn)生可燃?xì)怏w并引起燃燒或爆炸的物質(zhì)，同樣雖然都很危險，也是沒有爆炸分區(qū)的。7、建筑專業(yè)對鍋爐房采取相應(yīng)的防爆措施（比如泄壓方向和泄壓面積），不意味著鍋爐房就屬于電氣爆炸危險環(huán)境，如電鍋爐、燃煤鍋爐等等。8、散裝糧食平房倉等為爆炸性粉塵環(huán)境，民用院不常接觸，暫不贅述。9、汽車加油加氣加氫站設(shè)計，詳《汽車加油加氣加氫站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB50156-2021，站內(nèi)的典型設(shè)備的防爆區(qū)域劃分詳其附錄C。爆炸分區(qū)怎么畫1、首先確定車間、倉庫里面危險物料種類。（主要是確定該氣體的密度是否大于空氣，絕大多數(shù)是比空氣重的。）2、釋放源的等級，一般按照二級釋放源即可。3、危險區(qū)域劃分原則：△對煉油裝置、石油化工廠，在加工過程中，化工設(shè)備連續(xù)處理高速、高溫、高壓的液體或蒸氣，以釋放源起15m劃分范圍?！鲗Ω邠]發(fā)性物質(zhì)（具有低沸點，當(dāng)散發(fā)到大氣后，它們迅速地吸收熱量，從而形成在一般情況下密度高于空氣的大量冷氣體，尤其是在地坪或地坪附近釋放時，如果空氣流動無助于擴(kuò)散，這種較重的氣體會沿地坪傳播很遠(yuǎn)的距離）如乙烯、丙烯、乙烷、丙烷、丁烷等有可能大量釋放處時，爆炸危險區(qū)域范圍應(yīng)劃分附加2區(qū)，即在2區(qū)外再劃出15m，附加2區(qū)距離地面標(biāo)高0.6m?！髟谖锪喜僮鳒囟雀哂诳扇家后w閃點（≥60℃）的情況下，可燃液體可能泄漏時，其爆炸危險區(qū)域的范圍可適當(dāng)縮小，但不宜小于4.5m?！鲗Ψ蠂鴺?biāo)《GB3836.14》（等同IEC60079-10）附錄C條件的內(nèi)容，可按附錄C危險場所劃分舉例進(jìn)行劃分。△當(dāng)可燃物質(zhì)輕于空氣時，爆炸危險區(qū)域的范圍尺寸，按4.5m劃分。4、多數(shù)情況是，無工藝專業(yè)介入，需設(shè)計院自行判定，無法確定釋放源，此時常規(guī)做法是從建筑的門窗洞口開始往外擴(kuò)15m，高度范圍是地坪至建筑上方3m的高度，比如建筑高度是5m，那么爆炸分區(qū)的高度就是8m。5、關(guān)于0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)：1)除了封閉的空間，如密閉的容器、儲油罐等內(nèi)部氣體空間，很少存在0區(qū)。在生產(chǎn)中0區(qū)是極個別的，大多數(shù)情況屬于2區(qū)。在設(shè)計時應(yīng)采取合理措施盡量減少1區(qū)。2)結(jié)合規(guī)范3.2.5.1當(dāng)通風(fēng)良好時，可降低爆炸危險區(qū)域等級。即：室內(nèi)當(dāng)通風(fēng)良好時（要求通風(fēng)專業(yè)把本建筑做成“通風(fēng)良好”），劃為2區(qū)。3)室外亦劃為2區(qū)。4)地坪下的坑、溝為是1區(qū)。5)

附錄B第21條“對工藝設(shè)備容積不大于95m3、壓力不大于3.5MPa、流量不大于38L/s的生產(chǎn)裝置，且為第二級釋放源，按照生產(chǎn)的實踐經(jīng)驗，爆炸危險區(qū)域的范圍劃分以釋放源為中心，半徑為4.5m的范圍內(nèi)可劃為2區(qū)。對于新建項目，建議仍然按“可燃物質(zhì)重于空氣、通風(fēng)良好且為第二級釋放源的主要生產(chǎn)裝置區(qū),以釋放源為中心，半徑為15m，高度為7.5m的范圍內(nèi)可劃為2區(qū)”，如對總平面布置影響很大，又滿足上述條款，可按4.5米。6)不可開啟的密閉固定窗加警示標(biāo)志時，可以視作實體墻（GB50074石油庫設(shè)計規(guī)范，14.1.4）6、當(dāng)可燃物質(zhì)輕于空氣時，常見的如甲烷、氫氣，從門窗口往外擴(kuò)4.5m，高度范圍同上，也是從地坪至建筑頂部3m。7、如果氣體分子質(zhì)量跟空氣差不多，如一氧化碳、甲醇等，按比空氣重來處理，從門窗往外擴(kuò)15m來畫。注1：爆炸危險區(qū)域劃分應(yīng)由懂得生產(chǎn)工藝加工介質(zhì)性能、設(shè)備和工藝性能的專業(yè)人員和安全、電氣等工程技術(shù)人員共同商議完成。工藝專業(yè)人員負(fù)責(zé)提出介質(zhì)性能、操作和環(huán)境條件、釋放源等級和位置等內(nèi)容，由電氣專業(yè)人員負(fù)責(zé)繪制危險區(qū)域劃分圖。注2：關(guān)于重于空氣和輕于空氣的氣體或蒸氣的定義原《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058-92規(guī)定，相對密度小于等于0.75的爆炸性氣體定為輕于空氣，大于0.75的爆炸性氣體定為重于空氣?！侗ㄎｋU環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058-2014中調(diào)整為，相對密度小于0.8的氣體或蒸氣為輕于空氣。相對密度大于1.2的氣體或蒸氣為重于空氣?！獥l文解釋中，對于相對密度在0.8~1.2之間的氣體或蒸氣應(yīng)酌情考慮。如何考慮沒有說，無法確定時，建議往上靠，按大的范圍設(shè)計。例如：一氧化碳、乙烯、甲醇、甲胺、乙烷、乙炔等在工程設(shè)計中相對密度視為比空氣重的物質(zhì)。設(shè)備防爆等級的選擇爆炸性環(huán)境用電設(shè)備及其應(yīng)用詳細(xì)技術(shù)要求，可參閱GB/T3836系列，以下簡述兩種爆炸性環(huán)境常規(guī)設(shè)計。另：電氣設(shè)備很少有本質(zhì)安全型，主要為儀表和弱電設(shè)備，其設(shè)備和線路按廠商要求進(jìn)行安裝即可。目前主要應(yīng)用的電氣防爆型式及其應(yīng)用范圍如下：（一）爆炸性氣體環(huán)境1、電氣設(shè)備保護(hù)級別（EPL）：依前文所述，一般為Gb(適用于1區(qū)、2區(qū))2、防爆結(jié)構(gòu)：Gb對應(yīng)有隔爆型d、增安型e、本安型ib。一般電機(jī)、開關(guān)選擇隔爆型，儀表選擇隔爆型或者本安型。（本安型就是本質(zhì)就是安全的，它的能量不足以點燃可燃?xì)怏w;隔爆型是用隔爆箱把元器件直接隔開，如果氣體滲透到里面，即使發(fā)生爆炸也會只在外殼內(nèi)部爆炸，不會影響到外面;增安型只是元器件采取措施防止產(chǎn)生點火源。隔爆型比增安型更安全，當(dāng)然也更貴，綜合考慮供貨周期、價格等因素，隔爆型相對使用廣泛，實際中兩者都在用，設(shè)計時可按需選用）3、防爆等級：爆炸性氣體混合物的級別按照最大試驗安全間隙或最小點燃電流分為ⅡA、ⅡB、ⅡC；按引燃溫度由高到低分組為：T1、T2、T3、T4、T5、T6。絕大多數(shù)的氣體采用ⅡBT4即可，是最常規(guī)的防爆電機(jī)。只有少數(shù)氣體，高于這個等級。高于ⅡBT4氣體有：氫氣、乙炔、水煤氣、二硫化碳、硝酸乙酯（附錄C第151-155條）。如果涉及以上幾種氣體的，按照附錄c的要求寫，如二硫化碳，為ⅡCT5（該電機(jī)不易采購，價格高）。4、舉例，一個乙醇環(huán)境的防爆選型，爆炸分區(qū)為2區(qū)，附錄C第44條乙醇，防爆等級ⅡAT2，由于ⅡAT2市場上很少，且防爆要求低于ⅡBT4，所以你選擇的設(shè)備防爆等級為ExdⅡBT4Gb。其中Ex：防爆d：隔爆型ⅡBT4：防爆等級Gb：適用于1區(qū)和2區(qū)。（二）爆炸性粉塵環(huán)境1、電氣設(shè)備保護(hù)級別：根據(jù)爆炸性危險區(qū)域劃分的20、21、22區(qū)，在表5.2.2-1找到對應(yīng)的設(shè)備保護(hù)級別（EPL）。2、根據(jù)設(shè)備保護(hù)級別（EPL）在表5.2.2-2中找相應(yīng)的防爆結(jié)構(gòu)形式。tD為外殼保護(hù)型；iaD、ibD為本質(zhì)安全型；maD、mbD為澆封型：pD為正壓型。如20區(qū)，對應(yīng)的設(shè)備保護(hù)級別（EPL）是Da，則選用的防爆結(jié)構(gòu)形式可以是本質(zhì)安全型、澆封型、外殼保護(hù)型三種之一，但不能是正壓型。21、22區(qū)則可以選本質(zhì)安全型、外殼保護(hù)型、澆封型、正壓保護(hù)型中的任一種。3、防爆等級：應(yīng)用于爆炸性粉塵環(huán)境的電氣設(shè)備，直接標(biāo)出設(shè)備的最高表面溫度，不再劃分溫度組別。例如，用于具有導(dǎo)電性粉塵的爆炸性粉塵環(huán)境ⅢC等級“ia”(EPLDa)電氣設(shè)備，最高表面溫度低于120℃的表示方法為ExiaⅢCT120℃Da或ExiaⅢCT120℃IP20。Ⅲ類電氣設(shè)備的最高允許表面溫度是由相關(guān)粉塵的最低點燃溫度減去安全裕度確定。對粉塵云和厚度不大于5mm的粉塵層中的“tD”防爆形式進(jìn)行試驗時，采用A型，對其他所有防爆形式和12．5mm厚度中的“tD”防爆形式采用B型。當(dāng)裝置的粉塵層厚度大于上述給出值時，根據(jù)粉塵層厚度和使用物料的所有特性確定其最高表面溫度。△已知粉塵5mm厚時的引燃溫度T5mm：設(shè)備最高溫度Tmax=T5mm-75℃△已知粉塵12.5mm厚時的引燃溫度T12.5mm：設(shè)備最高溫度Tmax=T12.5mm-25℃△已知粉塵云的引燃溫度TCL：設(shè)備最高溫度Tmax=TCL×2/3如果知道2個及以上參數(shù)，分別計算后取最低的溫度（三）舉例設(shè)備安裝及管線敷設(shè)要求依據(jù)爆規(guī)第5章節(jié)要求設(shè)計，以下為重點關(guān)注條款。1、油浸型設(shè)備應(yīng)在沒有振動、不傾斜和固定安裝的條件下采用。2、粉塵環(huán)境中安裝的插座開口的一面應(yīng)朝下，且與垂直面的角度不應(yīng)大于60°。3、低壓電力、照明線路的中性線與相線應(yīng)在同一護(hù)套或保護(hù)管內(nèi)敷設(shè)。4、在爆炸危險區(qū)內(nèi)，除在配電盤、接線箱或采用金屬導(dǎo)管配線系統(tǒng)內(nèi)，無護(hù)套的電線不應(yīng)作為供配電線路。5、除本質(zhì)安全型設(shè)備的線路的電路外，在爆炸性環(huán)境內(nèi)的鋼管配線時，鋼管螺紋旋合不應(yīng)少于5扣。6、為防腐蝕，鋼管連接的螺紋部分應(yīng)涂以鉛油或磷化膏。在可能凝結(jié)冷凝水的地方，管線上應(yīng)裝設(shè)排除冷凝水的密封接頭。7、在爆炸粉塵環(huán)境，電纜應(yīng)沿粉塵不易堆積并且易于粉塵清除的位置敷設(shè)。8、敷設(shè)電氣線路的溝道、電纜橋架或?qū)Ч?，所穿過的不同區(qū)域之間墻或樓板處的孔洞應(yīng)采用非燃性材料嚴(yán)密堵塞。注：本文所述“鋼管”均指符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《低壓流體輸送用焊接鋼管》GB/T3091的產(chǎn)品，鍍層為熱鍍鋅；一般情況下，爆炸性環(huán)境中均為明敷管線（除本質(zhì)安全型設(shè)備的線路外）。爆炸性環(huán)境的接地設(shè)計1、爆炸性氣體環(huán)境中應(yīng)設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)，所有裸露的裝置外部可導(dǎo)電部件應(yīng)進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)。2、在爆炸危險環(huán)境內(nèi)，設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分應(yīng)可靠接地。爆炸性環(huán)境1區(qū)、20區(qū)、21區(qū)內(nèi)的所有設(shè)備以及爆炸性環(huán)境2區(qū)、22區(qū)內(nèi)除照明燈具以外的其他設(shè)備應(yīng)采用專用的接地線。該接地線若與相線敷設(shè)在同一保護(hù)管內(nèi)時，應(yīng)具有與相線相等的絕緣。此時爆炸性環(huán)境的金屬管線、電纜的金屬包皮等，只能作為輔助接地線。3、在爆炸危險區(qū)域不同方向，接地干線應(yīng)不少于兩處與接地體連接。4、設(shè)備的接地裝置與防止直接雷擊的獨立避雷針的接地裝置應(yīng)分開設(shè)置，與裝設(shè)在建筑物上防止直接雷擊的避雷針的接地裝置可合并設(shè)置，與防雷電感應(yīng)的接地裝置亦可合并設(shè)置。接地電阻值取其最低值。5、爆炸性環(huán)境中為避免接觸點處產(chǎn)生靜電，引發(fā)電弧，加工、儲存、運(yùn)輸可燃?xì)怏w、易燃液體和粉體的金屬工藝設(shè)備、容器和管道都應(yīng)做防靜電接地。防靜電接地一般與其它接地系統(tǒng)共用接地。常規(guī)做法為采用40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼，對不能保持良好電氣接觸的法蘭裝置、管箍彎頭和管道閥門等管道連接處采用跨接，跨接線采用能保證機(jī)械強(qiáng)度的鋼絞線、熱鍍鋅圓鋼或銅編織線，當(dāng)管道內(nèi)的介質(zhì)腐蝕性較強(qiáng)時，采用不銹鋼材質(zhì)。防雷設(shè)計1、經(jīng)常遇到的問題是過度設(shè)計，設(shè)計人依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010，第3章內(nèi)容，判定具有爆炸危險場所的建筑物，均劃分為一類或二類防雷建筑物。實則不然，我們來看第4.5.1條，原文如下：4.5.1當(dāng)一座防雷建筑物中兼有第一、二、三類防雷建筑物時，其防雷分類和防雷措施宜符合下列規(guī)定：1當(dāng)?shù)谝活惙览捉ㄖ锊糠值拿娣e占建筑物總面積的30％及以上時，該建筑物宜確定為第一類防雷建筑物。2當(dāng)?shù)谝活惙览捉ㄖ锊糠值拿娣e占建筑物總面積的30％以下，且第二類防雷建筑物部分的面積占建筑物總面積的30％及以上時，或當(dāng)這兩部分防雷建筑物的面積均小于建筑物總面積的30％，但其面積之和又大于30％時，該建筑物宜確定為第二類防雷建筑物。但對第一類防雷建筑物部分的防閃電感應(yīng)和防閃電電涌侵入，應(yīng)采取第一類防雷建筑物的保護(hù)措施。3當(dāng)?shù)谝?、二類防雷建筑物部分的面積之和小于建筑物總面積的30％，且不可能遭直接雷擊時，該建筑物可確定為第三類防雷建筑物；但對第一、二類防雷建筑物部分的防閃電感應(yīng)和防閃電電涌侵入，應(yīng)采取各自類別的保護(hù)措施；當(dāng)可能遭直接雷擊時，宜按各自類別采取防雷措施。由此，結(jié)論顯而易見，無需贅述。2、對于突出屋面的排放爆炸危險氣體、蒸氣