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危险场所分类,防爆电气技术培训交流会,14 Nov 2012,目录,安全原理和场所分类场所分类程序危险场所划分举例区域范围 一般说明通风文件,1 安全原理和场所分类,11 安全原理 加工或储存可燃性物质的成套设备设计、操作和维护应使任何可燃性物质的释放和形成的危险场所的范围无论是在正常运行条件或其他条件下都保持最小，同时考虑释放的频度，持续时间和数量。在除正常操作外的维护工作中，可能会影响区域范围，但是，预计这只涉及允许工作系统的旁边。遇到紧急情况时，应依靠隔离不合适的电气设备、停止加工、隔离加工容器、抑制泄漏等措施，如果可能，应采取辅助的紧急通风措施。,1 安全原理和场所分类,在可能存在有爆炸性气体环境的情况下，应采取下列措施：a)消除点燃源周围出现爆炸性气体环境的可能性，或 b)消除点燃源。如果不可能，应选择并准备一些预防措施，即工艺设备、系统和程序使a)和b)共同存在的可能性减小到允许的程度。如果按高可靠性认可或综合在一起以达到相同的安全水平，则可以单独地采用这些方法，或者联合使用以达到等效的安全水平。,1 安全原理和场所分类,12 场所分类的目的 场所分类是对可能出现爆炸性气体环境的场所进行分析和分类的一种方法，以便正确选择和安装危险场所中的电气设备，达到安全使用的目的，并把气体的级别和温度组别考虑进去。在使用可燃性物质的许多实际场所，要保证爆炸性气体环境永不出现是困难的。确保设备永不成为点燃源也是困难的。因此，在出现爆炸性气体环境的可能性很高的场所，应采用安全性能高的电气设备。相反，如果降低爆炸性气体环境出现的可能性，则可以使用安全性能较低的设备。,1 安全原理和场所分类,几乎不可能通过对工厂或工厂布置的简单检查来确定工厂中哪些部分能符合三个区域的规定(0区、1区或2区)。对此，需要一个更详细的方法，这涉及到对出现爆炸性气体环境的基本概率的分析。第一步是按0区、1区和2区的定义来确定产生爆炸性气体环境的可能性。一旦确定了可能释放的频率和持续时间(释放等级)、释放速度、浓度、速率、通风和其他影响区域类型和或范围的因素，对确定周围场所可能存在的爆炸性气体环境就有了可靠的根据。因此，该方法要求更详细地考虑含有可燃性物质并且可能成为释放源的每台加工设备的情况。,1 安全原理和场所分类,特别是应通过设计或适当的操作方法，将0区或1区场所在数量上或范围上减至最小，换句话说，工厂和其设备安装场所大部分应该为2区或非危险场所。对不可避免的有可燃性物质释放的场所，应限制其加工设备为2级释放源，如果做不到(即1级或连级等级释放源无法避免的场所)，则应尽量限制释放量和释放速度。在进行场所分类时，这些原则应优先给予考虑。必要时，加工设备的设计、运行和设置都应保证即使在异常运行条件下释放到大气中的可燃性物质的数量被减至最小，以便缩小危险场所的范围。,1 安全原理和场所分类,一旦对工厂进行了分类并且做了必要的记录，很重要的是在未与负责场所分类的人员协商时，不允许对设备或操作程序进行修改。未经许可擅自进行场所分类无效。必须保证影响场所分类的所有加工设备在维修中和重新装配后都进行认真检查，重新投入运行之前，保证涉及安全性的原设计的完整性。,2 场所分类程序,21 总则 场所分类应由懂得可燃性物质性能、设备和工艺性能的专业人员进行。还应与懂安全、电气及其他的工程技术人员商议。下列条款对可能存在爆炸性环境和0区、1区和2区范围的危险场所分类程序给出了指南。注:中国目前采用的危险场所划分方法与欧洲一致,爆炸性气体环境划分为0区、1区和2区。美国和加拿大等地也采用Division的划分方式，分为Division 1和Division 2两个等级，其中，Division 1对应0区和1区，Division 2对应2区。,2 场所分类程序,22 释放源 确定危险区域类型的根本因素就是鉴别释放源和确定释放源的等级。只有可燃性气体、蒸气或薄雾与空气一起存在时，才能存在爆炸性气体环境，因此必须确定有关场所内是否存在可燃性物质。一般地说，这些可燃性气体或蒸气(并且可燃性液体和固体可能会产生可燃性气体或蒸气)是装在可能全封闭或不全封闭的加工设备中。为此，必须确定加工设备内部是否存在有可燃性环境，或者释放的可燃性物质是否能在加工设备外部产生可燃性环境。,2 场所分类程序,22 释放源（续）每一台加工设备(如罐、泵、管道、容器等)都应视作可燃性物质的潜在释放源。如果该类设备不可能含有可燃性物质，那么很明显它的周围就不会形成危险场所。如果该类设备可能含有可燃性物质，但不向大气中释放(如全部焊接管道不视为释放源)则同样不会形成危险场所。如果已确认设备会向大气中释放可燃性物质，必须首先确定大概的释放频率和持续时间，然后按分级的定义确定释放源的等级。一般认为封闭式加工系统可打开的部位(如：更换过滤器或加料)在进行场所分类时也应作为释放源。根据该方法，各种释放源可分别划为“连续级”，“1级”或“2级”。释放源的等级确定之后，必须测定出可能影响危险场所类型和范围的释放速率和其他因素。,2 场所分类程序,23 区域类型 存在爆炸性气体环境的可能性和由此形成的区域类型主要取决于释放源的等级和通风。注：通常，连续释放源形成0区、1级释放源形成1区、2级释放源形成2区。,2 场所分类程序,24 区域范围 区域范围主要受以下化学和物理参数、一些可燃性物质固有特性的影响，其他因素为加工过程中特有的。为简便起见，下面所列的各参数的作用是以假定其他参数保持不变为前提。,2 场所分类程序,241 气体或蒸气的释放速率 释放速率越大，区域范围就越大。释放速率取决于释放源本身的其他参数即：a)释放源的几何形状 这与释放源的物理特性有关，例如：开口表面形状、泄漏法兰等。b)释放速度 对于给定的释放源，释放速率是随释放速度的加快而增大。在加工设备含有可燃性物质情况下，释放速度与工艺压力和释放源的几何形状有关。通过可燃性蒸气的释放速率和扩散的速率来确定可燃性气体或蒸气云的大小，从泄漏处高速流出的气体或蒸气是会形成一个通过夹杂有完全自动稀释的圆锥形的喷咀。爆炸性环境的范围几乎与风速无关。如果释放速度较慢或释放速度受到固体物体阻碍而改变，则释放只有通过自然风来进行，并且其稀释和扩散范围取决于风速。c)浓度 释放速率随着释放混合物中可燃性蒸气或气体的浓度的增加而增加。,2 场所分类程序,d)可燃性液体的挥发性 首先这与蒸气压力和汽化热有关。如果未知蒸气压力，则沸点和闪点可用作指导性参数。如果闪点高于可燃性液体的相应的最高温度，则爆炸性环境就不可能存在。闪点越低，区域的范围可能越大。如果在某种程度上以雾状形式释放可燃性物质(例如喷雾)，在物质闪点以下可能形成爆炸性环境。注：1 可燃性液体的闪点不是准确的物理量，尤其是含混合物的场所。2 尽管某些液体(如卤化碳氢化合物)能够形成爆炸性气体环境，但它却没有闪点。在这些情况下，把对应于爆炸下限的饱和浓度的液体均衡温度与相应液体的最高温度相比较。e)液体温度 蒸气压力随温度的增加而升高，因此，由于蒸发作用，释放速率增加。注：已释放的液体温度可能升高，例如：热表面或高温环境。,2 场所分类程序,242 爆炸下限(LEL)对于给出的释放体积，爆炸下限(LEL)越低，危险区域范围就越大。243 通风 随着风量的加大，危险区域范围可以减小。阻碍通风的障碍物能使危险区域范围扩大。另一方面，某些障碍物如堤坝、围墙或天花板都能限制危险场所范围。244 释放气体或蒸气的相对密度 如果气体或蒸气明显的轻于空气，则它就趋于向上飘移，且释放源上方的垂直方向范围将随着相对密度的减小而扩大；如果明显的重于空气，它就趋于沉积于地面，在地面上，区域水平范围将随着相对密度的增大而增大。注：1 对于实际应用来说，气体或蒸气的相对密度低于08被认为是轻于空气，如果相对密度高于12，则被认为重于空气。在上述数值之间的气体或蒸气应酌情考虑。2 经验表明，氨很难点燃，而在户外气体释放将会迅速扩散，因此，爆炸性气体环境扩展将被忽略。,2 场所分类程序,245 应考虑的其他参数 a)气候条件；b)地形分布状况。246 实例图本章第3条，以示例表明了上述参数影响蒸气或气体释放速度的一些方式和区域范围。a)释放源：液体的敞开表面 在大多数情况下，液体温度将低于沸点，蒸气的释放速率主要取决于：液体温度；在其表面温度下液体的蒸气压力；蒸发表面的尺寸。,2 场所分类程序,b)释放源：液体的瞬间蒸发(以喷射或喷雾为例)当排放液体瞬间蒸发时，释放蒸气速率等于液体流动速率，并且这与下列参数有关：液体压力；释放源的几何形状。如果液体没有瞬间蒸发，因为液滴、液体喷射和汇积会形成新的释放源，这种情况则很复杂。c)释放源：气体混合物的泄漏 气体释放速率受下列参数影响：含有气体的设备内的压力；释放源的几何形状；释放混合物中的可燃性气体浓度。,3 危险场所划分举例,3.1 场所划分的实施过程涉及当可燃性气体或液体从容器中释放时，它们的变化过程、特性知识以及在特定条件下，以工厂设备项目安装经验为基础的工程方面的正确判断等。由于这些原因，不可能给出设备以及加工过程特性的各种想象的变化。因此，所选择的示例是一些能很好地说明场所划分的原理例子，以便使设备能够在危险场所中安全使用。危险场所中的危险物质为可燃性液体、液化气或蒸气或通常情况为气体，并且与空气按一定浓度混合为可燃性。,3 危险场所划分举例,3.2 对于图中所示的距离，已规定了特定工厂组成条件。并且考虑了与设备的机械性能和其他代表性设计标准相关连的泄露条件。它们不是普遍适用的；诸如加工材料的总量、断路时间、扩散时间、压力、温度等因素以及与工厂组成和加工材料有关的其他标准，都影响场所分类，这需要作为特殊问题加以考虑。因此，这些例子仅是指导范例，应用时必须考虑特殊的环境。,3 危险场所划分举例,3.3根据选定的行业标准的不同，区域的形状及范围可以改变。3.4下面示例的意图主要不是用于场所分类，他们的主要目的是通过下面的指导以及标准的方法，可得出典型的结论进行展示。这些例子也可用作制定详细的补充标准的例证。3.5 给出的数字都取自或对应于近似的各种国家标准或行业标准中的数据，这些数据仅仅作为区域大小的指南；在个别的情况下，可从相关的法规中得到区域的范围和形状。,3 危险场所划分举例,3.6 若要将标准中给出的例子用于实际的场所分类，就必须考虑各个不同情况的特殊细节。3.7 在每个例子中，只给出了一些影响区域类型和范围的参数，而不是全部。一般情况下，考虑到这些因素是特殊规定的，有一些是定性的而不是定量的，所以分类的结果较为保守的，也就是说，若可能更严密地规定运行参数，便会得到更准确的场所分类。,3 危险场所划分举例,示例1：一般工业用泵，安装在户外地平面上，抽吸可燃性液体。(未按比例),3 危险场所划分举例,影响区域类型和范围的主要因素设备和加工过程通风类型自然 人工等级中级 高级*有效性差 一般释放源 释放等级泵密封1级和2级产品闪点低于加工温度和环境温度蒸气比重大于空气*气流来自泵用电机。,3 危险场所划分举例,考虑到相关参数，对泵工作容量为50m3/h，在低压下工作时，可得出下面典型的数值：a=3m，水平到释放源的距离；b=1m，从地面到释放源上方1m 注：由于空气流速很高，1区场所范围可忽略不计。,3 危险场所划分举例,示例2露天场所中，安装在加工容器上的压力呼吸阀：(未按比例),3 危险场所划分举例,影响区域类型和范围的主要因素设备和加工过程通风类型自然等级中级有效性一般释放源 释放等级阀门出口1级产品天燃气气体比重大于空气,3 危险场所划分举例,考虑到相关参数，对阀门的开启压力约为0.15MPa(1.5bar)，可得出下列典型的数值：a=3 m，从释放源到各个方面的距离(半径)；b=5 m，从释放源到各个方向的距离(半径)。,3 危险场所划分举例,示例3室内固定的加工混合容器，由于操作原因，经常打开，液体通过容器上焊接的管道法兰盘输入、输出液体。(未按比例),3 危险场所划分举例,影响区域类型和范围的主要因素设备和加工过程通风类型人工等级容器内为低级，容器外为中级有效性一般释放源 释放等级容器内液体表面连续级容器开口处1级靠近容器液体的溅飞或泄露2级产品闪点低于加工温度和环境温度蒸气比重大于空气,3 危险场所划分举例,考虑到相关参数，从本例中可得出下列典型数值：a=1 m，释放源的水平距离；b=1 m，释放源上方的距离；c=1 m，水平距离；d=2 m，水平距离；e=1 m，高于地面。,3 危险场所划分举例,示例4在敞开的建筑物内位于地面安装的氢气压缩机。(未按比例),3 危险场所划分举例,影响区域类型和范围的主要因素设备和加工过程通风类型自然等级中级有效性良好释放源 释放等级压缩机密封，靠近压缩机的阀门和法兰盘处2级产品气体氢气比重比空气轻,3 危险场所划分举例,考虑到相关参数，从本例中可得出下列典型数值：a=3 m，距离释放源水平距离；b=1 m，距通风开口处的水平距离；c=1 m，通风开口处上方距离。,3 危险场所划分举例,示例5安装在户外的带有固定箱顶，无内部浮顶的可燃性液体贮存箱。(未按比例),3 危险场所划分举例,影响区域类型和范围的主要因素设备和加工过程通风类型自然等级中级*有效性良好释放源 释放等级液体表面连续级顶部排气口和其他开口处1级法兰盘等罐的连接和溢出口旁2级产品闪点低于加工温度和环境温度蒸气比重大于空气*在箱体和贮槽中，为低级,3 危险场所划分举例,考虑到相关参数，从本例中可得出下列典型数值：a=3 m，距出口处距离；b=3 m，箱顶上方；c=3 m，距箱体水平距离。,3 危险场所划分举例,示例6油罐车注入装置，置于户外，在顶部注入汽油。(未按比例),3 危险场所划分举例,影响区域类型和范围的主要因素设备和加工过程通风类型自然等级中级有效性一般释放源 释放等级罐顶开口处1级溅落地面2级产品闪点低于加工温度和环境温度蒸气比重大于空气,3 危险场所划分举例,考虑到相关参数，从本例中可得出下列典型数值：a=1.5 m，距释放源水平距离；b=水平到岛际(桥式)边界；c=1.5 m，释放源上方距离；d=1 m，高于地面；e=4.5 m，距排水槽水平距离；f=1.5 m，距1区的水平距离；g=1.0 m，高于1区的距离。注：若系统带有蒸气回收装置，则上标距离可缩小，例如：1区范围可缩小到忽略不计，2区也明显缩小。,3 危险场所划分举例,示例7油漆厂内的混漆室(未按比例),3 危险场所划分举例,在这个简化的例子中，四个油漆混合容器(图中2)置于一室。在同一室内还装有三台抽吸液体的泵。影响区域类型的重要因素在示例2和示例5中已以表的形式给出。考虑到相关参数，(见危险场所分类数据表)从本例中可得出下列典型数值：a=2 m；b=4 m；c=3 m；d=1.5m。,4 区域范围 一般说明,4.1 应注意到：重于空气的气体可能流入低于地平面的地方，便如凹槽或沟槽；轻于空气的气体可能滞留在高于地平面的地方，例如屋顶空间。4.2 如果释放源位于场所外面或在场所附近，须采取以下适当措施防止大量的可燃性气体或蒸气渗入场所，如：a)有形阻挡(物)层；b)要保证危险场所的邻近场所静态正压，以防止危险气体进入；c)用足量的流动空气清洗场所，来保证空气从可能进入可燃性气体或蒸气的所有开口逸出。,5 通风,5.1 总则 释放到大气中的可燃性气体或蒸气可以通过逸散或扩散的方法在空气中稀释，直到其浓度低于爆炸下限为止。通风，即空气流动，使新鲜空气置换释放源周围的大气以促进可燃性气体逸散。通风速率适当，也能避免爆炸性气体环境的持久性，影响区域类型。,5 通风,5.2 通风的主要型式 由于风和或温度梯度或人工通风的方式或如风扇作用造成空气流动达到通风。因此，考虑到下面两种主要通风类型：a)自然通风 这是一种由于风和或温度梯度作用造成的空气流动的通风类型。在露天场所，自然通风通常足以确保消散场所中出现任何爆炸性环境。自然通风在某些户内场所(例如，在墙壁上和或房顶有开口的建筑物)也可能有效。注：对户外场所，一般情况下，评定通风应假设最小风速为0.5ms，且实际上是连续地存在。风速经常会超过2ms。,5 通风,自然通风举例：露天场所，典型的露天场所在石油和化学工业，如敞开结构、管道架、泵台架以及类似处；敞开式建筑物，考虑到涉及的气体和或蒸汽的相对密度，在建筑物的壁上和或屋顶开口，其尺寸和位置保证建筑物内部通风效果等效于露天场所；非敞开建筑物，建有永久性的开口，使其具有自然通风的条件(一般低于敞开式建筑物的通风效果)。,5 通风,b)人工通风，整体或局部通风 通过人工的方法，使空气流动，例如，通风机或排气装置。虽然人工通风主要用于户内或封闭空间，但它也可用于露天场所，补偿由于障碍物对自然通风的限制或阻碍。场所中的人工通风可以是整体通风，也可以是局部通风，对于这两种通风，可达到不同程度的空气流动和置换。采用人工通风可达到：缩小区域范围；缩短爆炸性环境持续的时间；防止爆炸性环境的产生。,5 通风,人工通风能够使室内获得有效、可靠的通风系统。设计用于防爆的人工通风系统应满足下列要求：应能控制和监控其有效性；对排气系统外部排放点，应考虑其分类；对危险场所的通风，一般情况下，通风用空气应从非危险场所中抽取；在确定通风系统的规模(尺寸)和设计前，应首先确定场所，释放等级以及释放速率。,5 通风,另外，下列因素将会影响人工通风系统的质量：通常，可燃性气体和蒸气的比重与空气比重不同。因此，它们在接近地面或封闭场所的顶部聚积，在这些地方，空气流动常常是缓慢的；气体的比重随温度的变化而变化；阻挡和障碍物可能会引起空气流动减少甚至不流动。也就是说，场所中的某些部分不通风。整体人工通风示例：在建筑物的壁上和或顶部安装通风机以改变建筑物中的整体通风情况；露天场所中在合适的地方安装通风机以改变场所中整体通风。局部人工通风示例：空气蒸气抽取系统用在连续地或周期地释放可燃性蒸气的加工设备上；将强制通风或附加的抽风系统用在不进行通风可能会出现爆炸性环境的局部通风的场所。,5 通风,5.3 通风等级控制爆炸性环境扩散和持续时间的通风效果取决于通风等级和有效性以及通风系统的设计。例如，通风不能有效防止爆炸性环境形式，但能避免爆炸性环境持续较长时间。承认下列三种通风等级：,5 通风,a）高级通风(VH)实质上能够在释放源处瞬间降低其浓度，使其低于爆炸下限的浓度，区域范围很小(甚至可忽略不计)。b）中级通风(VM)能够控制浓度，虽然释放源正在释放中，使得区域界限外部的浓度稳定地低于爆炸下限(LEL)，并且在释放源停止释放后，爆炸性环境持续存在时间不会过长。c）低级通风(VL)在释放源释放过程中，不能控制其浓度，并且或在释放源停止释放后，也不能阻止爆炸性环境持续存在。,5 通风,最重要的因素是通风等级或通风量直接与释放源类型和其对应的释放速率相联系。它与通风的类型无关，即不管是以风速计算还是以单位时间内换气次数计算。因此，在危险场所中，能达到最佳通风条件，并且对一定的释放速率，通风量越大，危险场所的范围就越小，在某种情况下，可使其减小到忽略不计，变成非危险场所。,6 文件,6.1 总则 建议场所分类用这样一种方式：对得出最后场所分类的各个步骤应正确地记载下来。所有使用的资料，这些资料或所采用的方法的示例如下：a)推荐的有关规则和标准；b)气体或蒸气扩散特性和计算；c)研究与可燃性物料释放参数有关的通风特性，以便评定通风的有效性。场所分类研究结果和任何后续变化都应记录下来。,6 文件,工厂用的所有加工物料与场所分类有关的这些特性都应列出，应该包括闪点、沸点、点然温度、蒸气压力、蒸气密度、爆炸极限、气体级别和温度组别。示例在表5和表6中列出。表5 危险场所分类数据表 第1部分：可燃性明细及其特性,6 文件,表6 危险场所分类数据表 第2部分：释放源明细表,6 文件,6.2 图纸、记录表和数据表 场所分类文件应包括绘制的平面图和垂直剖面图，可能时应标示出区域类型和区域范围、点然温度、温度组别和气体级别。如果场所地形影响着区域范围，应记录在文件中。文件还应包括其他有关的资料，例如：a)释放源的位置和标志。对于大型的综合工厂或加工场所来说，这有助于释放源分项或编号，以便场所分类数据表和图纸之间相互参照。b)建筑物开口位置(例如门、窗和通风用的进、出气口)。,6 文件,图1中示出的场所分类符号是优先使用的符号，但是如果在文件中明确规定，也可使用其他符号。,图1 危险场所区域优选符号,联系我们,PCEC中海油天津化工研究设计院石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心国家安全生产天津防爆电气检测检验中心地址：天津市红桥区丁字沽3号路85号邮编：300131电话：022-26651066传真：022-26689116邮箱：网址：,谢谢！,