划分防爆区和非防爆区的主要目的,是避免可燃气体、蒸气或粉尘与空气混合后形成爆炸危险环境。

现场工作中可以这样理解:

  • 防爆区,关键是管住电气设备这个点火源,设备须满足防爆要求。

  • 非防爆区,关键是不能让可燃介质进入房间,要靠距离、通风、正压和密封等条件长期维持。

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先找释放源

做区域划分,不能先看这里叫“泵区”还是“罐区”,要先找介质具体可能从哪里漏出来。

离心泵主要看机械密封、排液口、放空口、压力表根部阀、仪表接口和进出口法兰。储罐要看呼吸阀、液位接口、排水口和装卸连接。反应器要看投料口、取样口、放空管线和搅拌轴密封。

同一台设备上,不同部位的释放情况可能完全不一样。

比如机械密封,受磨损、振动、冲洗中断和温度变化影响比较大;法兰是否会漏,和垫片、螺栓紧固、管道应力、热位移都有关系。取样口是按操作频次释放介质,排液口如果接的是密闭回收管、接液桶或地沟,后续扩散范围也会不同。

所以区域图上须把释放点标具体,不能只笼统写“泵区”“罐区”。不然到了设备选型、整改或现场核查时,大家找不到对应的实际位置。

区域等级看出现频率

气体爆炸危险环境一般分为0区、1区和2区。

0区,是爆炸性气体环境连续存在、长时间存在或经常存在的地方,比如储罐、容器、工艺设备内部。

1区,是正常操作时可能周期性出现爆炸性气体环境的地方,比如经常使用的取样口、装卸接口、排放口附近。

2区,是正常运行时一般不容易出现,即使出现也不会持续太久的地方,常见于机械密封、阀杆、法兰和仪表接口周边。

粉尘环境对应20区、21区和22区,判断方法一样,主要看爆炸性粉尘环境出现得是否频繁、持续时间是否长。

区域等级定下来后,还要确定具体范围,不能只靠经验估,还要结合这些条件一起看:

  • 介质本身的组成和挥发性;

  • 操作压力、温度;

  • 泄漏孔有多大,往哪个方向喷;

  • 自然通风和机械通风情况;

  • 周边有没有顶棚、围墙、挡风板,设备是不是太密;

  • 附近有没有地沟、围堰、地坑、电缆夹层。

低压常温液体漏液,一般是液滴加局部挥发作用的结果;而高压液化烃泄漏时,则直接喷射、雾化并快速气化,大大扩大了范围。

扩散不只看平面图

区域图大多是平面图,但气体和蒸气在现场是立体扩散的。

氢气、甲烷这类轻质气体会往上走,特别要注意梁下、顶棚、屋顶夹层、高位平台这些区域。

液化石油气和很多溶剂蒸气比较重,泄漏后容易贴着地面跑。围堰、排水沟、污水井、地坑、地下电缆层都要检查,不能只盯着释放点附近。

现场后期加装雨棚、围挡,或者设备越来越密,都会影响自然通风。原来按露天条件划分的区域,如果后来变成半封闭甚至三面围挡,区域范围和气体探测器位置都要重新核对。

地沟、电缆沟也要特别留意。地面上看着已经不在危险区域内,但重质蒸气可能沿沟槽跑到很远。沟槽穿墙或进房间时,要有气密隔断和封堵。

判断边界时,要同时看释放方向、风向、低洼空间,以及各类孔洞和沟槽是不是相通。

非防爆区安全靠条件维持

如果装置区里的配电室、机柜间、分析小屋,装的是普通电气设备,须持续满足设计时的防护条件。

现场一般要确认:

  • 房间和释放源的距离没有变化;

  • 新风口没有被移到污染空气区域;

  • 送风量和房间压差达到设计要求;

  • 门能自动关闭,不能长期敞开;

  • 电缆、仪表管、空调管线穿墙位置封堵严密;

  • 地沟、电缆沟有隔断;

  • 失压报警和相关联锁能正常动作。

风机指示灯亮,只能说明风机电机启动了,不能说明房间就安全。房间是否受保护,要看实际压差、压差变送器趋势、报警记录和联锁试验结果。

现场常见问题有:门被顶开、闭门器坏了、临时电缆孔没封、空调管穿墙漏风、模块密封没压紧、吊顶里留了施工孔。这些问题都会拉低房间压差,也会给可燃气体留下进入通道。

巡检记录不能只写“设备正常”。须写清楚压差数值、风机状态、门体状态、孔洞位置和报警试验结果,复查才有依据。

防爆设备不只看“Ex”

防爆设备选型时,至少要核对区域等级、介质名称、气体或粉尘组别、温度组别、设备保护级别、防爆型式、环境温度、防护等级、电缆规格和引入口形式。

比如常见的Ex db IIC T4 Gb

其中:

  • Ex:设备可用于爆炸性环境;

  • db:隔爆型。外壳能承受内部爆炸压力,隔爆接合面可以限制火焰和高温气体传到外部;

  • IIC:对应气体危险组别。若现场存在氢气、乙炔等介质,需根据现场实际危险气体组别重新核定防爆选型;

  • T6:设备表面温度组别。环境温度、太阳暴晒、附近高温管线、积尘和散热条件都会影响实际温度;

  • Gb:设备保护级别,要和区域等级对应。

现场不能看到“Ex”标志就认为能用。区域等级、气体组别、温度组别、防爆型式和保护级别,缺一项都可能选错。

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防爆性能还看安装

防爆设备认证时,对应的是原厂规定的外壳、接合面、紧固件、接线结构和使用条件。现场随意改造、换件或加工,都可能影响防爆性能。

电缆引入口

格兰头要和电缆外径、铠装形式、设备防爆型式匹配。

格兰头太大,密封圈压不紧;太小,施工时容易切密封圈、硬塞电缆,或者损伤护套。

备用引入口须用匹配的防爆堵头。塑料塞、胶带、普通螺栓、临时胶泥,只是把孔遮住,不能代替原来的防爆结构。

箱体和接合面

不能在防爆箱体上随便打孔。自行开孔会改变箱体壁厚、螺纹尺寸和开孔结构。确实需要增加引入口时,应采用厂家认可的结构和工艺。

隔爆箱盖拆开后,要检查接合面有没有锈蚀、划伤、凹坑和变形。用螺丝刀撬盖、角磨机除锈、粗砂纸打磨,都可能把接合面弄坏。

紧固件

箱盖螺栓要数量齐全、规格一致、螺纹完好并紧固到位。

少装螺栓、混用规格、随便加垫片,或者拿普通螺栓替代等不规范操作,都会影响箱盖受力和隔爆效果。

另外,IP等级说的是防尘、防水能力;Ex标志说的是爆炸环境下的点火源控制方式。IP等级再高,也不能代替防爆电缆引入装置。

本安回路看回路

本安回路不是只看一台仪表有没有本安标志,而是要看整条回路参数能不能配上。

一条本安回路包括现场仪表、安全栅、连接电缆、端子和接地。更换仪表时,要同时核对:

  • 仪表允许输入的电压、电流和功率;

  • 安全栅输出参数;

  • 电缆分布电容和布电感;

  • 电缆长度分;

  • 屏蔽层和接地方式。

仪表自身带本安标志,只能说明仪表本身符合要求,不能说明接到现有安全栅和电缆后仍然满足本安条件。

机柜内,本安端子和非本安端子要保持规定间距,或者做隔离;本安电缆和普通电源电缆也要按设计分开敷设。

实际管理中,建议建立本安回路核对表,把仪表型号、安全栅型号、电缆长度和本安参数放在一起。后面换备件、改回路时,拿表就能先核对,避免只换上能用、不管参数是否匹配。

总结

怎么划分防爆区域和非防爆区域,主要考量释放源、通风条件和扩散路径。

设备能不能用,既要看铭牌参数,也要看现场安装有没有问题。

非防爆区能不能长期保持,靠的是距离、正压、密封、封堵、巡检和变更管理。现场任何一个小孔、一扇常开的门、一段没隔断的地沟,都可能让原本的非防爆区失去原有条件。

来源:网络

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