LPG 站爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分及電氣設(shè)備選型 論文作者：莊稼盛 摘要： 探討了 LPG 站爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分，分析了防爆電氣設(shè)備的選型，提出預(yù)防 LPG 站火災(zāi)爆炸事故應(yīng)采取的措施。 關(guān)鍵詞： LPG 站；爆炸危險(xiǎn)區(qū)域；電氣設(shè)備；火災(zāi)爆炸 LPG 爆炸需要同時(shí)具備 LPG、氧氣和引燃源。因此要避免 LPG 站發(fā)生火災(zāi)，就要保證在發(fā)生 LPG 泄漏時(shí)站內(nèi)的電氣設(shè)備不成為引燃源。這對(duì) LPG 站危險(xiǎn)區(qū)域的劃分和防爆電氣設(shè)備的選型提出了較高的要求。 1 危險(xiǎn)區(qū)域的劃分 1 1 劃分的原則 國(guó)際電工委員會(huì)根據(jù)爆炸性混合物出現(xiàn)的頻 繁程度和持續(xù)時(shí)間對(duì)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域做出了如下劃分： 0 區(qū)是連續(xù)地存在危險(xiǎn)性大于 1000h a 的區(qū)域； 1 區(qū)是斷續(xù)地存在危險(xiǎn)性 10 1000h a 的區(qū)域； 2 區(qū)是事故狀態(tài)下存在危險(xiǎn)性 0 1 10h a 的區(qū)域。 我國(guó)也采用了國(guó)際電工委員會(huì)的劃分原則，規(guī)定 0 區(qū)是存在連續(xù)級(jí)釋放源的區(qū)域； 1 區(qū)是存在第一級(jí)釋放源的區(qū)域； 2 區(qū)是存在第二級(jí)釋放源的區(qū)域。區(qū)域的劃分可以根據(jù)通風(fēng)條件適當(dāng)調(diào)整。當(dāng)通風(fēng)良好時(shí)，應(yīng)降低爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)；當(dāng)通風(fēng)不好時(shí)，應(yīng)提高爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)。 由此可見(jiàn)， LPG 站在正常運(yùn)行時(shí)，站內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備，如 烴泵、壓縮機(jī)、閥門(mén)等的密封處都存在 LPG 泄漏的可能。因此，站內(nèi)的儲(chǔ)罐區(qū)、烴泵房、壓縮機(jī)房、灌瓶問(wèn)、瓶庫(kù)等生產(chǎn)場(chǎng)所均為 1 區(qū)。 1 2 區(qū)域的劃分 根據(jù)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電氣裝置設(shè)計(jì)規(guī)范和中華人民共和國(guó)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安全規(guī)程 (試行 )的規(guī)定 1，城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范對(duì) LPG 站用電場(chǎng)所爆炸危險(xiǎn)區(qū)域和等級(jí)作了明確的劃分 2。 2 防爆電氣設(shè)備的選型 2 1 防爆標(biāo)志 在防爆電氣設(shè)備選型時(shí)，除注明防爆電氣設(shè)備 I 的型號(hào)外，應(yīng)以防爆標(biāo)志 (見(jiàn)圖 1)作為選型的依據(jù)，依次標(biāo)明防爆型式、設(shè)備 類(lèi)別、氣體級(jí)別、溫度組別 I等。如 Ex： dIIBT3 為隔爆型、工廠用類(lèi)、 B 級(jí) T3 組的防爆電氣設(shè)備的防爆標(biāo)志。 設(shè)備選型 爆炸危險(xiǎn)環(huán)境可分為爆 炸性氣體環(huán)境及爆炸性粉塵環(huán)境。目前我國(guó)絕大多數(shù)防爆電氣產(chǎn)品按爆炸性氣體環(huán)境用防爆電氣設(shè)備制造檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，適用于爆炸性氣體環(huán)境 3。按照所采取的防爆措施，適用于爆炸性氣體環(huán)境的防爆電氣設(shè)備可分為隔爆型 d、增安型 e、本質(zhì)安全型 (ia、 ib)、正壓型 p、充油型 0、充砂型q、無(wú)火花型 n、澆封型 m、氣密型 h 等多種防爆型式。幾類(lèi)常用的爆炸性氣體環(huán)境電氣設(shè)備選型見(jiàn)表 1。 表 1 爆炸性氣體環(huán)境電氣設(shè)備的選型 設(shè)備 0 區(qū) 1 區(qū) 2 區(qū) 電機(jī) 隔爆、 正壓型 隔爆、正壓、 增安、無(wú)火花型 電器和儀表 （固定安裝） 隔爆型 隔爆型 照明 燈具 固定安裝 及移動(dòng)式 隔爆型 隔爆、 增安型 攜帶式 隔爆型 隔爆型 變壓器 隔爆、正壓、 增安型 操作箱 隔爆、正壓型 隔爆、 正壓型 控制盤(pán) 本質(zhì)安全型 ia（按鈕） 配電盤(pán) 隔爆型 分類(lèi)、分級(jí)及分組 防爆電氣設(shè)備分 2 類(lèi)： I 類(lèi)為煤礦井下用電氣設(shè)備；類(lèi)為工廠用電氣設(shè)備。類(lèi)電氣設(shè)備又按其適用于爆炸性氣體混合物的最大試驗(yàn)安全間隙或最小點(diǎn)燃電流比分為 3 級(jí) A、 B、 C，并按其最高表面溫度分為 6 組 T1 T6(見(jiàn)表 2)。 由表 2 可見(jiàn)，從危險(xiǎn)程度看， C B A， T6T5WT3T12T1，即 C 級(jí)和 T6 組可燃?xì)怏w混合物對(duì)電氣設(shè)備要求最嚴(yán)格。對(duì)應(yīng)等級(jí)的防爆電氣設(shè)備可按表 2 選用。 表 2 防爆電氣設(shè)備分類(lèi)、分級(jí)及分組對(duì)應(yīng)的爆炸性氣體 類(lèi) 和 級(jí) 最大試 驗(yàn)安全 間隙 s 最大點(diǎn) 燃電 流比 r T1 T2 T3 T4 T5 T6 t/C 450 450 t/C 300 300 t/C 200 200 t/C 135 135 t/C 100 100 t/C 85 A 0.9 s/mm 0.8 r 乙烷、 丙烷、 甲苯、 一氧化 碳 丁烷、 乙醇、 丙烯、 乙酸乙 酯 戊烷、 汽油、 硫化 氫、環(huán) 已烷 乙醚、 乙醛 亞硝 酸、 乙酯 0.5 0.45 環(huán)丙 環(huán)氧 異戊 B s/mm 0.9 r 0.8 烷、焦 爐煤 氣、二 甲醚 乙 烷、丁 二烯 乙烯 二烯 C s/mm 0.5 r 0.45 水煤 氣、氫 二硫 化碳 硝酸 乙酯 注：最小點(diǎn)燃電流比 r 為各種易燃物質(zhì)的最小點(diǎn)燃電流與實(shí)驗(yàn)室的甲烷最小點(diǎn)燃電流之比； t 為引燃溫度。 2 2 防爆電氣設(shè)備的選型 先對(duì) LPG 站用電場(chǎng)所爆炸危險(xiǎn)區(qū)域和等級(jí)進(jìn)行劃分；再根據(jù)表 1、 2 的規(guī)定，選擇適合 LPG 站危險(xiǎn)區(qū)域使用的電氣設(shè)備。根據(jù)以上的選型方式，本質(zhì)安全型的 電氣設(shè)備可用于站區(qū)內(nèi) 0 區(qū)、 1 區(qū)和 2 區(qū)等任何環(huán)境；隔爆型電氣設(shè)備適用于站區(qū)內(nèi)灌瓶間、瓶庫(kù)、壓縮機(jī)房、烴泵房、氣化間等 1 區(qū)及 2 區(qū)環(huán)境，增安型電氣設(shè)備 一般用在站區(qū) 2 區(qū)環(huán)境。 同時(shí)還應(yīng)注意氣體和環(huán)境適應(yīng)性、維修和經(jīng)濟(jì)效益等因素。 爆炸性混合物的危險(xiǎn)程度 爆炸性混合物的危險(xiǎn)程度 是指爆炸性混合物對(duì)應(yīng)的氣體級(jí)別、溫度組別。因此，選用的防 爆電氣設(shè)備的級(jí)別和組別應(yīng)不低于 LPG 對(duì)應(yīng)的級(jí)別和溫度組別。按照氣體或蒸氣爆炸性混合物分級(jí) 分組的規(guī)定，丙烷、丁烷的級(jí)別和組別分別是 ATl、 AT2。因此， LPG 站 1 區(qū)場(chǎng)所應(yīng)選用隔爆型電氣設(shè)備，具體的防爆標(biāo)志宜選擇高一級(jí)或更高級(jí)別的產(chǎn) 品 (如 d BT4)。 環(huán)境條件 上述防爆性能都以標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境為基本條件。防爆設(shè)備分為戶(hù)內(nèi)使用與戶(hù)外使用，戶(hù)內(nèi)使用的設(shè)備用于戶(hù) 外，環(huán)境溫度為 40就不適合了；戶(hù)外使用的設(shè)備要適應(yīng)露天環(huán)境，要求采取防日曬、雨淋和風(fēng)沙等措施。因此，用在戶(hù)外的防爆電氣設(shè)備應(yīng)選用帶有防腐電工標(biāo) 志的產(chǎn)品，如 WF2，表示適用于戶(hù)外 2類(lèi)環(huán)境 (強(qiáng)腐蝕環(huán)境 )。 維修 防爆電氣設(shè)備使用期間的維護(hù)和保養(yǎng)極為重要。設(shè)計(jì)時(shí)防爆電氣設(shè)備宜選用易更換型產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越好。要注意管理方便，維修時(shí)間短且費(fèi)用少，還要做好備品和備件的儲(chǔ)存。 經(jīng)濟(jì)效益 選用防爆電氣設(shè)備，不僅要考慮價(jià)格，還要對(duì)其可靠性、壽命、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用、耗能及維修等作全面的分析，以選擇最適合最經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。 3 火災(zāi)爆炸事故的預(yù)防 3 1 區(qū)域劃分與選型的局限性 進(jìn)行 LPG 站危險(xiǎn)區(qū)域劃分和防爆電氣設(shè)備選型，其根本目的是為了保 證 LPG站的安全，避免火災(zāi)事故的發(fā)生。然而在一些 LPG 站的火災(zāi)事故分析中發(fā)現(xiàn)，如果單純按照以上方法進(jìn)行區(qū)域劃分與選型，還是不能杜絕火災(zāi)事故發(fā)生。 如 2002 年，廣東惠州某儲(chǔ)配站發(fā)生 LPG 泄漏事故， LPG 泄漏至離灌瓶間 25m的值班室，值班室內(nèi)冰箱壓縮機(jī)啟動(dòng)產(chǎn)生的火花引發(fā)火災(zāi)爆炸。而值班室設(shè) 在輔助區(qū)內(nèi)，按規(guī)范規(guī)定輔助區(qū)是無(wú)危險(xiǎn)場(chǎng)所。又如 2005 年 3 月，廣州市某 LPG加氣站內(nèi)加氣槍發(fā)生故障，引起 LPG 泄漏，氣霧竟高達(dá) 3 層樓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)規(guī) 范規(guī)定的距室內(nèi)地面垂直高度 3m 以下的空間為危險(xiǎn)區(qū)域，而 3m 以上為無(wú)危險(xiǎn) 場(chǎng)所的范圍。 英、法、美等先進(jìn)國(guó)家的有關(guān)規(guī)范規(guī)定 LPG 儲(chǔ)罐、灌瓶 間與站內(nèi)建構(gòu)筑物的防火間距比我國(guó)規(guī)范規(guī)定的防火間距還要小一些，但這些國(guó)家 LPG 站泄漏爆炸事故卻很少發(fā)生。這些都說(shuō)明無(wú)危險(xiǎn)場(chǎng)所只是一個(gè)相對(duì)的概念， 也就是說(shuō)，所謂無(wú)危險(xiǎn)場(chǎng)所不等于無(wú)危險(xiǎn)存在。如果單純按照國(guó)家規(guī)范進(jìn)行區(qū)域劃分及選型，還不能徹底保證 LPG 站的安全，必須進(jìn)一步采取預(yù)防措施。 3 2 火災(zāi)爆炸事故的預(yù)防 3 2 1 LPG 泄漏的預(yù)防 防止 LPG 站火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生，必須在工藝設(shè)備、消防設(shè)施和管理水平等方面著手。從 源頭上防止 LPG 泄漏，完善事故的應(yīng)急機(jī)制，控制泄漏事故的擴(kuò)大。 在設(shè)計(jì)上，應(yīng)強(qiáng)調(diào)各專(zhuān)業(yè)積極協(xié)調(diào)配合，采用先進(jìn)的設(shè)備與系統(tǒng)流程，消除或減少 LPG 泄漏及積聚，完善 LPG 站的設(shè)計(jì)；在施工中，應(yīng)加強(qiáng) LPG 站的施工管 理，保證工程質(zhì)量；在日常管理上，應(yīng)從制度上加強(qiáng)各類(lèi)生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)與檢修，保證設(shè)備的正常運(yùn)行；注意加強(qiáng)培訓(xùn)，提高員工素質(zhì)和事故應(yīng)急處理能力，著力于 防患，以避免 LPG 站火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生。 3 2 2 發(fā)生泄漏時(shí)事故的預(yù)防 LPG 站發(fā)生 LPG 泄漏時(shí)，防止火災(zāi)爆炸事故發(fā)生應(yīng)從防止 LPG 積聚 、消除或控制電氣設(shè)備線路產(chǎn)生火花或電弧以及為事故的應(yīng)急處理爭(zhēng)取時(shí)間等方面來(lái)考慮。 總圖布置 在總圖布置中，應(yīng)充分考慮 LPG 站用電場(chǎng)所爆炸危險(xiǎn)區(qū)域與等級(jí)劃分的因素。 a LPG 供應(yīng)基地總平面分區(qū)設(shè)置，分為生產(chǎn)區(qū)和輔助區(qū)，生產(chǎn)區(qū)宜布置在站區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)或上側(cè)風(fēng)側(cè)，生產(chǎn)區(qū)與輔助區(qū)之間應(yīng)設(shè)置高度不低于 2m 的非燃燒體實(shí)體圍墻，盡量減少 LPG 泄漏和發(fā)生事故時(shí)對(duì)輔助區(qū)的影響。 b在 LPG 站用地許可與總體布局合理的前提下，適當(dāng)增大儲(chǔ)罐區(qū)、灌裝區(qū)與站內(nèi)輔助用房的防火間距，將配電室、值班室、 消防泵房等電氣設(shè)備較多的建筑物集中在輔助區(qū)內(nèi)，縮短消防反應(yīng)時(shí)間，有利于安全管理與生產(chǎn)管理。 生產(chǎn)區(qū)的預(yù)防措施 a工藝裝置宜采取露天或敞開(kāi)式布置，減少 LPG 的積聚。 b各生產(chǎn)用房宜設(shè)置 LPG 泄漏報(bào)警及機(jī)械通風(fēng)裝置，當(dāng)發(fā)生 LPG 泄漏時(shí)，在可燃?xì)怏w報(bào)警儀報(bào)警同時(shí)啟動(dòng)防爆風(fēng)機(jī)，將室內(nèi)的 LPG 排至室外。 c在滿足工藝生產(chǎn)及安全的前提下， LPG 站生產(chǎn)區(qū)應(yīng)盡可能少設(shè)置電氣設(shè)備，以減少因電氣設(shè)備線路發(fā)生故障成為引燃源而引起爆炸事故的概率。當(dāng)必須設(shè)置防爆電氣設(shè)備時(shí)，應(yīng)采用隔爆型或本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。 輔助用房的預(yù)防措施 輔助用房應(yīng)進(jìn)一步采取有效的安全措施，阻斷 LPG 侵入輔助用房的途徑，減少電氣設(shè)備成為引燃源的概率，降低這些場(chǎng)所的危險(xiǎn)程度。 a輔助用房隔墻的門(mén)采用有密封措施和自動(dòng)關(guān)閉裝置的防火門(mén)，避免 LPG侵入。 b將開(kāi)關(guān)、插座等電氣設(shè)備盡量安裝在門(mén)窗開(kāi)口以上位置，防止 LPG 侵入輔助用房時(shí)電火花引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。 c空壓機(jī)房、新瓶庫(kù)、備件庫(kù)等電氣設(shè)備較少的場(chǎng)所采用隔爆型電氣設(shè)備，以減少室內(nèi)電氣設(shè)備成為引燃源的可能性。 d柴油發(fā)電機(jī)組屬非防爆電氣設(shè)備，其廢氣排出口需安裝排氣 阻火器，以防止或減少火星排出，避免火星引燃爆炸混合物而發(fā)生爆炸火災(zāi)事故。 e配電室、儀表間 LPG 站的負(fù)荷與調(diào)控中心，由于其室內(nèi)設(shè)有較多非防爆的電氣件和裝置，應(yīng)避免 LPG 侵入，以提高其安全性。措施主要有配電室、儀表間 的地面標(biāo)高應(yīng)高出室外地面 0 6m，其隔墻的門(mén)采用有密封措施和自動(dòng)關(guān)閉裝置的防火門(mén)，以防止 LPG 侵入及積存，形成事故隱患。配電室、儀表間宜設(shè)置 LPG 檢漏報(bào)警探頭及自動(dòng)通風(fēng)設(shè)施，當(dāng) LPG 泄漏到配電室或儀表間時(shí)，可燃?xì)怏w濃度報(bào)警儀報(bào)警并自動(dòng)啟動(dòng)