燃氣鍋爐房的電氣防爆設(shè)計

來源:《黑龍江科技信息》2008年9月上供稿文/曾彥 黃萍

燃氣鍋爐房因其固有的環(huán)保等優(yōu)勢正在推廣，尤其在產(chǎn)氣豐富地區(qū)，大量的新建和改造燃氣鍋爐房工程紛紛上馬。然而電氣防爆部分沒有明確的設(shè)計條文，各地設(shè)計人員認識和做法不盡相同，以下闡述對規(guī)范的理解，交流探討設(shè)計實踐中存在的疑難爭議問題及解決辦法，供各位同仁參考。

1 爆炸危險區(qū)域劃分

根據(jù)國標《鍋爐房設(shè)計規(guī)范》GB50041-1992，電氣部分第13.2.2條中：燃油調(diào)壓間、燃油泵房、煤粉制備間、碎煤機間和運煤走廊等有爆炸和火災(zāi)危險場所等級的劃分，必須符合現(xiàn)行國家標準《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。

新疆庫爾勒地區(qū)天然氣相對密度：0.8，參照《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058-1992，第2.3.1條注2：相對密度大于0.75的爆炸性氣體規(guī)定為重于空氣的氣體；參照第2.3.4條爆炸危險區(qū)域劃分，在封閉建筑物內(nèi)通風不良的生產(chǎn)裝置區(qū)，即鍋爐房、計量間及有天然氣管線進出的房間內(nèi)為1區(qū)[指在正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境]。

根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2006，第3.1.1條，鍋爐房是利用天然氣作為燃料，進行燃燒作其它用的生產(chǎn)，屬于丁類生產(chǎn)火災(zāi)危險性，同時依據(jù)第3.1.1條4項條文解釋②，“丁類”第2項：雖然利用氣體、燃料或固體為燃料進行燃燒，是明火生產(chǎn)，但均在固定設(shè)備內(nèi)燃燒，不易造成火災(zāi)。雖然也有一些爆炸事故，但一般多屬于物理性爆炸，如鍋爐房、石灰焙燒、高爐車間等的生產(chǎn)。

上述兩個規(guī)范的對比看出，明火生產(chǎn)的鍋爐房，在實際運行中，劃為1區(qū)已經(jīng)沒有太大的意義。

然而，現(xiàn)在企業(yè)里，比如油氣生產(chǎn)追求本質(zhì)安全，就是通過追求其流程中人、物、系統(tǒng)、制度等諸要素的安全可靠和諧統(tǒng)一，使各種危害因素始終處于受控制狀態(tài)，進而逐步趨近本質(zhì)型、恒久型安全目標。那么如何進行電氣設(shè)計？

2 事故原因的分析

分析燃氣鍋爐房事故的原因，有兩種可能：鍋爐本體爆炸、鍋爐房爆炸性氣體達到爆炸濃度而發(fā)生爆炸。

鍋爐本體爆炸，是因為在爐膛或煙道內(nèi)有爆炸性混合氣體存在，當達到爆炸極限，被明火或鍋爐本身的高溫引燃造成事故。這一點與《建筑設(shè)計防火規(guī)范》相關(guān)條文說明相符。實際目前鍋爐產(chǎn)品已經(jīng)考慮了安全生產(chǎn)措施來避免。合格的燃氣鍋爐本身有防爆工藝設(shè)計，如燃燒器在異常情況自動停機，自控裝置也停止輸出燃料；燃氣鍋爐燃燒系統(tǒng)自動化程度較高，包括了燃氣壓力高、低限報警保護等，當控制到哪步邏輯判斷不滿足設(shè)定條件時，啟動相應(yīng)聯(lián)鎖保護。

避免了鍋爐本體爆炸可能性，但是仍然存在上述的另外一種可能，能否避免？如何避免？

3 應(yīng)對措施

其實在設(shè)計中，根據(jù)《鍋爐房設(shè)計規(guī)范》和《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50116-1998等規(guī)范，我們已經(jīng)采取了以下措施：

天然氣管道上閥門、表計等可能發(fā)生天然氣泄漏處，鍋爐間可能會產(chǎn)生天然氣存積區(qū)域[相對密度0.8，一般是在屋頂區(qū)域]，在這些部位均設(shè)有可燃氣體濃度檢測報警裝置，根據(jù)可燃氣體濃度情況發(fā)出聲光報警信號及啟動事故排風機，當泄漏濃度達到爆炸極限下限的50%[該值僅供參考]，還立即關(guān)閉天然氣源進氣總管的總進氣電磁閥。

在鍋爐房及有天然氣管線進出的房間，設(shè)置事故排煙風機，還與可燃氣體報警器聯(lián)鎖（啟動）。

電氣、儀表用電纜選用銅芯，最小截面不低于1.5mm2。

燃氣放散管的管頂或其附近應(yīng)設(shè)置避雷針，其針尖高出管頂不應(yīng)小于3m，并使其保護范圍高出管頂不小于1m。

燃氣管道應(yīng)有靜電接地裝置，當管道為金屬材料時，可與防雷或電氣工程接地保護線相連，其實測電阻值R≤4Ω。在管道連接處，如彎頭、法蘭、閥門等處不能與金屬管道良好接觸，也用金屬軟線將兩端跨接。

在鍋爐房及有天然氣管線進出的房間門、窗采取泄壓措施。

根據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》第2.2.2條，符合下列條件之一時，可劃為非爆炸危險區(qū)域：第3項，在生產(chǎn)過程中使用明火的設(shè)備附近；結(jié)合上述幾條措施可以明確，電氣設(shè)備選型為非防爆。

同時根據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》第2.2.2條，符合下列條件之一時，可劃為非爆炸危險區(qū)域：第2項，易燃物質(zhì)可能出現(xiàn)的最高濃度不超過爆炸下限的10%；關(guān)閉天然氣源進氣總管的總進氣電磁閥時，濃度超過爆炸極限下限的10%，鍋爐間屋頂附近區(qū)域是天然氣存積區(qū)域，所以照明燈具及開關(guān)選用是防爆型。

4 結(jié)論

在燃氣鍋爐房電氣設(shè)計中，照明選用防爆燈具，其它部分采用非防爆型。

參考文獻

[1]鍋爐房設(shè)計規(guī)范.GB50041-1992.

[2]爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范.GB50058-1992.

[3]