在化工企业生产过程中,由于使用大量挥发性有机物质,使工厂内的某些区域成为爆炸危险区域。厂房的电气设计必须把防爆安全作为设计方案的首要因素来慎重对待。
因此,有必要研究和考虑各种影响安全的因素,充分考虑生产、维修过程中可能出现的各种危险,方能提高化工企业防爆厂房的设计水平,降低由于电气原因发生爆炸危险的概率。
1 构成爆炸的三个基本条件
1.1释放源
可释放出能形成爆炸性混合物的物质所在的位置或地点称为释放源。密闭容器和通道本身不视作释放源,当事故情况或在正常操作过程中产生易爆可燃物质外溢时,则被看作释放源。释放源应按易燃物质的释放频繁程度和持续时间的长短进行分级。对于有爆炸危险的物料,最重要的是要努力保证不发生外溢。
有时这种释放是不可避免的,如自动计量或自动分析仪等在正常操作过程中,也会释放出少量可燃、易燃物质。电气设备应当能够在这种状态下长期正常工作,在设计中必须考虑相应措施,使其不产生爆炸混合物。
1.2点燃源
烟头、撞击火花、明火、化学反应热、热物体表面等都可以起到点燃作用,成为点燃源。而电器控制设备,如灯开关、磁力起动器等在分合过程中产生的电弧以及电器设备表面的热积累都是可能的点燃源。在电气设计中最重要的是要防止因电气设备导致点燃的问题。
1.3爆炸浓度
爆炸性气体、蒸气、粉尘等要与空气混合成一定比例,才能形成爆炸性混合物,这种比例称作爆炸浓度。当混合物浓度超过爆炸浓度上限或低于爆炸浓度下限时,都不能被点燃。在上限与下限的危险区域之中,特别应当注意下限,因为低于下限的混合物经过积累,随时可能达到爆炸浓度的下限而被点燃。因此,对化工企业厂房所有可能泄漏可燃性物质的地方都不可忽视。释放源、点燃源和爆炸浓度构成了爆炸的三个基本条件,缺少其中任何一个条件时,均够不成爆炸。因此,电气设计中的防爆措施应当从这三个方面来考虑。
2 提高电气防爆安全的几条基本措施
2.1搞好电气设备选型,使其不成为点燃源
为了防止电弧和电火花的外泄,降低电气设备表面温度,化工企业防爆厂房常选用充油型、隔爆型、无火花型、充气型、正压型、增安型电气设备。如油表面充氮的变压器,冷却介质为非燃烧液体阿斯加拉(ASKarel)的变压器,使用气体绝缘气体的六氟化硫开关装置等。这些设备虽然费用较高,但能有效的防止电火花外泄。
近年来,防爆电器制造行业又研制开发了一种无火花型防爆电气设备,在正常运行中不产生火花、电弧和危险温度。其基本的保证措施是采用新型绝缘材料,提高绝缘等级,防止热量聚集,从设备的设计和制造水平上提高其安全性。如电机绝缘绕阻的允许温升要比其它电机温升标准降低10℃,绝对耐压试验电压要比其它电机提高10%～30%等。因而无火花型设备没有隔爆型那样笨重的金属外壳,具有重量轻,结构简单,维修方便等优点。由于我国绝缘材料工业发展较慢,无火花型和隔爆型相比,其价格没有明显的下降,因而还没有在工程设计中被广泛应用,许多设计仍习惯采用隔爆型设备。在我国引进的许多化工成套装置中,日本、原西德等技术先进国家已普遍采用无火花型电气设备。我们有必要加快对这种设备的认识,尽快将其运用到化工企业防爆厂房的电气设计中来。
