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燃氣鍋爐房電氣防爆安全分析

文檔作者：胡海金林!威李山河文檔來源：中國市政工程華北設計研究總院有限公司第三設計研究院中國市政工程華北設計研究總院有限公司		點擊數：	更新時間： 2021年11月15日
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!!收稿日期!"#$% " &amp;amp;$'!!修回日期!"#$% ( )
"熱源與冷源"
燃氣鍋爐房電氣防爆安全分析
胡海金$
!!林!威"
!!李山河"
"$*中國市政工程華北設計研究總院有限公司第三設計研究院! 天津)##)%$#
"*中國市政工程華北設計研究總院有限公司第七設計研究院! 天津)##)%$$
!!摘!要!!分析燃氣鍋爐房的鍋爐間的爆炸危險環境的類別!明確燃氣鍋爐間屬于非爆炸危險
區域!但必須采取用氣安全保障措施% 設計中應重視用氣安全保障措施的可靠性!提出防范爆炸隱
患的具體安全措施%
!!關鍵詞!!燃氣鍋爐房#!燃氣鍋爐間#!用氣安全#!爆炸危險區域#!電氣防爆
中圖分類號! +,--.*(!!文獻標志碼! /!!文章編號! $### &amp;amp;00$'""#$%##% #$ )
!!作者簡介!胡海金$ 男$ 高級工程師$學士$主要從事
燃氣%熱力%環衛%給排水%道路等市政工程及民用建筑的
電氣設計工作&amp;amp;
!"燃氣鍋爐間的環境類別
由于燃氣鍋爐房使用燃氣作燃料$則電氣設計
中首先要確定燃氣鍋爐房是否需要電氣防爆問題&amp;amp;
2/.##0$'"##%(鍋爐房設計規范) "以下簡稱
(鍋爐規)#第$.*"*" 條規定$電動機%啟動控制設
備%燈具和導線型式的選擇$應與鍋爐房各個不同的
建筑物和構筑物的環境分類相適應&amp;amp; 燃氣鍋爐房的
鍋爐間是否防爆的問題$應符合現行國家標準2/
.##.%'"#$0( 爆炸危險環境電力裝置設計規范)
"以下簡稱(爆規)#的相關規定&amp;amp;
(鍋爐規) 第$.*"*" 條的條文說明僅僅表明燃
氣鍋爐房的燃氣調壓間屬于需要防爆的場所&amp;amp;
結合( 鍋爐規) 第$.*"*" 條正文及其條文說
明$燃氣鍋爐間不屬于需要防爆的場所&amp;amp;
(爆規)第)*"*" 條第) 款規定$ 在生產過程中
使用明火的設備附近$或熾熱部件的表面溫度超過
區域內可燃物質引燃溫度的設備附近$可劃為非爆
炸危險區域&amp;amp; 對此規定的理解$如果燃氣鍋爐為明
火設備$則燃氣鍋爐間屬于非爆炸危險區域&amp;amp;
2/.##"%'"##'(城鎮燃氣設計規范) "以下簡
稱(燃規)# 附錄第3*#*" 條第" 款第) 項規定$在
生產過程中使用明火的設備的附近區域$如燃氣鍋
爐房等$可劃分為非爆炸危險區域&amp;amp;
(鍋爐規)和( 燃規) 將燃氣鍋爐間劃分為非爆
炸危險區域的共同理由是把燃氣鍋爐視為明火設
備&amp;amp; 在明火環境進行電氣防爆設計是徒勞的$即便
按防爆場所進行電氣設計而采用防爆電器來阻止電
氣火花或電弧等電氣火源$也不能消除明火設備產
生的非電氣火源&amp;amp; 因此$存在明火的場所應劃分為
非爆炸危險區域&amp;amp;
那么$燃氣鍋爐屬于規范意義上的明火設備嗎*
筆者與燃氣鍋爐制造商咨詢過$燃氣鍋爐目前市場
+1#$+
第)% 卷!第% 期
"#$% 年% 月
煤氣與熱力
214 5671+
89:*)% ;9*%
1<=*"#$%
上一般為爐膛微正壓燃燒$表壓約" >?@&amp;amp; 鍋爐制造
或現場組裝完畢后$開啟鍋爐鼓風機$使爐膛表壓達
到約) >?@$檢測其封閉性&amp;amp; 由此可見$燃氣鍋爐是
封閉燃燒的&amp;amp; 然而$盡管燃氣鍋爐屬于一般意義上
的封閉燃燒$但是鍋爐供應商都不能夠保證燃燒的
火花不外溢$畢竟鍋爐外殼不屬于標準規定的隔爆
外殼&amp;amp; 因此$分析表明$燃氣鍋爐盡管封閉燃燒$由
于不具備隔爆外殼$仍然屬于明火設備$只不過沒有
明顯的外漏火焰而已&amp;amp;
需要說明的是$燃氣鍋爐外殼也不屬于( 爆規)
第)*"*" 條第) 款所說的熾熱表面$天然氣主要組
分甲烷的引燃溫度組別為+$".)( A#$鍋爐表面溫
度遠遠小于天然氣的引燃溫度$則燃氣鍋爐也不屬
于規范規定的熾熱表面溫度超過區域內可燃物質引
燃溫度的設備$僅屬于上文所說的明火設備&amp;amp;
上述分析表明$燃氣鍋爐屬于明火設備$并根據
上述的三部規范得出$燃氣鍋爐間屬于非爆炸危險
區域&amp;amp;
綜上$燃氣鍋爐房除了燃氣調壓間屬于爆炸危
險區域并按(爆規)規定進行電氣防爆設計之外$燃
氣鍋爐間及其緊鄰的控制室等附屬房間等的電氣設
計應該按照非爆炸危險區域環境設計&amp;amp;
#"用氣安全措施
#*!"用氣安全保障措施分析
燃氣鍋爐房的燃料是燃氣$則必須在設計中考
慮用氣安全問題&amp;amp;
(爆規) 第)*"*) 條第) 款規定$正常運行時$
預計不可能釋放$當出現釋放時$僅是偶爾和短時釋
放的釋放源為二級釋放源&amp;amp; 并且在該條款中明確了
正常運行時不能釋放可燃物質的法蘭及閥門連接件
屬于二級釋放源&amp;amp;
燃氣鍋爐間內燃氣管道僅僅在鍋爐前有法蘭及
閥門連接$相當于(爆規)第)*"*) 條第) 款規定的
二級釋放源&amp;amp; 由于明火環境燃氣鍋爐間可以不防
爆$釋放源引發的安全隱患不容忽視&amp;amp;
在明火環境燃氣鍋爐間要消除爆炸危險$只能
靠防止燃氣泄漏或采取其他措施來阻止釋放源達到
爆炸極限等辦法防止爆炸&amp;amp;
(鍋爐規) 第$)*)*" 條規定$在引入鍋爐房的
室外燃氣管道上$在安全和便于操作的地點$應裝設
與鍋爐房燃氣報警裝置聯動的總切斷閥&amp;amp;
(燃規) 第$#*.*) 條規定$燃氣引入管應設手
動快速切斷閥和緊急自動切斷閥$停電時緊急自動
切斷閥必須處于關閉狀態&amp;amp;
(鍋爐規)及( 燃規) 在上述兩條中要求安裝快
速切斷閥的目的$就是釋放源一旦出現事故泄漏$就
及時切斷燃氣供應$從而起到限制燃氣泄漏的作用&amp;amp;
(鍋爐規) 第$$*$*% 條規定$燃氣調壓間%燃氣
鍋爐間可燃氣體濃度報警裝置$應與燃氣供氣管道
上的總切斷閥和排風扇聯動&amp;amp; 根據這條規定$在燃
氣鍋爐間設計燃氣泄漏報警裝置$不僅要自動聯動
切斷燃氣管道總切斷閥$而且還要自動聯動事故風
機啟動&amp;amp; 一旦釋放源發生泄漏$就由燃氣報警系統
自動聯動事故風機$進行通風$阻止釋放源達到爆炸
極限&amp;amp;
綜上所述$按照( 鍋爐規)%( 燃規) 所規定的用
氣安全保障措施$可以消除燃氣鍋爐爐前釋放源所
引發的安全隱患&amp;amp;
#*#"安全保障措施的可靠性分析及對策
燃氣鍋爐房的用氣安全是建立在通風良好%具
有燃氣報警系統及燃氣管道加裝快速切斷閥的安全
保障措施基礎上的&amp;amp; 因此$要求必須保證措施的可
靠性&amp;amp;
#*#*!"事故通風系統可靠性及對策
(爆規)第)*"*0 條第" 款規定,當采用機械通
風時$下列情況可不計及機械通風故障的影響,
!
!封閉或半封閉建筑物設置備用的獨立通風
系統!
"
!當通風設備發生故障時$設置自動報警或
停止工藝流程等確保能阻止可燃物質釋放的預防措
施$或使設備斷電的預防措施&amp;amp;
(爆規)的這條規定明確了通風系統的可靠保
障措施問題&amp;amp; 具體工程中應結合實際情況采取具體
的措施&amp;amp; 筆者認為$采用備用的獨立的通風系統是
符合實際的$采用的事故風機做!B$ 冗余配置即
可&amp;amp; 這是因為$采用自動報警措施很難檢測風機的
機械故障情況$也可能使故障報警事件不夠全面而
留下隱患!當采用停止工藝流程等確保能阻止可燃
物質釋放的預防措施時$如果風機事故$由于從燃氣
報警系統一級報警開始到二級報警聯動切斷快速切
斷閥有時間延遲$則在此短暫時間內的泄漏燃氣得
不到及時稀釋!當一臺風機發生事故時將燃氣鍋爐
間的所有鍋爐斷電停止運行而造成全部停產顯然不
合理&amp;amp; 還需要說明$規范所說的- 獨立通風系統. 是
+1#"+
第)% 卷!第% 期煤氣與熱力!
CCC*=@DEF@G*HI
指不能與其他通風系統合用$只能單獨作為事故通
風用$以策安全&amp;amp;
除上述措施之外$對事故風機供電也應該做到
可靠$例如雙回電源供電并且做到最末級自動切換$
提高電氣設備及線路的可靠性$甚至必要時其過載
保護不動作于跳閘而動作于信號&amp;amp;
#*#*#"燃氣泄漏報警系統可靠性及對策
燃氣鍋爐間燃氣管道系統法蘭及閥門連接處一
旦泄漏$安全措施中首先要求燃氣泄漏報警系統要
可靠報警$并且一級報警時聯動事故風機$二級報警
時聯動燃氣管道系統的緊急切斷閥$保障環境安全&amp;amp;
燃氣泄漏報警系統的可靠性包括多方面&amp;amp; 電源
要可靠$通常雙電源供電且末端自動切換$而且報警
器自帶電池!探測器%報警器等設備應可靠$必要時
應冗余配置$尤其重要部位"爐前釋放源處# 的探測
器建議冗余配置!施工安裝及線路要可靠!探測器%
報警器等設備應按有關規定進行檢驗標定等等&amp;amp;
#*#*$"快速切斷閥的可靠性及對策
燃氣管道系統的釋放源泄漏較嚴重時$當泄漏
的可燃氣體濃度達到設定值時$必須保證切斷閥能
快速動作$關斷氣源&amp;amp; 如果不能及時關斷$就只能靠
運行管理人員人為關斷&amp;amp; 因此$要求快速切斷閥必
須安全可靠&amp;amp;
工程中事故切斷閥由燃氣工藝專業選定$應選
擇可靠的符合標準的產品$并且安裝可靠$必要時也
可以冗余配置&amp;amp;
#*$"設計中還應注意的其他安全問題
!
!防止局部燃氣積聚
天然氣比空氣輕$應防止燃氣積聚在頂部下方&amp;amp;
這就要求暖通專業設計事故風機時$盡量設置在屋
頂的最高點而不是設在側墻的高處&amp;amp; 頂棚下不建議
安裝燈具等電器&amp;amp; 對于比空氣重的燃氣$應防止燃
氣在地面處積聚$并且低處不建議安裝電器&amp;amp;
"
!照明燈具安裝位置應考慮具體情況
對于天然氣等比空氣輕的燃氣$鍋爐間應盡量
將燈具布置在距頂部較遠的較低處的墻壁安裝$防
止燃氣積聚&amp;amp; 對于比空氣重的燃氣$鍋爐間燈具應
裝在高處&amp;amp;
#
!保障防雷及接地安全
為了安全$鍋爐房按二類防雷建筑物設計$并且
燃氣管道應做好防靜電接地&amp;amp;
$
!考慮應急斷電方便
鍋爐間應盡量少布置電氣設備$并且鍋爐間電
源能在鍋爐控制室及其他方便集中管理且方便操作
的地方設置應急斷電開關&amp;amp;
$"結論
!
!燃氣鍋爐間屬于非爆炸危險區域$但應采
取可靠的安全保障措施$以保證用氣安全&amp;amp; 鍋爐間
及緊鄰的控制室等附屬房間的電氣設計應該按照非
爆炸危險區域環境設計&amp;amp;
"
!為了防范安全隱患$應重視燃氣泄漏報警
系統%事故通風系統及燃氣管道快速切斷閥的可靠
性&amp;amp;
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