燃气锅炉房电气防爆设计的安全措施讨论

【摘 要】本文论述了产生爆炸的三个基本因素，并从燃气锅炉房的角度阐述了在电气设计中提高防爆安全的基本措施。

【关键词】基本因素；爆炸极限；爆炸危险区域；电气设计

1、造成爆炸的三个基本因素

1.1释放源

可释放出能形成爆炸性物质所在的位置或地点称之为释放源。密闭容器和通道本身不视为释放源，当事故情况或在正常操作过程中产生易爆可燃物质外泄时，则被看作释放源。释放源应按照易燃物的释放频率和持续时间的长短进行分级。对于有爆炸危险的物质，最重要的是努力保证不发生外泄。

然而，这种外泄是不可避免的，如自动仪表、自动分析表计和阀门等等。因此，在设计中，必须考虑电气设备在这种环境中长期正常工作的设备防爆问题。

1.2点燃源

明火、火花、化学反应热和热物体表面等都可以起到点燃作用，成为点燃源。而电气设备，如开关、刀闸、磁力起动器等分和过程中产生的电弧以及电气设备表面的热积累都有可能成为点燃源。在电气设计中最主要的就是要防止因电气设备导致点燃的为题。

1.3爆炸浓度

爆炸性气体与空气混合成一定比例，才能形成爆炸性混合物。这种比例称之为爆炸浓度。当混合物的浓度超过爆炸浓度的上限或低于爆炸浓度的下限时，都不会发生爆炸。在上限与下限的危险区域之间；特别是下限，由于低于下限的混合物经过积累，随时都有可能达到爆炸浓度下限而被点燃。因此，在燃气锅炉房的设计中注意对爆炸混合物浓度的检测，并加强室内通风。

释放源、点燃源和爆炸浓度时产生爆炸的三个基本条件，缺一不可。因此在燃气锅炉房内，电气设计的防爆措施应从这三个方面来考虑。

2、电气设计中提高防爆安全的措施

2.1规划设备选型，避免成为点燃源。

防止电弧及电火花的外泄，降低电气设备的表面温度，在爆炸性气体环境中，按照有关规范、标准和规定，正确选用合适的防爆电器，是保证安全生产、防止爆炸和火灾发生的重要措施。防爆电器的基本保护措施就是运用新型材料，提高绝缘等级，加强设备散热，从设备的设计和制造水平上提高本身的安全性。按类型分为隔爆型、增安型 、本质安全型、正压型、充油型、充砂型、无火花型、特殊型。主要品种有防爆转换开关及刀开关、防爆空气自动开关、工厂用防爆磁力起动器、防爆控制按钮、防爆操作柱、防爆行程开关、防爆插销、防爆接线箱、防爆接线盒、防爆管件及密封材料、防爆电磁铁及防爆电磁阀等。

选择防爆电器，必须对设备所在场所进行分区。根据国标《锅炉房设计规范》GB50041-1992，电气部分第13.2.2条中：燃油调压间、燃油泵房、煤粉制备间、碎煤机间和运煤走廊等有爆炸和火灾危险场所等级的划分，必须符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的有关规定。陕西某焦化厂尾气的相对密度为：1.1，参照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92，第2.3.1条注2：相对密度大于0.75的爆炸性气体规定为重于空气的气体；参照第2.3.3条爆炸危险区域划分，在封闭建筑物内，对于易燃气体重于空气、通风良好且为第二级释放源的生产装置区，即锅炉房及有天然气管线进出的房间内为2区[指在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境]。

根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006，第3.1.1条，锅炉房是利用焦化厂尾气作为燃料，进行燃烧作其它用的生产。由于焦化厂尾气的爆炸下限为11.7%，大于10%，属于乙类生产火灾危险性。依据第3.1.1条3项条文解释，“乙类”第1项：只有少数可燃气体额爆炸下限大于10%，在空气中较难达到爆炸浓度，所以将爆炸下限大于10%的气体划分为乙类。但任何一种可燃气体的火灾危险性不仅与其爆炸下限有关，而且还与其爆炸极限范围值、点火能量、混合气体的相对湿度等有关，使用时应多加注意。同时依据第3.1.1条3项条文解释，“丁类”第2项：虽然利用气体、燃料或固体为燃料进行燃烧，是明火生产，但均在固定设备内燃烧，不易造成火灾。虽然也有一些爆炸事故，但一般多属于物理性爆炸，如锅炉房、石灰焙烧、高炉车间等的生产。

上述两个规范的对比看出，利用焦化厂尾气生产的燃气锅炉房，由于焦化厂尾气的爆炸下限为11.7%，大于10%，因此在实际运行中，应该划分为爆炸2区。

在确定分区以后，根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92对于各分区内电气设备防爆等级的要求，严谨、细致的选择符合国家现行标准的防爆电气设备。并在满足工艺生产及安全的前提下，应减少防爆电气设备的数量。

2.2加强通风，降低有燃烧爆炸危险气体的浓度

防止爆炸性气体混合物的形成，或降低爆炸性气体混合物的浓度，宜采取以下措施：

A、工艺装置采用露天或敞开式布置；

B、设置机械通风装置

C、在爆炸危险环境内设置正压室；

D、对区域内易形成和积聚爆炸性气体混合物的地点设置自动测量仪器装置，当气体浓度接近爆炸下限值的50%时。应能可靠的发出信号或切断电源。

防爆场所的通风一般有两种方式：自然通风、机械通风。自然通风由建筑专业设计考虑。机械通风由暖通专业设计考虑。

在燃气锅炉房内设计可燃气体浓度报警装置和火灾报警装置。可燃气体浓度报警装置按照可燃气体爆炸下限20%设置报警点，其控制过程如下：

2.3注意爆炸性气体环境电气线路设计和沟道封堵

防爆区域内电缆及其导线的设计是十分重要的一个环节。除了从电缆型号上选用阻燃或者防爆电缆之外，由于电缆断开点及其绝缘老化问题，电缆通道和电缆穿管的密封不好，是电缆成为防爆设计各环节中最薄弱的环节。

在防爆区域电气设计中最常见的缺陷就是电缆通道的密封问题。根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92的规定，当可燃气体比空气重时，电缆线路应在较高出敷设或直接埋地。架空敷设时宜采用电缆桥架；电缆沟敷设时应充砂，并宜设置排水设施。敷设电气线路的沟道、电缆桥架火舌钢管，所穿过的不同区域之间墙或楼板处的孔洞，应采用防火材料严密封堵。

由于在电气设计中不注明密封标识，甚至不注明密封要求。在现场施工中容易遗漏。使电气防爆的可靠性大大降低。因此，在此部分电气设计中，必须严格执行《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92中第2.5.12条的要求，并认真在施工中实施。

3、总结

燃气锅炉房的电气设计，要针对构成爆炸的三个基本因素采用完整的防范措施，做到既经济又有效防止爆炸发生。在燃气锅炉房的电气施工中，必须按照规范严格认真的进行施工，从根本上达到工程设计的防爆要求。危机族的安全运行打好坚实的基础。