金晶

（中國電力工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司 湖北武漢 430071）

1 爆炸性粉塵環(huán)境危險(xiǎn)區(qū)域劃分

根據(jù)GB 50058—2014《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：

2.1 爆炸危險(xiǎn)區(qū)域應(yīng)根據(jù)爆炸性粉塵環(huán)境出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間分為20區(qū)、21區(qū)、22區(qū)，分區(qū)應(yīng)符合下列規(guī)定：

120區(qū)應(yīng)為空氣中的可燃性粉塵云持續(xù)地或長期地或頻繁地出現(xiàn)于爆炸性環(huán)境中的區(qū)域；

221區(qū)應(yīng)為在正常運(yùn)行時(shí)，空氣中的可燃性粉塵云很可能偶爾出現(xiàn)于爆炸性環(huán)境中的區(qū)域；

322區(qū)應(yīng)為在正常運(yùn)行時(shí)，空氣中的可燃粉塵云一般不可能出現(xiàn)于爆炸性粉塵環(huán)境中的區(qū)域，即使出現(xiàn)，持續(xù)時(shí)間也是短暫的。

本條對爆炸性粉塵環(huán)境危險(xiǎn)區(qū)域劃分的規(guī)定與IEC60079-10-2標(biāo)準(zhǔn)中3.25條中的劃分規(guī)定一致。

2 工程應(yīng)用

以下就菲律賓美薩美斯3×135MW燃煤電站工程運(yùn)煤系統(tǒng)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分進(jìn)行說明。菲律賓美薩美斯3×135MW燃煤電站位于菲律賓東美薩美斯省維拉努埃瓦市的菲佛德克工業(yè)區(qū)內(nèi)，本期建設(shè)3×135MW機(jī)組，預(yù)留擴(kuò)建場地。本工程采用循環(huán)流化床鍋爐，運(yùn)煤系統(tǒng)按三臺鍋爐為一個(gè)單元設(shè)計(jì)，采用程序控制。

2.1 煤質(zhì)分析資料

表1

2.2 鍋爐耗煤量

表2

2.3 運(yùn)煤系統(tǒng)設(shè)簡述

本工程燃煤全部為海運(yùn)來煤，由碼頭卸煤設(shè)施將煤運(yùn)至廠內(nèi)接口1號轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)。廠內(nèi)設(shè)2座條形煤場，總貯量可滿足3臺鍋爐燃用設(shè)計(jì)煤種連續(xù)運(yùn)行30d的耗煤量。每座煤場上設(shè)有干煤棚，跨度100m，長度95m。運(yùn)煤系統(tǒng)碎煤機(jī)室布置在煤場后上煤系統(tǒng)中，帶式輸送均為雙路布置，一路運(yùn)行，一路備用，并具有雙路同時(shí)運(yùn)行的條件。帶式輸送機(jī)采用難燃EP帶。

運(yùn)煤系統(tǒng)工藝流程圖如圖1所示。

圖1

2.4 危險(xiǎn)評估

2.4.1 燃料分析

本工程燃煤為褐煤。根據(jù)《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》，褐煤（生褐煤）危險(xiǎn)性質(zhì)在“非”，粉塵分級為IIIB。褐煤具有水分大、揮發(fā)成分高、空氣中易風(fēng)化碎裂的特性，故燃煤在輸送過程中易碎形成粉塵并發(fā)生自燃。本工程燃煤在從印尼運(yùn)輸?shù)诫姀S的期間會向煤堆進(jìn)行噴水以增加表面水分防止自燃及揚(yáng)塵。

2.4.2粉塵源

粉塵有兩個(gè)主要形成階段，即粉塵產(chǎn)生和粉塵的排放過程。煤粉塵產(chǎn)生的主要原因是沖擊或磨損。此外，煤粉塵產(chǎn)生過程會受物料特性的影響，如硬度、粒度分布、顆粒密度和濕度，以及工藝參數(shù)如機(jī)械加工、煤流運(yùn)動(dòng)及處理程度等。粉塵一旦產(chǎn)生，就有可能產(chǎn)生排放。

2.4.3 爆炸風(fēng)險(xiǎn)

著火的三要素為：可燃性粉塵、熱量、氧氣，這三點(diǎn)必須同時(shí)發(fā)生才能引起火災(zāi)。而要發(fā)生粉塵爆炸，必須同時(shí)具備以下五種必要的元素：可燃性粉塵、熱量、氧氣、懸浮粉塵濃度在可燃極限內(nèi)、受限空間，缺少任何一個(gè)要素都不會發(fā)生爆炸的傳播。

煤作為一種主要燃料，必須滿足粉塵顆粒大小和數(shù)量的要求才能形成粉塵爆炸性環(huán)境。對于褐煤來說，其粉塵平均粒徑在2～3μm之間，才能形成粉塵爆炸的危險(xiǎn)。本工程原煤粒徑≤50mm（其中≤20%的＜2mm），雖然褐煤是可燃的，但仍然需要破碎成足量的粉塵顆粒才具有能產(chǎn)生粉塵爆炸的危險(xiǎn)。

褐煤粉塵云最低引燃溫度為450℃，高溫表面堆積粉塵層（5mm）的引燃溫度為260℃。而本工程運(yùn)煤系統(tǒng)的電氣設(shè)備表面溫升不會超過200℃，這個(gè)溫度比煤粉著火的溫度低得多，因此褐煤粉塵云不會被引燃。

2.5 運(yùn)煤系統(tǒng)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分

2.5.1 轉(zhuǎn)運(yùn)站

圖2

轉(zhuǎn)運(yùn)站每個(gè)落料點(diǎn)分別設(shè)置了一臺脈沖袋式除塵器，布置在除塵設(shè)備間。除塵系統(tǒng)將從導(dǎo)料槽及落煤管抽風(fēng)，使之產(chǎn)生負(fù)壓以防煤塵外逸。除塵器的運(yùn)行與對應(yīng)的帶式輸送機(jī)聯(lián)鎖。帶式輸送機(jī)導(dǎo)料槽內(nèi)部設(shè)有干霧抑塵裝置。

圖1中“A”為導(dǎo)料槽及落煤管內(nèi)部區(qū)域?yàn)?1區(qū)。煤流在落煤管內(nèi)產(chǎn)生的是負(fù)壓，只有當(dāng)除塵器及干霧抑塵裝置都故障的情況下才可能會在落煤管入料口的頭部、導(dǎo)料槽與帶式輸送機(jī)之間的間隙（“B”“C”區(qū)域）產(chǎn)生少量的粉塵外溢。因此，將“B”“C”區(qū)域處輻射1m范圍內(nèi)的區(qū)域劃分為22區(qū)，落煤管頂部的頭部漏斗開口處輻射1.5m的范圍內(nèi)的區(qū)域劃分為22區(qū)。

為防止粉塵在轉(zhuǎn)運(yùn)站其它區(qū)域表面堆積，轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)設(shè)有水沖洗系統(tǒng)定期清掃?；谟行У某龎m措施及電廠運(yùn)行管理，可抑制粉塵堆積而形成爆炸性粉塵環(huán)境的危險(xiǎn)，因此轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)其它區(qū)域劃分為非危險(xiǎn)區(qū)域。

2.5.2 碎煤機(jī)室（見圖3）

齒輥破碎機(jī)在運(yùn)行時(shí)齒輥擠壓煤塊的速度較低，因此產(chǎn)生的粉塵較少。考慮在設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的粉塵爆炸濃度較低，所以標(biāo)記“A”的設(shè)備內(nèi)部區(qū)域劃分為21區(qū)。同轉(zhuǎn)運(yùn)站一樣，將“B”“C”導(dǎo)料槽與帶式輸送機(jī)間的間隙處輻射1m范圍內(nèi)的區(qū)域劃分為22區(qū)。落煤管頂部的頭部開口處輻射1.5m的范圍內(nèi)的區(qū)域劃分為22區(qū)。

為防止粉塵在碎煤機(jī)室其它區(qū)域表面堆積，碎煤機(jī)室內(nèi)設(shè)有水沖洗系統(tǒng)定期清掃?；谟行У某龎m措施及電廠運(yùn)行管理，可抑制粉塵堆積而形成爆炸性粉塵環(huán)境的危險(xiǎn)，因此碎煤機(jī)室內(nèi)其它區(qū)域劃分為非危險(xiǎn)區(qū)域。

2.5.3 煤場區(qū)域

每座煤場內(nèi)設(shè)有一臺斗輪堆取料機(jī)進(jìn)行堆取料作業(yè)。煤場干煤棚內(nèi)設(shè)置噴水抑塵系統(tǒng)及溫度檢測裝置，以控制煤塵的飛揚(yáng)并降低煤堆溫度，防止煤堆自燃。干煤棚兩端為敞開結(jié)構(gòu)形式，具有良好自燃通風(fēng)條件，因此煤場劃分為非危險(xiǎn)區(qū)域。

圖3

2.5.4 運(yùn)煤棧橋

帶式輸送機(jī)在棧橋中運(yùn)行時(shí)，煤是靜止堆放在膠帶上的無粉塵產(chǎn)生，僅可能會出現(xiàn)飄落的煤粉形成粉塵。運(yùn)煤棧橋采用封閉結(jié)構(gòu)，防止粉塵外漏及煤粉干燥。此外，轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)導(dǎo)料槽的干霧抑塵裝置可對煤進(jìn)行加濕，有利于煤粉形成塊而抑制其形成粉塵。

棧橋兩側(cè)的窗戶具有良好的自燃通風(fēng)條件，且棧橋內(nèi)設(shè)有沖洗水裝置，定期對棧橋內(nèi)進(jìn)行水沖洗防止粉塵堆積。基于這些有效的除塵措施及電廠管理，可抑制粉塵堆積而形成爆炸性粉塵環(huán)境的危險(xiǎn)，因此棧橋區(qū)域劃分為非危險(xiǎn)區(qū)域。

3 防止粉塵危害管理實(shí)踐方式

（1）電廠任命煤粉塵管理員，負(fù)責(zé)現(xiàn)場粉塵控制程序的實(shí)施。

（2）為所有員工提供基本的培訓(xùn)，以確保員工知曉所在工作環(huán)境的煤粉塵的危害。培訓(xùn)應(yīng)包括除塵、識別和預(yù)防可燃粉塵的危害。

（3）建立適當(dāng)?shù)墓芾沓绦虮３肿鳂I(yè)內(nèi)區(qū)域無粉塵堆積。在每次運(yùn)煤作業(yè)完成后，系統(tǒng)安全關(guān)閉時(shí)對轉(zhuǎn)運(yùn)站、碎煤機(jī)室及棧橋等運(yùn)煤系統(tǒng)車間內(nèi)進(jìn)行水沖洗。

（4）建立運(yùn)煤系統(tǒng)設(shè)施粉塵控制設(shè)備清單，其清單信息包括設(shè)備的銘牌數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、檢查過程、測試和維護(hù)頻率等。

（5）建立火源控制制度，如禁止吸煙和限制在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)使用火花生產(chǎn)作業(yè)。

（6）制定電廠定期審計(jì)、檢查和審查維護(hù)管理計(jì)劃。

4 結(jié)論

對于要求執(zhí)行IEC60079-10標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分的涉外工程，運(yùn)煤系統(tǒng)應(yīng)注意將劃分在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的機(jī)械設(shè)備電機(jī)按標(biāo)準(zhǔn)要求選用防爆電機(jī)，電氣元件采用防爆型。