石維峰

（廈門陸原建筑設(shè)計(jì)院有限公司，福建 廈門 361001）

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及生產(chǎn)需求，電子、醫(yī)藥等有用到危險(xiǎn)化學(xué)品的廠房都會(huì)將其集中置于甲、乙類倉(cāng)庫(kù)。而這些倉(cāng)庫(kù)作為爆炸產(chǎn)生的源頭之一，除了必要的土建防爆措施之外，機(jī)電防爆尤為重要。筆者結(jié)合爆炸產(chǎn)生的因素對(duì)某電子芯片廠房?jī)?nèi)的甲類倉(cāng)庫(kù)電氣防爆設(shè)計(jì)進(jìn)行分析、總結(jié)。

1 電氣設(shè)備選型與安裝

該倉(cāng)庫(kù)為爆炸性氣體環(huán)境，防爆電氣設(shè)備組別、級(jí)別不應(yīng)低于該環(huán)境內(nèi)氣體混合物的級(jí)別、組別；還應(yīng)根據(jù)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分來(lái)選擇電氣設(shè)備保護(hù)級(jí)別及防爆結(jié)構(gòu)。

（1）可燃?xì)怏w或蒸氣爆炸性混合物分級(jí)、分組

爆炸性氣體混合物按其最大試驗(yàn)安全間隙或最小點(diǎn)燃電流比分級(jí)，應(yīng)符合下表1；爆炸性氣體混合物的分組應(yīng)按引燃溫度劃分，并應(yīng)符合表2；Ⅱ類電氣設(shè)備的溫度組別、最高表面溫度和氣體、蒸氣引燃溫度之間的關(guān)系應(yīng)符合爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范（以下簡(jiǎn)稱爆規(guī)）中的表3。

表1 爆炸性氣體混合物分級(jí)

表2 引燃溫度分組

本次案例根據(jù)工藝提資，該倉(cāng)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)的物質(zhì)為氨氣、氫氣、天然氣,且不同氣體分別位于不同隔間內(nèi)，為單組分氣體和蒸氣，可直接從爆規(guī)附錄C查得可燃?xì)怏w或蒸氣爆炸性混合物分級(jí)、分組如表3。

表3

若其他案例情況為多組分氣體和蒸氣，則混合氣體按可安下式估算：

（2）爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分。倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的氣體均存儲(chǔ)于氣瓶?jī)?nèi)，在正常運(yùn)行時(shí)基本不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境，即使出現(xiàn)也僅僅是短時(shí)存在；爆炸危險(xiǎn)區(qū)域按圖1劃分：

圖1

綜上及結(jié)合爆規(guī)，該爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的電氣設(shè)備選型為 Gb級(jí)隔爆型結(jié)構(gòu)，防爆等級(jí)為ⅡCT1級(jí)。

（3）電氣設(shè)備安裝。爆炸性環(huán)境的電氣線路和設(shè)備均應(yīng)裝設(shè)過(guò)載、短路和接地保護(hù)（不可能產(chǎn)生過(guò)載的設(shè)備除外），對(duì)于電動(dòng)機(jī)配電，除按現(xiàn)行國(guó)標(biāo)要求裝設(shè)必要的保護(hù)之外，還應(yīng)裝設(shè)斷相保護(hù)；如果電氣設(shè)備自動(dòng)斷電可能產(chǎn)生危險(xiǎn)比引燃產(chǎn)生的危險(xiǎn)更大時(shí)，應(yīng)只報(bào)警不斷電。電氣設(shè)備應(yīng)安裝于爆炸危險(xiǎn)區(qū)域外或爆炸危險(xiǎn)性較小的地方，且均應(yīng)明裝。倉(cāng)庫(kù)配電箱應(yīng)裝設(shè)于倉(cāng)庫(kù)外。

2 電氣線路設(shè)計(jì)與安裝

（1）敷設(shè)電氣線路時(shí)，應(yīng)選擇在爆炸危險(xiǎn)性較小或距離釋放源較遠(yuǎn)的地方明敷，且盡量沿建筑物外墻敷設(shè)，電氣線路在穿過(guò)樓板處或不同區(qū)域之間的墻時(shí)，其孔洞應(yīng)嚴(yán)密堵塞。線路敷設(shè)時(shí)應(yīng)避開(kāi)可能受到振動(dòng)、機(jī)械損傷、受熱、腐蝕的地方，無(wú)法避開(kāi)時(shí)應(yīng)采取預(yù)防措施。

（2）電纜配線的技術(shù)要求（如表4）：

表4

導(dǎo)體的載流量不應(yīng)小于斷路器長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流整定值及熔斷器額定電流的1.25倍，電纜保護(hù)鋼管應(yīng)采用低壓液體輸送用鍍鋅焊接鋼管，與電氣設(shè)備的連接處采用撓性連接。

（3）電氣線路的隔離密封應(yīng)符合爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范中的各條文要求。

3 防雷

建筑物的防雷分類按建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范確定，該倉(cāng)庫(kù)為具有2區(qū)的爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的建筑物，按第二類防雷設(shè)計(jì)，接閃網(wǎng)網(wǎng)格不應(yīng)大于10m×10m或12m×8m，在屋面采用φ10熱鍍鋅圓鋼沿屋頂明敷,接閃帶的支架在直線處的間距為1000mm,在轉(zhuǎn)角處間距為500mm,支架的高度為200mm；所有突出屋面的煙囪、屋面金屬管道及金屬透氣管、風(fēng)機(jī)等構(gòu)件均應(yīng)與接閃網(wǎng)連接,設(shè)施構(gòu)架金屬外殼應(yīng)兩點(diǎn)接地；建筑物頂部和外墻上的接閃器必須與建筑物欄桿、管道、設(shè)備、門窗等外露的金屬物進(jìn)行電氣連接。

4 防靜電接地

易燃液體在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中很容易產(chǎn)生和聚集靜電荷，并且消散慢。如果未安裝導(dǎo)除靜電裝置或?qū)Сo電裝置失靈，易燃液體沖擊，在罐壁上集聚靜電荷放電打火，會(huì)引燃易燃易爆蒸氣，因此做好防靜電措施對(duì)于減小爆炸發(fā)生的可能性具有重要作用，具體措施如下：

（1）在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)設(shè)置防靜電接地端子箱，沿建筑物內(nèi)墻明敷接地干線（熱鍍鋅扁鋼-40X4）敷設(shè)高度距地坪0.2m，過(guò)門時(shí)接地干線沿地坪暗敷設(shè)，將事故排風(fēng)管道、儲(chǔ)罐等所有金屬部件進(jìn)行靜電接地。

（2）在倉(cāng)庫(kù)外部設(shè)置靜電消除裝置，確保進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)前將人體或儲(chǔ)罐所帶的靜電先消除，從而避免將外部靜電帶入爆炸危險(xiǎn)區(qū)域。

5 可燃?xì)怏w泄漏探測(cè)及報(bào)警

可燃?xì)怏w泄漏是爆炸發(fā)生的主要原因之一，因此對(duì)其在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的濃度探測(cè)是不可缺少，建筑防火規(guī)范也有明確規(guī)定在有可能散發(fā)可燃?xì)怏w、可燃蒸氣的場(chǎng)所必須設(shè)置可燃?xì)鈭?bào)警裝置。

5.1 探測(cè)器選擇與布置

探測(cè)器的選擇應(yīng)根據(jù)氣體的特性選擇，本倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存氨氣、氫氣、天然氣的隔間分別選用氨氣探測(cè)器、氫氣探測(cè)器、甲烷探測(cè)器；氨氣屬于易燃且有毒氣體，故按有毒氣體探測(cè)設(shè)置，探測(cè)器設(shè)置在釋放源上方1米范圍內(nèi)，并在倉(cāng)庫(kù)的最高點(diǎn)氣體易積聚處設(shè)置探測(cè)器；氫氣及甲烷探測(cè)器按可燃?xì)怏w探測(cè)設(shè)置，探測(cè)器設(shè)置在釋放源上方7.5m范圍內(nèi)，并在倉(cāng)庫(kù)的最高點(diǎn)氣體易積聚處設(shè)置探測(cè)器，探測(cè)器均選用電化學(xué)型。

5.2 報(bào)警設(shè)置

可燃?xì)怏w和有毒氣體均采用二級(jí)報(bào)警系統(tǒng)，可燃?xì)怏w二級(jí)報(bào)警設(shè)定值不大于50%爆炸下限，一級(jí)報(bào)警不大于25%爆炸下限；有毒氣體二級(jí)報(bào)警設(shè)定值不大于10%直接致害濃度，一級(jí)報(bào)警設(shè)定值不大于20%直接致害濃度，當(dāng)可燃、有毒氣體濃度值達(dá)到二級(jí)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)倉(cāng)庫(kù)外圍設(shè)置的聲光報(bào)警器，并聯(lián)動(dòng)開(kāi)啟事故風(fēng)機(jī)排風(fēng)，并將報(bào)警信號(hào)傳至有人值班的場(chǎng)所，從而使值班人員可以第一時(shí)間采取應(yīng)急措施，避免事態(tài)進(jìn)一步惡化。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，甲類倉(cāng)庫(kù)與正常環(huán)境的電氣設(shè)計(jì)相比，電氣設(shè)備選型安裝、線路敷設(shè)、防雷、防靜電接地、氣體報(bào)警設(shè)置有較多更嚴(yán)格的要求，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意。做好電氣的防爆設(shè)計(jì)，對(duì)降低爆炸事故的發(fā)生具有關(guān)鍵作用。