化工企业爆炸危险环境的电气设计

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

褚宏愿

山东洪达化工有限公司 山东 菏泽 274700

摘要

化工行业也是推动国民经济加速发展进步的一条重要生产支柱,化工企业加强的企业安全标准化生产体系具有了十分积极重要意义的现实意义。而在化工企业高温爆炸工作环境状态下可靠的安全电气可靠性设计也是能够保证高温化工企业设备安全高效运行,保障企业人民生命财产运行安全有效的两个重要构成因素。


关键词

电气设计;爆炸危险;环境;安全

正文

化工企业发生爆炸或危险工作环境时的防爆电力系统安全设计必须要切实遵循安全以预防危害为主,人身伤亡和国家财产生命安全利益第一考虑的客观原则。设计方案应同时考虑到既要求能有保证的安全性能适用、技术上先进、经济和合理可行的总体设计总体要求,还包括应同时具有一些防范火灾危险事故的对策措施。

1爆炸危险区域划分

1.1爆炸危险区域等级的常规划分。

爆炸事故危险释放区域等级划分的常规区域划分主要是要根据事故释放源的危险等级而进行区域划分的:(1)事故连续危险释放源通常是仅指危险释放源短期的或者期限释放的,因此划分该释放区域通常为0区。(2)在系统正常的运行的过程中,只是偶尔的释放,或者只是周期性释放,这类地区作为1区。(3)第2区释放是指在正常使用情况条件下通常不会立即释放,只是会偶尔突然释放并且其释放的时间相对也都非常较短,这两类释放源通常称为第二级释放源。(4)多级释放源是指由有多重的释放源所组合而成多级的释放源,

1.2其他降低爆炸性环境中危险反应区域等级浓度的更有效技术措施。

第一,应尽力使两种产生爆炸后果的自然条件能同时交替出现爆炸的可能性尽量减损到其最小的程度,杜绝多级释放源的产生,如固定顶罐,杜绝其上部的空间和通风口向外界排放,采用惰性气体如氮气微正压保护法。第二,在正常操作时要尽量限制第一级释放源,例如,有些水泵可以释放可燃定性的物质,因此要这些水泵的密封处理就成为了第一级释放源,这就要求在选择是要以减少这些释放源为目的就行选择,采取那些全封闭形式的磁力泵。第三,工艺装置一般均宜于采取半全透露天式或全部分半敞开式结构的布置,这样可以有效加强通风。通过有效控制的方式保证暴露在背风区,通常被划分为非爆炸危险区域中的可燃易燃性材料中的一氧化碳最高排放浓度应不低于超过国家标准10%,也就是爆炸下限值。四,使用围堰,限制了爆炸性气体混合物中的气流传播,爆炸事故危险发生区域的警戒范围自然也因此就能迅速被进一步缩小。

1.3爆炸危险区域范围划分。

爆炸的危险区域范围的划分要以《爆炸和火灾危险环境电气装置设计规范》为准(GB500583-92)作为划分依据,不同种类的危险介质的密封设备,仪器仪表,通风条件,在实际生产操作过程是不相同的,如设计应要结合实际情况精心划分区域,才能做到安全性和经济性。特别注意的是,多数化工工程的变电室都是设置在车间附近,这样就必须确保其设在一个非防爆的安全区域内,变电室和生产之间的临近区域一般设计成一个面靠近,并且要安装防爆隔离墙和密闭窗来保变电室的安全,此外还要在通道的位置设置正压防爆横杆,这是一种非常经济和有效的方法。爆炸发生后,危险区划分,根据处理结果绘制的爆炸危险性区划图,作为电气设计基础。

2化工企业存在爆炸燃烧危险作业环境要求的电气设备选型。

近年来,防爆电器设计行业中研发制造的各种防爆型电气设备产品有好很多个种类,如隔爆型、正压型、增安型、充气型、无火花型等等。目前无火花型的防爆电气设备也被人们应用研究得已经比较深入广泛,其工作原理主要是保证设备在正常工作情况下杜绝电弧,火花和危险温度的产生,这也就降低了释放源产生的概率。无火花型防爆电气设备的绝缘材料与以往传统绝缘材料有所不同,使绝缘水平大大提升,有效避免热量堆积造成的温度过高,也起到了提高设备安全性,此外,这种新型的无火花型防爆电气设备还有相对结构比较简单,整体重量轻,这样在维修方面就相对比较方便,也正是由于无火花型防爆电气设备的这些优点,所以这类新型设备能够被广泛地使用。但是要值得注意的是,设备选型时应该采用完整性的原则,比如选择了隔爆型灯,相应配套的而开关就应该是隔爆型,而不能选择非防爆型的。防爆设备安装中出现的各种特殊防爆的标志和各种防爆的形式的确定也都是必须要的根据各种爆炸物品或者其他危险的爆炸气体介质等在其被强烈爆炸或者引燃破坏后才可能突然释放出去产生的那种巨大能量,还有被点燃时的最低温度以及在化工厂爆炸危险介质能够存在的时间长短来确定的。随机安装的电器应该与选择的电气设备应该是配套的,都应该是防爆的。如二合一的离心式干燥设备的随机安装红外线感应开关,这种小工具往往被疏忽了,而选择了非防爆的,然而这类错误是不允许出现在防爆区域内的。

3化工企业爆炸事故危险工作环境系统的防爆电气设计

3.1配线的敷设。

设备安全运行和所能被使用过的敷设施工线路一般是应该首先地选择和敷设在至少一个非易燃或防爆危险气体区域范围内,尽量多地选择一个具有一定危险性范围的或较小区域范围的安全施工的环境并同时注意要远离爆炸性释放源区域;对于电缆接头或焊接的钢管焊缝等可能在施工人员通过这些不同的危险区域时就会容易产生危险爆炸风险的危险区域如孔洞等则更应该选择先用防火非燃型材料等作为安全封堵用的防护材料;但如果所敷设架空的管道线路一定要严格选择在沿着其能用于输送的易燃性液体混合物区或含有其他的易燃及腐蚀性气体区域以外的架空管道线路一侧进行敷设,应先考虑尽可能要选择在沿着其本身具有的火灾危险的程度在最低的区域外的高架管道的一侧进行;敷设的高架线路中最大限度的有一个防火原则也即就是线路应当是尽量地要尽可能避免在一切地方可能会出现的如机械方面的损伤,振动,腐蚀以及在高温地方。若线路发生各种不可或避免之灾害时就更应该注意要在线路与其所周围地方要采取的一系列保证必要之安全距离的安全防火与保护的隔离防护措施,如发生在有严重爆炸或事故等危险事故的危险场所时就更应注意要严格限度地要禁止任何人对架空输配电线路设施进行的一切擅自或跨越,并且在要防止在任何有重大爆炸等事故之危险事故场所及其设施附近埋设架空输电线路时高度就应注意控制过高应注意保证所架设输电线路设施安全与无发生爆炸或事故的危险事故的场所边界距离要稍大于其直径1.5倍的杆塔的高度。

3.2配线的电气、机械性能要求。

于没有爆炸事故危险条件的恶劣环境试验中一般对电配线材料的各项电气、机械性能要求均比较苛刻严格,比如一般要求绝缘的电线护套和护套电缆芯所能独立承受负载的最高额定击穿电压一般必须是高于500V,且必须不超过低于电缆正常通电工作条件时额定的工作电压。正常绝缘工作试验时,中性导线护套的绝缘层内的导线额定绝缘电压至少应能与两相线绝缘层上的导体额定击穿电压大致相等,要能有厚度相同等级的合适的导线保护套。在第1试验区范围限内,宜换用优质铜芯电缆。在图2区示的温度范围内,宜选择用铜芯电缆。铝芯电缆通常应用于在需要具有至少一个可靠接地的安全措施如采用铜铝绝缘过渡接头等的一般情况条件下。铝绝缘芯线接头或电缆接头在实际连接安装时通常应该尽量少用金属焊接,在它与一般电气设备系统(照明灯具除外)之间连接良好时一般也就应该选择采取一个适当尺寸的绝缘过渡式接头。线路的敷设,一般的非特殊使用情况时,不需要应该要有一个中间的接头,但是当在使用特殊线路情况条件下施工时一旦出现没有了一个中间的接头,也就是必需的要安装有一个防爆的接线盒来临时作为一个分支或一个连接的施工场所。

3.3静电接地。

尽可能安全地用电在化工防爆与气体防爆的工业厂房实际使用工作中应尽可能注意不要直接地使用一些便携化的设备或一些可直接移动安装的防爆设备,因为钢套管之间由于轻微的机械地碰撞振动和局部化学介质摩擦,可能会因直接摩擦产生一些高压火花,使得有时它还会自动成为高压静电释放源。为了确保能够随时满足各种化工与防爆的厂房中的气体防爆使用需要,电力线道上大多都会被设定为明设。这么多规格的电力管道的长度也往往也是各种粗细的不同长度规格构成的,容易产生或形成对各种电压不同电压波长的相互感应作用的各种电压势与电势。化工企业防爆厂为了进一步严格和防止处在两个不同的工作电位带上运行的设备各种带电金属件导体电极之间的发生由于高温电弧所释放辐射出大量电荷而所造成产生极为强烈电火花的电火花现象以及为有效地防止带电人员操作或设备人员操作因为其误当操作而损坏其电气设备或本身电气设备而引起再次所收到电火花的静电危害,必须严格全面地采取了防静电的电气接地或隔离措施。

3.4电气设计注意事项。

(1)应合理选择控制的点燃源。在一般工作场所,机器的摩擦、碰撞烧出的火花引起的,化学反应热,丢弃的烟头,易燃,易气爆引起的爆炸性混合爆炸性气体等这些元素都往往能直接成为电气设备点燃源,因此,对于一般电气设备应该在电气设计施工过程设计中尽量充分的考虑到以上这些危险因素并采取措施加以适当控制。(2)要合理设置控制释放源。化学环境通常是较易发生的爆炸事故场所,因此一般可以选择根据爆炸释放源环境中有毒易触爆产物的浓度混合分级反应的出现频率规律和爆炸持续的时间长短不同而惊醒的分级方法处理。对具爆炸事故危险性较大的工业生产所用材料设备或操作工艺,最迫切的是要确保没有溢出,如果真的无法控制,如自动测量和分析设备在正常运行,必须释放易燃易爆物质,应该尽量以减少外溢量。

4结束语

化工企业电气设备应在其研发及设计阶段中药必须充分综合考虑已形成系统爆炸的各种外部条件,因地制宜,量力而行做到有效预防和控制。化工企业爆炸危险区域的电气设计不仅要严格按照与在现有的国家标准要求执行,并结合现场实际情况和工艺流程,环保的特点,形成最终设计文件,为企业的安全生产做好基础保障。

参考文献

[1]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册(第3版)[M].北京:中国电力出版社,2005.

[2]朱林根.注册电气工程师设计手册[M].北京:中国电力出版社,2005.

[3]爆炸性气体环境用电气设备GB3836.12)2000[S].

 


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