孫志春

（天津渤化工程有限公司，天津300192）

1 降低爆炸性環(huán)境的危險區(qū)域等級

化工廠電氣設計要結合易燃物性質、釋放源位置、運行經驗與通風條件等因素，準確劃分爆炸危險區(qū)域等級。降低爆炸性環(huán)境的危險區(qū)域的措施，首先要從化工工藝把關，減少連續(xù)釋放源的出現(xiàn)和限制一級釋放源；其次加強裝置區(qū)內通風設計，通過保證區(qū)域內換氣次數(shù)，保證易燃物質濃度不超過爆炸下限值的10%，可劃為非爆炸危險區(qū)，最后還可以利用圍堰控制重于空氣的爆炸性危險氣體的流動。在建筑物內部，比較適宜按照廠房單位確定危險區(qū)域；在生產中大多數(shù)情況屬于II區(qū)，根據(jù)通風是否良好相應的降低或提高爆炸危險區(qū)域的等級。場所分類很重要，為了盡量準確的劃分區(qū)域，在根據(jù)有關標準和規(guī)范的同時，還應參考以往的經驗和行業(yè)的特點，既要保證生產裝置安全可靠，又要避免人為提高安全等級而造成工程投資浪費。

2 變配電設計

2.1 化工企業(yè)車間變電所設計

所有變電所都應盡量設置在爆炸危險區(qū)域外面。當車間變電設計條件難以滿足要求，布置在附加II區(qū)附近時，保證配電室地面距室外地面距離不小于0.6m，以阻擋比空氣重的易燃物質沿地面擴散至變電所。當車間變電所放置在II區(qū)時，可以采取正壓通風防爆措施。針對生產中的負荷多為一級，二級負荷的情況，配電系統(tǒng)設計中應能保證一級負荷的雙重電源供電，二級負荷的兩回線路供電。對于特殊重要負荷，必須加配應急電源。在實際設計過程中，需要結合允許斷電時間以及產品生產工藝選擇應急電源。進入裝置區(qū)內的低壓電源供電采用TN-S系統(tǒng)接地形式。在爆炸性氣體I以及II區(qū)域，電纜導線的絕緣選擇阻燃型的，且導體允許載流量應大于1.25倍熔體額定電流和1.25倍自動開關長延時過電流脫扣器整定電流。1 000 V以下的引向電壓鼠籠感應電動機支線載流量需要大于1.25倍電動機額定電流。

2.2 防爆電氣設備的選擇

化工企業(yè)按照劃分的防爆區(qū)域合理選擇防爆電氣設備的組別與級別。化工企業(yè)的防爆廠房應選用特種電氣設備，防止電弧和電火花外泄，降低電氣設備表面溫度。最新開發(fā)的一種無火花型電氣設備，正常運行時不會產生火花、電弧和危險溫度。它的基本保證措施是采用絕緣等級較高的絕緣材料，防止熱量聚集，從而使得無火花電氣設備重量輕，結構簡單，維修方便。我國絕緣材料發(fā)展較慢，使得無火花電氣設備的價格現(xiàn)階段還是偏高，所以沒能廣泛應用在工程中。但是這種技術在日本、德國等國家廣泛應用，我們在今后的設計中也應逐步推廣這種設備?；S內盡量不用攜帶式或移動式設備，因為鐵殼的碰撞摩擦會產生火花，使其成為點燃源?，F(xiàn)階段，我國大部分的防爆電動機都是卡套式接口，在接線過程中需要采用填料密封，但是不易安裝且安全系數(shù)較低。一般處理方式為：1）將卡套拆掉，重新送到防爆電器加工廠進行絲扣加工，加強與防爆撓接管相配套，不僅外形美觀，而且安全系數(shù)非常高，大幅度降低了成本。2）絲扣式接線口，這種電動機與防爆撓接管直接配套，安全系數(shù)高、美觀、便于安裝，但是價格比較高。

2.3 電纜敷設

通過實際工作經驗可知，在易燃易爆環(huán)境中的電氣線路的設計與安裝，都是橋架方式為主，電纜溝與鋼管鋪設為輔。一般來說，先通過室外橋架引進，沿著墻體或柱體引入電纜溝，敷設到電機旁邊，然后使用防爆撓接管與電動機接口相連。在鋼管、橋架以及電氣線路溝等穿過不同區(qū)域之間的孔洞，必須采用非燃性材料進行嚴密封堵。在鋪設架空橋時，應該選擇阻燃電纜，在爆炸性氣體I區(qū)、II區(qū)線路不能出現(xiàn)接頭。電氣設計中常見的缺陷是缺少密封處理，與設備相連的導管一定要密封，防止設備發(fā)生燃燒時，通過電氣保護管傳到另一個地方。如果在電氣施工中不做密封，將使防爆電氣設備的可靠性大大降低。

2.4 照明選擇安裝

防爆燈具形式特殊，是一種封閉燈具，結構復雜，不易檢修。燈具布置時，盡量遠離釋放源，清晰的了解廠房人流、物流走向以及設備的外形尺寸，避免燈具安裝位置不合理造成檢修困難。一般情況下，化工裝置區(qū)內照明燈具多用防爆金屬鹵化物燈，隨著科學技術進步，LED燈與金鹵燈相比有較大的優(yōu)勢。第一，發(fā)光效率高，比金屬鹵化物燈的光效提高了30%左右，可以在后期長時間運行時節(jié)省電能，更容易滿足照明設計規(guī)范的能耗指標。第二，使用壽命長，LED光源為固體發(fā)光體，采用環(huán)氧樹脂封裝，可承受高強度的機械振動和機械沖擊，不易破碎。LED燈具使用壽命高達5～10年，將在很大程度上降低燈具檢修頻次，從而大大減少燈具后期維護成本。第三，響應時間快，所以LED燈具也可以作為廠房應急照明燈具，滿足啟動時間要求。還有LED燈具制造過程對環(huán)境友好，可以回收利用，LED照明燈具有較寬的電壓輸入范圍。隨著LED燈具性價比提高，投資回報周期將會越來越短。貫徹國家節(jié)能減排的政策，今后要應用在更多的合適的項目上。

3 防雷防靜電系統(tǒng)

化工企業(yè)的防雷系統(tǒng)包括兩部分：外部防雷和內部防雷。外部防雷包括接閃，引流，均壓，接地。內部防雷包括屏蔽，合理布線，安裝SPD。對于爆炸危險環(huán)境的防雷系統(tǒng)來說，除了建（構）筑物及設備本身防雷外，還需要考慮排放爆炸危險氣體的排空管、放散管和呼吸閥等是否在規(guī)范規(guī)定的接閃桿的保護范圍之內。

對于化工企業(yè)，靜電接地是防止靜電危害的主要措施之一，它將帶電體泄露出來的靜電荷提供一條導入大地的通道。一般情況下，保護人身安全的保護接地，把接閃桿雷電流泄放到大地的防雷接地以及減少裝置產生靜電的靜電接地合用一套接地系統(tǒng)。所有進出裝置區(qū)內的金屬管道，電纜金屬外皮，金屬保護管都應在入戶處做接地。全部電氣設備、壓力容器、機械設備等金屬外殼全部進行接地處理?；て髽I(yè)環(huán)境中一般有腐蝕性物質，選擇接地材料時要考慮實際環(huán)境的腐蝕性。

綜上所述，首先要明確生產工藝流程，主要物料的物理化學性質及物料的分布情況，準確劃分爆炸危險區(qū)域。然后再進行配電設計、爆炸危險場所電氣設備選擇、裝置的防雷防靜電設計。還需要與工藝、土建、暖通、設備等專業(yè)相互配合，最大程度降低生產活動的危險程度，確保裝置安全可靠的運行。