淺談爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域的劃分
摘 要:本文是筆者在工作過程中的一些體會和經(jīng)驗,以化工設(shè)計中的案例,探討爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域劃分的問題。
關(guān)鍵詞:工程設(shè)計;危險區(qū)域劃分;釋放源
一、 引言
眾所周知,石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程中用到的原材料,或最終生產(chǎn)出來的產(chǎn)品,很多都是危險易燃物質(zhì)。當這些危險易燃物質(zhì)泄漏到空氣中,其蒸氣與空氣混合形成爆炸性氣體混合物,其濃度在爆炸極限以內(nèi)時,存在足以點燃爆炸性氣體混合物的火花、電弧或高溫,就會爆炸,產(chǎn)生安全事故,造成人員傷亡和財產(chǎn)的巨大損失。所以,石油化工的防爆安全就成為企業(yè)的頭等大事。為了防患于未然,需在工程設(shè)計中采取相應(yīng)的措施。工程設(shè)計上采用的防爆安全措施一般分為兩類。第一類稱為一次防爆措施,如建筑物的防爆設(shè)計,通風(fēng)設(shè)施等。第二類稱為二次防爆措施,如選用防爆的設(shè)備等。采用這些措施,不管是建筑物的防爆,還是設(shè)備的防爆,投資成本都較正常情況下的高,并且這些地方和設(shè)備在日后的運行和維修維護時,都較正常情況下的難度大。只有在工程設(shè)計過程中合理正確地劃分爆炸危險區(qū)域,才能有效地防止爆炸條件形成和減輕爆炸的危害程度;才能正確地選擇設(shè)備,防止爆炸的產(chǎn)生。
二、 爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域的劃分
1. 爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域的工藝條件
一般情況,爆炸危險區(qū)域劃分圖都是根據(jù)工藝專業(yè)提出的爆炸危險區(qū)域劃分條件,并由電氣設(shè)計人員根據(jù)相關(guān)的標準規(guī)范繪制的。所以為了能夠在設(shè)計過程中合理正確地劃分爆炸危險區(qū)域,工藝專業(yè)所提的條件必須詳細和準確。
1) 釋放源
釋放源必須根據(jù)易燃物質(zhì)的性質(zhì)、通風(fēng)條件、障礙物及生產(chǎn)條件、運行經(jīng)驗等明確規(guī)定。只有準確確定釋放源,才能完整地繪制爆炸危險區(qū)域,不至于漏掉必須繪制的區(qū)域,從而出現(xiàn)安全隱患;或者多繪制不必要的區(qū)域,從而導(dǎo)致在做一次防爆措施和二次防爆措施時,增加了投資成本。
2) 釋放源的位置
必須正確區(qū)分這些泄露點,才能有助于設(shè)計人員快速正確地繪制爆炸危險區(qū)域劃分圖。同樣,如果漏畫釋放源,則爆炸危險區(qū)域就會變小,或不完整,從而存在安全隱患,隨時都有爆炸的可能;如果多畫釋放源,則爆炸危險區(qū)域就會變大,會使得一二次防爆措施投資成本的增加,如建筑面積的增大、設(shè)備防爆要求的提高等等。
2. 爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域劃分
爆炸危險區(qū)域的劃分是按照釋放源級別和通風(fēng)條件確定的,規(guī)定如下。
1) 首先按釋放源的級別劃分區(qū)域:
A. 存在連續(xù)級釋放源的區(qū)域可劃為0區(qū)。
B. 存在第一級釋放源的區(qū)域可劃為1區(qū)。
C. 存在第二級釋放源的區(qū)域可劃為2區(qū)。
在工藝生產(chǎn)裝置區(qū)域內(nèi),爆炸危險區(qū)域大多數(shù)劃分為2區(qū),只有在易燃物質(zhì)可能大量釋放并擴散到15m的情況下,爆炸危險區(qū)域的范圍才劃分多附加2區(qū)。
2) 其次根據(jù)通風(fēng)條件調(diào)整區(qū)域劃分:
A. 當通風(fēng)良好時,應(yīng)降低爆炸危險區(qū)域等級;當通風(fēng)不良時應(yīng)提高爆炸危險區(qū)域等級。
B. 局部機械通風(fēng)在降低爆炸氣體混合物濃度方面比自然通風(fēng)和一般機械通風(fēng)更為有效時,可采用局部機械通風(fēng)降低爆炸危險區(qū)域等級。這里只是針對爆炸性氣體環(huán)境的,如果是爆炸性粉塵環(huán)境,則不同。
C. 在障礙物、凹坑和死角處,應(yīng)局部提高爆炸危險區(qū)域等級。
D. 利用堤或墻等障礙物,限制比空氣重的爆炸性氣體混合物的擴散,可縮小爆炸危險區(qū)域的范圍。
爆炸危險區(qū)域的劃分中,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)。
爆炸危險區(qū)域的劃分應(yīng)該按照《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058-92的第2.3.3條~第2.3.17條中典型示例的規(guī)定,并應(yīng)根據(jù)易燃物質(zhì)的物理化學(xué)特性和工藝生產(chǎn)過程的工藝情況,結(jié)合實踐經(jīng)驗確定。
三、 工程案例
某精細化工項目,共有四個生產(chǎn)系列裝置,分別是二乙苯胺系列裝置、吡唑酮系列裝置、苯胺黑系列裝置、酸性中性染料系列裝置。在這項目里,就出現(xiàn)了上述的一些問題,如釋放源的確定、釋放源的位置等等,所以造成在繪制爆炸危險區(qū)域劃分圖的過程中,設(shè)計人員無法準確地繪制爆炸危險區(qū)域,或繪制出的爆炸危險區(qū)域不合理。
1. 釋放源不明確
二乙苯胺系列裝置和苯胺黑系列裝置中,生產(chǎn)過程中都有用到易燃物質(zhì)苯胺。在確定釋放源時,這兩個系列裝置沒有統(tǒng)一。最初,二乙苯胺系列裝置的苯胺上料和卸料泵、苯胺儲罐等都沒有確定為釋放源;而在苯胺黑系列裝置中也就只把苯胺上料泵及其儲罐確定為釋放源,但生產(chǎn)過程中的有苯胺進出的蒸餾接受器卻沒有定義為釋放源。這樣沒有統(tǒng)一確定釋放源,就使得同一生產(chǎn)廠區(qū)里面,對于同一物質(zhì)在不同系列裝置的爆炸危險區(qū)域劃分就不相同,繪制出來的區(qū)域劃分圖就不合理,應(yīng)該繪制的危險區(qū)域沒有畫出,把沒有危險的區(qū)域畫為危險區(qū)域。
2. 釋放源位置不明確從而導(dǎo)致繪制區(qū)域不合理
由于沒有具體的釋放源點,則設(shè)計人員很難按照相關(guān)標準規(guī)范來繪制爆炸危險區(qū)域。如果按照整個釜面來繪制爆炸危險區(qū)域劃分圖,則區(qū)域范圍的半徑為釜面的半徑加上15m或7.5米等等,這樣就會沒有針對性,從而把危險區(qū)域放大了,最終導(dǎo)致投資成本的增加。所以有必要把釋放源的具體位置明確出來。對于這種情況,只有根據(jù)實踐經(jīng)驗,確定反應(yīng)釜或緩沖槽最邊緣的出入口為釋放源點,這樣才能正確地繪制爆炸危險區(qū)域,不至于減小或放大了危險區(qū)域,存在不安全因素或增加投資成本。
四、 結(jié)束語
正確地劃分爆炸危險區(qū)域,才能選擇正確的設(shè)計方案,合理地選擇防爆設(shè)備,從而保證進行安全生產(chǎn),預(yù)防危險事故發(fā)生。本文是筆者在工作過程中的一些體會和對規(guī)范的一些理解,如有不當之處,請各位專家批評指正。
參考文獻
1 楊有啟、鈕英建編著,電氣安全工程,北京:首都經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)出版社。
2 程志剛主編,新編電氣工程師手冊,安徽:安徽文化音像出版社。
3 周忠元、陳桂琴編,化工安全技術(shù)與管理(第二版),北京:化學(xué)工業(yè)出版社。
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