试析化工企业电气安全设计

张金浩

(天津发泰医药工业设计有限公司)

摘要：现代化工企业中，多数生产设备及装置的物料介质是具有爆炸、火灾危险的。因此化工企业与普通场所的电气设计相比，在电气安全方面有较高的要求。

关键词：爆炸；点燃源；危险区域；防静电

一、化工企业诱发爆炸的主要因素

1.1释放源

可释放出能形成爆炸性混合物的物质所在的位置或地点称为释放源。密闭容器和通道本身不视作释放源，当事故情况或在正常操作过程中产生易爆可燃物质外溢时，则被看作释放源。释放源应按易燃物质的释放频繁程度和持续时间的长短进行分级。

1.2点燃源

烟头、撞击火花、明火、化学反应热、热物体表面等都可以起到点燃作用，成为点燃源。而电气控制设备，如灯开关、磁力起动器等在分合过程中产生的电弧以及电气设备表面的热积累都是可能的点燃源。在电气设计中最重要的是要防止因电气设备导致点燃的问题。

1.3爆炸浓度

爆炸性气体、蒸气、粉尘等要与空气混合成一定比例，才能形成爆炸性混合物，这种比例称作爆炸浓度。当混合物浓度超过爆炸浓度上限或低于爆炸浓度下限时，都不能被点燃。释放源、点燃源和爆炸浓度构成了爆炸的三个基本条件，缺少其中任何一个条件时，均不能形成爆炸。因此，电气设计中的防爆措施应当从这三个方面来考虑。

二、爆炸危险区域的范围划分

2.1建筑物内部释放源

封闭厂房通风不良时，以厂房为界，厂房内划为1区。当易燃物质重于空气时如释放源距离建筑物外墙小于12m时，以释放源为中心，半径为15m，高度为7.5m的范围内(厂房外)划为2区。如释放源距离建筑物外墙大于等于12m时,通向露天的门、窗外3m以内的空间，在自然通风良好的条件下也划为2区。当易燃物质轻于空气时，如释放源距离建筑物外墙小于1.5m时，以释放源为中心，半径为4.5m，高度为7.5m的范围内(厂房外)划为2区。如释放源距离建筑物外墙大于等于1.5m时，通向露天的门、窗外3m以内的空间,在自然通风良好的条件下也划为2区。封闭厂房通风良好时，以厂房为界划为2区。其它爆炸危险区域的范围同通风不良时。一般生产车间均属于封闭式厂房。在爆炸危险区域内如若采用了机械通风，通常可认为是通风良好的状态。

2.2生产装置区的释放源，当易燃物质重于空气时，以释放源为中心，半径为15m的范围内划为2区。当易燃物质轻于空气时，以释放源为中心，半径为4.5m的范围内划为2区。

三、重于空气的易燃物质贮罐

3.1固定式贮罐。

在罐体内部未充隋性气体的液体表面以上的空间划为0区。以放空口为中心，半径为1.5m的空间和爆炸危险区域内的地坪下的坑、沟划为1区。贮罐无堤时，距离贮罐的外壁和顶部3m的范围内划为2区。当贮罐周围设围堤时，贮罐外壁至围堤，其高度为堤顶高度的范围内划为2区。如贮罐外壁至围堤距离小于3m时，爆炸危险区域应划出围堤外。

3.2浮顶式贮罐

在浮顶移动范围内的空间划为1区。贮罐无堤时，距离贮罐的外壁和顶部3m的范围内划为2区。贮罐在堤内,如贮罐外壁至围堤距离大于等于3m时，其水平距离从贮罐外壁延伸至围堤的范围内划为2区；否则应距贮罐外壁3m范围内都划为2区。

四、电气设计对危险环境电力装置的要求

4.1明确变、配电所和控制室的位置

（1）化工企业电气设计时对变电所、配电所以及控制室的位置有所要求，应该避开工厂全年主导风向的下风侧，且如果企业有条件的话尽量采用室内设置。

（2）企业在设计变电所、配电所和控制室时，应该要求地面高出室外地面0.6m。对于附近的化工企业排发的易腐蚀性气体也要注意，应避开其风向。

4.2电气设计时对防爆设计的要求

（1）化工企业很容易发生气体爆炸，因此在电气设计时应布置跟离易发生爆炸地点较远的位置，选择危险性较小或没有爆炸危险的环境区域内。

（2）如果选择的范围必须在某一特定区域，那么在电气设计时一定要根据爆炸危险区域严重程度来分区，应采用符合国家标准的产品的电气设备。

4.3电气设计时对电气线路敷设的要求

（1）电气设计时，线路应选择在发生爆炸危险系数较小的环境或离释放源较远的地方敷设。

对于化工环境当易燃物质比空气要重时，设计电气线路应在较高处敷设，假若环境条件不允许，则应采用地下设电缆沟设置，但设置时应在沟内填充砂石并设置排水措施。

（2）敷设电气线路的沟道、电缆或钢管所经过的区域，应该做好防范，与墙体或楼板处的孔洞衔接处应使用非燃性材料堵塞严密。

（3）当输送易燃气体或液体的管道与电气设计线路有碰撞时，在设计时应符合下列要求：

a.选用危险程度较低的管道一侧。

b.当易燃物质比空气重时将电气管道设置在上方，当比空气轻时应电气管道设置在管道的下方。

（4）针对电气线路敷设设计时应该考虑到有可能受到机械运作产生的振动、腐蚀以及受热因素，如果实在不能避开时则事先应在施工或材料上采取预防措施。

（5）对于架空线路，在设计时应严禁跨越爆炸性气体环境，架空线路爆炸性气体环境的水平距离应不能小于杆塔高度的1.5倍。并采用防爆性强的材质。

（6）电缆类型的选择：

a.根据不同环境选用不同材质的电缆，如在1区内应采用铜芯材质的电缆。

b.选用材料时还应该根据当时的环境，比如是否有腐蚀、鼠类、白蚁等危害的东西，以及周围的环境温度如何，根据不同的需求选用合适的材料，

4.4电气设计对防雷防静电接的要求

（1）防雷措施

a.针对有火灾爆炸危险的化工装置、暴露在外的设备、储罐、电气设施等应提前设置可靠的防雷保护装置，以免损坏这些设备。

b.根据建筑物的种类，提前预防设计好相应的防雷保护措施，对防雷建筑物三类的情况，设防直击雷、侵入雷和感应雷装置，以免天灾引起不必要的后果。

c.定时做好防雷电阻定期检测记录。

（2）防静电措施

a.对有所有有可能产生静电而导致引爆危险的静电导体的物体，都一一接地。

b.对每组专门设置的静电接地体的阻值一般小于100Ω。

c.对每个生产操作的工作人员，在工作中应配戴防静电防护用品。对于一些容易因静电发生爆炸的工作程序，工作人员在配戴防静电防护产品前应在人体导除静电装置上先将静电导出。

对电气设备的接地装置与避雷针的接地装置两者应独立设置与装设，在建筑物上，但防止雷击的避雷针接地装置则可与防雷电感应的接地装置合并，务必谨记的是接地电阻值应取其中最低值。

结语

化工企业因其工艺的特殊性，往往处于危险生产环境，因此电气设计人员应引起重视，熟悉有关的设计规范，掌握所选电气产品的性能。针对构成爆炸的基本条件采取完整的防范措施，杜绝爆炸事故的发生。

参考文献

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[2]曾启华.论化工企业电气系统的合理设计施工[J].科技致富向导.2011(03).

[3]赵斐,霍广勇,肖声扬.中泰化学雷击事件原因分析[J].科协论坛(下半月).2009(10).

作者简介

张金浩，1983年12月，男，汉族，籍贯：天津，职称：工程师，学位：本科，研究方向：工业建筑电气设计，单位：天津发泰医药工业设计有限公司。