防爆電器產(chǎn)品的作用及重要性

長期以來，我國涉及防爆電氣安全的國家標準，主要是防爆電氣基礎(chǔ)標準（國標GB 3836 系列為 主的制造檢驗標準）和防爆電氣產(chǎn)品標準。這些標準的實施主體是產(chǎn)品制造企業(yè)和防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)檢機構(gòu)。但是防爆電氣產(chǎn)品在危險場所使用能否確保防爆安全，不僅有賴于設(shè)計制造和檢驗部門提供高防爆安全性的產(chǎn)品，而且有賴于產(chǎn)品用戶部門的安全使用。性能質(zhì)量再好的防爆電氣產(chǎn)品如果使用不當，不僅不能起到防爆作用，甚至可能成為危及安全的可怕殺手。許多慘痛的爆炸事故都證明了這點。例如，防爆電氣產(chǎn)品電纜引入裝置中的橡膠密封圈，是一個保持產(chǎn)品防爆性能的重要零件，這個零件在使用中往往被人們所忽視，不能被正確的選型、安裝和維護。如，有的用戶在維修后未將其壓緊，有的選用的密封圈尺寸和材質(zhì)不符合標準要求，有的檢修后干脆不安裝密封圈。結(jié)果就使危險場所中的可燃性氣體可以暢通無阻地進入接線盒空腔內(nèi)。一旦接線盒內(nèi)的接線端子的連接處出現(xiàn)電弧。火花時，就可能點燃可燃性氣體，引起爆炸。類似這種不能安全使用防爆電氣產(chǎn)品而引起爆炸事故的例子在爆炸事故總的統(tǒng)計中占有很大的比例。

　　由此可見，防爆電氣產(chǎn)品的安全使用和反映防爆電氣產(chǎn)品安全性能的制造質(zhì)量是同等重要的。這正如我們有病時，通常都需要醫(yī)生在對我們身體的各種癥狀進行仔細檢查確診后，再指導我們正確地服藥的道理一樣。質(zhì)量合格的藥物必須和正確的使用相結(jié)合，才能起到安全的對癥治病的作用，否則可能適得其反——質(zhì)量合格的藥不僅不能安全地治病，甚至可能危及身體安全。

　　我們所說的防爆電氣產(chǎn)品安全使用，一般包括下述幾個方面：正確地劃分爆炸危險場所的類別；正確地選型、安裝防爆電氣產(chǎn)品；正確地維護、檢修防爆電氣產(chǎn)品。

　　由上述可見，防爆電氣安全是一項系統(tǒng)工程，它包括防爆電氣產(chǎn)品的設(shè)計、制造、檢驗、危險場所的分類、防爆電氣產(chǎn)品的選型安裝、維護檢修，以及與此有關(guān)的質(zhì)量管理、人員培訓等各個環(huán)節(jié)。任何環(huán)節(jié)的疏忽都可能成為爆炸事故的隱患。

　　誠然，許多用戶部門也認識到防爆電氣產(chǎn)品的安全使用對保證防爆安全的重要意義，但是苦于長期以來沒有一套完整的國家標準可循，因此，只能根據(jù)經(jīng)驗和一些不完整的資料制訂出一些部門標準、規(guī)范來實行防爆電氣產(chǎn)品安全使用的技術(shù)生產(chǎn)管理。因此，盡快制訂出一套完整的、并可與標準接軌的國家標準，一直都是各方面迫切關(guān)注的。

　　近年來，隨著我國防爆電氣標準化工作的發(fā)展及加強與標準接軌的需要，我國防爆電氣標準也由過去的產(chǎn)品制造檢驗標準為主的狀況，逐步演變?yōu)榘ㄖ圃鞕z驗、場所劃分、選型安裝和維護檢修等標準組成的完整的防爆電氣安全標準體系。“危險場所的分類（GB 3836 14—2000）”、“危險場所電氣安裝（GB 383615—2000）”、爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備的檢修（GB 383613—1997）”三項標準*次以國家標準形式，完整地規(guī)定了用戶部門安全使用防爆電氣產(chǎn)品的各項技術(shù)和管理要求，對爆炸危險場所的安全生產(chǎn)有著十分重要的意義。此外，由于這三項標準和標準實施了接軌，從而也為我國石油化工裝置進入市場，以及做好引進設(shè)備的防爆安全生產(chǎn)和技術(shù)管理創(chuàng)造了有利的條件。

　　二、危險場所分類是實現(xiàn)防爆電氣產(chǎn)品安全使用的 重要的基礎(chǔ)工作

　　上述三項標準對用戶部門來說，首要的、 基礎(chǔ)的工作是對本部門所涉及的爆炸危險場所的分類．

　　這正如一個就診的患者，首先要通過全面檢查和醫(yī)生對癥狀的分析判斷后的確診一樣。準確的確診是對癥治療和安全用藥的基礎(chǔ)。本文專門針對國標“危險場所分類” （GB 383614—2000）進行一些分析介紹。

　　2.1 危險場所分類的目的

　　危險場所分類是對可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的場所進行分析和分類的方法。場所分類的目的，是為了使用于該類爆炸危險場所的防爆電氣設(shè)備的選型和安裝具有足夠的安全性和良好的經(jīng)濟性。因為在使用可燃性物質(zhì)的危險場所，要保證爆炸性氣體環(huán)境出現(xiàn)是困難的。同樣，要確保使用于危險場所的電氣設(shè)備成為點燃源也是困難的。因此，危險性大的場所（ 即 出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境可能性大的場所）應選擇安全性能高的防爆電氣設(shè)備類型。反之，對于危險稍小的場所（即出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境可能性稍小的場所），可選擇安全性稍低（但仍具有 足夠安全性）、價格相對便宜的防爆電氣設(shè)備類型。

　　2.2 危險場所分類工作的主要內(nèi)容

　　危險場所分類工作主要有兩方面的內(nèi)容：
　　（1） 根據(jù)爆炸性氣體環(huán)境出現(xiàn)的頻率和持續(xù)時間把危險場所分為三個區(qū)域
　　0區(qū)：爆炸性氣體環(huán)境連續(xù)出現(xiàn)或長時間存在的場所；
　　1區(qū)：在正常運行時，可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的場所；
　　2區(qū)：在正常運行時，不可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，如果出現(xiàn)也是偶爾發(fā)生，并且僅是短時 間存在的場所。
　　（2） 確定危險場所存在的數(shù)量和范圍
　　因為僅僅確定某處危險場所的區(qū)域類別還不夠，還必須確定這類危險場所在設(shè)備內(nèi)部和周圍存在的數(shù)量，而且要確定每類危險場所的空間范圍，也就是說要對場所的空間范圍進行準確的定量。

　　2.3 危險場所分類的基本安全原則

　　（1） 對處理或貯存可燃性物質(zhì)的設(shè)備及裝置進行設(shè)計時，應盡可能使危險場所的類別成為危 險性 小的類別，尤其應使0區(qū)場所及1區(qū)場所的數(shù)量及范圍都成為 小，亦即盡可能使大多 數(shù)的危險場所都成為2區(qū)場所。
　　（2） 工藝流程用設(shè)備應主要為2級釋放源，如果達不到此要求，也應使該釋放源以極有限的量及釋放率向空氣中釋放。
　　（3） 危險場所的類別確定后，不得隨意進行變更。對于維修后的工藝設(shè)備，必須認真檢查 后確認其是否能保證原有設(shè)計的安全水平。

　　2.4 危險場所分類的思路

　　由危險場所的定義可知，危險場所是爆炸性氣體環(huán)境出現(xiàn)或預期可能出現(xiàn)的數(shù)量達到足以要求對電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、安裝和使用采取專門安全預防措施的區(qū)域。

　　由定義可見，判斷場所是否為危險場所，主要根據(jù)該場所是否可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，而爆炸性氣體環(huán)境形成的條件，是可燃性氣體的濃度范圍是否處于爆炸極限范圍內(nèi)。可燃性氣體在空氣中的濃度在這個爆炸極限（即爆炸下限和爆炸上限）范圍內(nèi)，遇點燃源即可形成爆炸；若超出這個范圍，即使用很強的點燃源也不能激發(fā)爆炸。也就是說，凡是濃度低于爆炸下限或高于爆炸上限的混合物，與點燃源接觸時都不會引起火焰自行傳播。濃度低于爆炸下*，由于過量的空氣作為惰性介質(zhì)參與燃燒反應，消耗一部分反應熱，起了冷卻作用，阻礙火焰自行傳播；相反，濃度高于爆炸上*，由于可燃物過剩，即空氣量不足，導致化學反應的不*，反應放出的熱量小于損耗的熱量，因而也阻礙火焰蔓延。

　　由上述可見，場所中的可燃性氣體出現(xiàn)的數(shù)量是決定場所危險性的關(guān)鍵，而場所中可燃性氣體的出現(xiàn)，主要取決于可燃性氣體釋放源及影響可燃性氣體積聚的通風狀況。因此，我們可以理出這樣一個解決問題的思路：場所根據(jù)其危險性大小分類——場所的危險性取決于場所中爆炸性氣體環(huán)境出現(xiàn)的數(shù)量——爆炸性氣體環(huán)境是由可燃性氣體的出現(xiàn)數(shù)量，即爆炸極限決定的——可燃性氣體出現(xiàn)的數(shù)量取決于釋放源和場所的通風狀況。

　　2.5 場所分類的方法

　　場所分類方法的核心問題是對場所中可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境基本概率的分析，這需要有經(jīng)驗的專業(yè)人員的研究和參與，同時，要積累和收集場所中每臺設(shè)備的運行狀況和場所環(huán)境因素等資料。因此，場所分類應由熟悉可燃性物質(zhì)性能、設(shè)備和工藝狀況的專業(yè)人員與從事安全、電氣及其他相關(guān)工程技術(shù)人員討論確定。具體方法如下：

　　（1） 查找和確定釋放源
　　場所中存在可燃性氣體或蒸氣才有可能形成爆炸性氣體環(huán)境。因此，首先必須查找場所中的含有可燃性物質(zhì)的儲存設(shè)備、加工設(shè)備或輸送管道是否可能向場所中釋放出可燃性氣體或蒸氣，或者空氣是否可能進入容器內(nèi)與可燃性氣體或蒸氣混合形成爆炸性混合物。

　　每一臺設(shè)備（例如儲罐、管道、泵、壓縮機等），如果其內(nèi)部含有可燃性物質(zhì)，就應該被視為潛在的釋放源。如果它們不可能含有可燃性物質(zhì)，那么很明顯它們的周圍就不會形成爆炸性混合物。如果該類設(shè)備雖含有可燃性物質(zhì)，但不可能逸出或泄漏到場所中，則可以不視為釋放源（例如：設(shè)置于某一空間的無接縫的管道）。

　　如果已確認設(shè)備會向場所中釋放可燃性物質(zhì)，則應先確定釋放頻率和持續(xù)時間，并據(jù)此確定釋放源的等級：
　　1） 連續(xù)級釋放源：連續(xù)釋放或預計長期釋放的釋放源。
　　如，固定頂?shù)挠凸奚喜靠臻g和排氣口；敞開的可燃性液體容器的液面附近處等，均應視為連續(xù)級釋放源。
　　2） 1級釋放源：在正常運行時，預計可能周期性或偶爾釋放的釋放源。

　　如，正常運行時，預計會向周圍場所釋放可燃性物質(zhì)的泵、壓縮機或閥門的密封處；含有可燃性液體的容器上的排水口處；正常工作時，預計可燃性物質(zhì)可能釋放到周圍場所中的取樣點；正常工作中，預計會釋放可燃性物質(zhì)的泄壓閥、排氣孔或其他開孔等均應視為1級釋放 源。

　　3） 2級釋放源：在正常運行時，預計不可能釋放，如果釋放也僅是偶爾和短期釋放的釋放源 。
　　如，正常運行時，不可能泄漏的壓縮機或閥門的密封處；正常運行時，不可能泄漏的法蘭、連接件或管道接頭；正常運行時，不可能向周圍場所釋放可燃性物質(zhì)的取樣點等均應視為2 級釋放源。

　　（2） 確定危險場所的區(qū)域類型
　　劃分危險場所的區(qū)域類型主要依據(jù)場所中的釋放源等級和通風條件。
　　一般來說，連續(xù)級釋放源形成0區(qū)危險場所；1級釋放源形成1區(qū)危險場所；2級釋放源形成2 區(qū)危險場所。
　　同時應根據(jù)通風條件確定區(qū)域劃分。如通風良好時，可降低危險場所的區(qū)域類別。反之，如通風不良時，可提高危險場所的區(qū)域類別。這是因為釋放到周圍場所中的可燃性氣體或蒸氣，會借助于通風形成的空氣流動或擴散，使其濃度稀釋至爆炸下限以下。

　　（3） 確定危險場所的區(qū)域范圍
　　影響危險場所區(qū)域范圍的有可燃性氣體或蒸氣的釋放速率、氣體的爆炸下限、相對密度、通風條件等諸多因素，因此要對它們的影響綜合分析后，確定危險場所的區(qū)域范圍。

　　2.6 影響危險場所區(qū)域范圍的因素
　　（1） 可燃性物質(zhì)的釋放速率
　　釋放速率越大，單位時間內(nèi)釋放到周圍場所中的可燃性物質(zhì)的量就越多，則危險區(qū)域的范圍相應就越大。
　　（2） 爆炸下限
　　對于一定的釋放量，爆炸下限降低，則濃度達到爆炸下限之上的爆炸性氣體混合物的量就相應增加，危險區(qū)域的范圍也會相應變大。
　　（3） 氣體或蒸氣的相對密度
　　如果氣體或蒸氣的相對密度比空氣小，那么輕于空氣的氣體和蒸氣就向上飄逸，這樣，釋放源上方垂直方向的危險區(qū)域范圍將隨著相對密度的減小而擴大；如果氣體或蒸氣的相對密度比空氣大，那么重于空氣的氣體或蒸氣就趨于沉積在地面上，這樣，在地面附近，危險區(qū)域的水平范圍將隨著相對密度的減小而擴大。
　　（4） 通風
　　加大通風量，可以縮小危險區(qū)域的范圍。這是因為通風可以將場所中泄漏的可燃性氣體或蒸氣吹散或稀釋，使危險區(qū)域的范圍縮小。如果通風效果良好，通風換氣量足夠大，并且通風連續(xù)存在，例如，有備用風機等，則可以降低危險場所的區(qū)域類別。

　　此外，釋放源周圍的障礙物可以影響通風效果，使危險區(qū)域的范圍擴大。另一方面，如果障礙物（如堤壩、圍墻、天花板等）能阻擋可燃性氣體或蒸氣向周圍進一步擴散，這時障礙物能限制危險區(qū)域的范圍進一步向外圍擴展。

　　不同的通風條件對危險區(qū)域范圍的影響可以分析如下：
　　1） 自然通風和整體強制通風時
　　如上所述，雖然通常情況下連續(xù)級釋放源形成0區(qū)場所，1級釋放源形成1區(qū)場所，2級釋放源形成2區(qū)場所。但是，實際的生產(chǎn)現(xiàn)場由于通風的影響，情況要復雜得多。例如，通風良好，也許會使危險場所的區(qū)域范圍小到忽略不計，也許會成為危險性較低的區(qū)域類別。如果通風效果特別好，也許會成為非危險場所。反之，如果通風不良，也許會擴大危險場所的區(qū)域范圍，也許會成為危險性較高的區(qū)域類別。

　　2） 局部強制通風時
　　一般情況下，采用局部強制通風稀釋爆炸性混合物，比自然通風和整體強制通風的效果更好。其結(jié)果會使危險場所的區(qū)域范圍縮小，甚至會縮小至可忽略不計的程度。也許會成為危險性較低的區(qū)域類別。甚至成為非危險場所。

　　3） 無通風時
　　無通風的場所存在釋放源時，連續(xù)級釋放源肯定會形成0區(qū)場所，1級釋放源也可能形成0區(qū)場所，2級釋放源也可能形成1區(qū)場所。但是，特殊情況下，例如釋放量極小或監(jiān)視釋放時，也可能使之成為危險性較低的類別。

　　4） 障礙物限制通風時
　　如果危險場所內(nèi)有障礙物影響通風時，則會使危險場所的范圍擴大，或使之成為危險性較高的類別。
　　考慮障礙物影響時，應特別注意地坑及凹處的氣體或蒸氣的相對密度。

　　5） 通風裝置出現(xiàn)故障時
　　對危險場所進行分類是以通風裝置正常工作為前提的。如果通風裝置故障時的危險可以忽略不計（如另外設(shè)置有自動待機系統(tǒng)時），則沒有必要改變以通風裝置正常工作為前提所確定的危險場所分類。但是，如果通風裝置的故障危險不容忽視，則應預測無強制通風時爆炸性混合物的范圍的擴大程度，同時還應預測通風裝置出現(xiàn)故障的頻率及持續(xù)時間，并據(jù)此來確定場所的類別。

　　如果通風裝置不出現(xiàn)故障或即使有故障也很短暫，則應把因通風裝置的故障而擴展的危險場所定為2區(qū)場所。

　　如果在通風裝置出現(xiàn)故障時，能夠采取措施防止可燃性物質(zhì)的釋放（例如：工藝流程自動停 止），則不必改變原確定的場所分類。

　　6） 其他條件
　　氣候條件、地形等其他因素也能影響爆炸危險區(qū)域的范圍。綜上，在確定危險區(qū)域時應注意以下事項：
　　重于空氣的氣體或蒸氣可能流入低于地面的空間，例如凹槽和溝；輕于空氣的氣體或蒸氣可能會滯留在高處的空間，例如屋頂空間；如果釋放源位于車間外面或場所附近，應該采取措施防止大量的可燃性氣體或蒸氣進入車間或場所；通風的狀況對爆炸危險場所的范圍影響很大，在進行區(qū)域劃分時應十分注意。

　　2.7 根據(jù)危險場所分類示意圖和危險場所劃分舉例確定場所類別及范圍

　　在生產(chǎn)現(xiàn)場僅根據(jù)成套設(shè)備或成套設(shè)備設(shè)計的粗略審查，就把設(shè)備周圍的各部分確定為0區(qū) 、1區(qū)或2區(qū)場所幾乎是不可能的，而必須仔細地分析爆炸性混合物形成的各種可能性。

　　要想確定可燃性物質(zhì)釋放的頻度、釋放時間、釋放速率、濃度、通風及其他影響危險場所類別、范圍的要素，就必須對可能形成釋放源的容納可燃性物質(zhì)的工藝流程用設(shè)備逐一進行仔細的考察分析。國家標準GB 3836.14—2000《爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備第14部分：危險場所 分類》中給出了“危險場所分類示意圖”及“危險場所劃分舉例”的提示性附錄，這些資料為掌握場所分類原理及方法提供了實際幫助。但是標準中給出的一些危險區(qū)域范圍示例都是在一定條件下劃分的，使用時應注意其限定條件。標準中給出的示例僅是指導性范例，若要將標準中的例子用于實際的場所分類，必須考慮實際的特殊環(huán)境和各種不同情況的特殊細節(jié)，例如，油井設(shè)施危險區(qū)域的劃分是指在一般情況下確定的。如果油井的油壓或氣壓非常高，則危險區(qū)域的相應范圍就會擴大。此外，每個例子中只給出了一些影響參數(shù)，而不是全部，一般情況下，考慮到這些因素是特殊規(guī)定的，而且有一些是定性的而不是定量的，所以分類結(jié)果較為保守。也就是說，若可能更嚴密地規(guī)定運行參數(shù)，便會得到更準確的場所分類結(jié)果。