淺談甲類倉庫電氣防爆設(shè)計要點

石維峰

（廈門陸原建筑設(shè)計院有限公司，福建 廈門 361001）

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及生產(chǎn)需求，電子、醫(yī)藥等有用到危險化學(xué)品的廠房都會將其集中置于甲、乙類倉庫。而這些倉庫作為爆炸產(chǎn)生的源頭之一，除了必要的土建防爆措施之外，機電防爆尤為重要。筆者結(jié)合爆炸產(chǎn)生的因素對某電子芯片廠房內(nèi)的甲類倉庫電氣防爆設(shè)計進行分析、總結(jié)。

1 電氣設(shè)備選型與安裝

該倉庫為爆炸性氣體環(huán)境，防爆電氣設(shè)備組別、級別不應(yīng)低于該環(huán)境內(nèi)氣體混合物的級別、組別；還應(yīng)根據(jù)爆炸危險區(qū)域劃分來選擇電氣設(shè)備保護級別及防爆結(jié)構(gòu)。

（1）可燃氣體或蒸氣爆炸性混合物分級、分組

爆炸性氣體混合物按其最大試驗安全間隙或最小點燃電流比分級，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)符合爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范（以下簡稱爆規(guī)）中的表3。

表1 爆炸性氣體混合物分級

表2 引燃溫度分組

本次案例根據(jù)工藝提資，該倉庫內(nèi)存儲的物質(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查得可燃氣體或蒸氣爆炸性混合物分級、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）爆炸危險區(qū)域劃分。倉庫內(nèi)的氣體均存儲于氣瓶內(nèi)，在正常運行時基本不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境，即使出現(xiàn)也僅僅是短時存在；爆炸危險區(qū)域按圖1劃分：

圖1

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

（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)過載、短路和接地保護（不可能產(chǎn)生過載的設(shè)備除外），對于電動機配電，除按現(xiàn)行國標(biāo)要求裝設(shè)必要的保護之外，還應(yīng)裝設(shè)斷相保護；如果電氣設(shè)備自動斷電可能產(chǎn)生危險比引燃產(chǎn)生的危險更大時，應(yīng)只報警不斷電。電氣設(shè)備應(yīng)安裝于爆炸危險區(qū)域外或爆炸危險性較小的地方，且均應(yīng)明裝。倉庫配電箱應(yīng)裝設(shè)于倉庫外。

2 電氣線路設(shè)計與安裝

（1）敷設(shè)電氣線路時，應(yīng)選擇在爆炸危險性較小或距離釋放源較遠的地方明敷，且盡量沿建筑物外墻敷設(shè)，電氣線路在穿過樓板處或不同區(qū)域之間的墻時，其孔洞應(yīng)嚴密堵塞。線路敷設(shè)時應(yīng)避開可能受到振動、機械損傷、受熱、腐蝕的地方，無法避開時應(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)小于斷路器長延時過電流整定值及熔斷器額定電流的1.25倍，電纜保護鋼管應(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)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(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)計規(guī)范確定，該倉庫為具有2區(qū)的爆炸危險場所的建筑物，按第二類防雷設(shè)計，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行電氣連接。

4 防靜電接地

易燃液體在儲運過程中很容易產(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，會引燃易燃易爆蒸氣，因此做好防靜電措施對于減小爆炸發(fā)生的可能性具有重要作用，具體措施如下：

（1）在倉庫內(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，過門時接地干線沿地坪暗敷設(shè)，將事故排風(fēng)管道、儲罐等所有金屬部件進行靜電接地。

（2）在倉庫外部設(shè)置靜電消除裝置，確保進入倉庫前將人體或儲罐所帶的靜電先消除，從而避免將外部靜電帶入爆炸危險區(qū)域。

5 可燃氣體泄漏探測及報警

可燃氣體泄漏是爆炸發(fā)生的主要原因之一，因此對其在倉庫內(nèi)的濃度探測是不可缺少，建筑防火規(guī)范也有明確規(guī)定在有可能散發(fā)可燃氣體、可燃蒸氣的場所必須設(shè)置可燃氣報警裝置。

5.1 探測器選擇與布置

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

5.2 報警設(shè)置

可燃氣體和有毒氣體均采用二級報警系統(tǒng)，可燃氣體二級報警設(shè)定值不大于50%爆炸下限，一級報警不大于25%爆炸下限；有毒氣體二級報警設(shè)定值不大于10%直接致害濃度，一級報警設(shè)定值不大于20%直接致害濃度，當(dāng)可燃、有毒氣體濃度值達到二級報警設(shè)定值時，啟動倉庫外圍設(shè)置的聲光報警器，并聯(lián)動開啟事故風(fēng)機排風(fēng)，并將報警信號傳至有人值班的場所，從而使值班人員可以第一時間采取應(yīng)急措施，避免事態(tài)進一步惡化。

6 結(jié)語

綜上所述，甲類倉庫與正常環(huán)境的電氣設(shè)計相比，電氣設(shè)備選型安裝、線路敷設(shè)、防雷、防靜電接地、氣體報警設(shè)置有較多更嚴格的要求，在設(shè)計時應(yīng)特別注意。做好電氣的防爆設(shè)計，對降低爆炸事故的發(fā)生具有關(guān)鍵作用。