《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058授课内容原文Word下载.docx
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7医疗室内；
8灾难性事故；
（灾难性事故例如：
加工容器破碎或管线破裂等。
）
（本标准中取消了原规范中不适用的蓄电池室环境。
蓄电池室的危险区域划分在实际工程中经常遇到，本标准在附录B中根据APIRP505的建议增加了相应的划分建议。
总则中增加了下列条款：
爆炸危险区域划分应由懂得生产工艺加工介质性能、设备和工艺性能的专
业人员和安全、电气等工程技术人员共同商议完成。
二．爆炸性气体环境
1．什么情况下进行爆炸性气体环境的电力装置设计
符合下列条件之一就应进行爆炸性气体环境的电力装置设计：
（1）在大气条件下，可燃气体与空气混合形成爆炸性气体混合物；
（2）闪点低于或等于环境温度（此温度根据可燃物质所在地点的环境温度，环境温度可选用最热月平均最高温度，亦可利用采暖通风专业的“工作地带温度”或根据相似地区同类型的生产环境的实测数据加以确定。
除特殊情况外，一般可取45℃。
）的可燃液体的蒸气或薄雾与空气混合形成爆炸性气体混合物；
（3）在物料操作温度高于可燃液体闪点（≥60℃）的情况下，当可燃液体有可能泄漏时，可燃液体的蒸气或薄雾与空气混合形成爆炸性气体混合物。
以上条件对可燃液体而言，闪点是一个重要的物料特性。
闪点就
是在标准条件下，使液体变成蒸气的数量能够形成可燃性气体/空气混合物的最低液体温度。
2．产生爆炸必须同时存在两个条件：
（1）存在可燃气体、可燃液体的蒸气或薄雾，其浓度在爆炸极限以内；
（2）存在足以点燃爆炸性气体混合物的火花、电弧及高温。
3．防止爆炸的措施：
为防止爆炸，在采取电气预防以前首先提出了诸如工艺流程及布置等措施，即称之为：
“第一次预防措施”。
（1）首先应使产生爆炸的条件同时出现的可能性减到最小程度。
（2）工艺设计中应采取消除或减少可燃物质的释放及积聚的措施：
1）工艺流程中宜采取较低的压力和温度，将可燃物质限制在密闭容器内；
2）工艺布置应限制和缩小爆炸危险区域的范围，并宜将不同等级的爆炸危险区，或爆炸危险区与非爆炸危险区分隔在各自的厂房或界区内；
3）在设备内可采用以氮气或其它惰性气体覆盖的措施；
4）宜采取安全联锁或发生事故时加入聚合反应阻聚剂等化学药品的措施。
（3）防止爆炸性气体混合物的形成，或缩短爆炸性气体混合物滞留时间可采取下列措施：
1）工艺装置宜采取露天或开敞式布置；
2）设置机械通风装置；
3）在爆炸危险环境内设置正压室；
4）对区域内易形成和积聚爆炸性气体混合物的地点应设置自动测量仪器装置，当气体或蒸气浓度接近爆炸下限值的５０％时，应能可靠地发出信号或切断电源。
（4）在区域内应采取消除或控制设备线路产生火花、电弧或高温的措施。
4.危险区域划分的目的
危险区域划分是对可能出现爆炸性气体环境进行分析和分区，以便正确选择和安装危险环境中的电气设备，达到安全经济使用的目的。
危险区域划分是根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间进行分区，分为0区、1区、2区，实际上应通过设计或适当的操作方法，也就是采取措施将0区或1区所在的数量上或范围上减至最小，换句话说，工厂设计中大部分场所为2区或非危险区。
5．爆炸性气体环境危险区域划分程序
（1）危险区域划分
危险区域划分应由懂得可燃物质性能的工艺、设备和管道专业人员进行，还要与安全、电气等其它专业人员商议。
危险区域划分的根本因素就是鉴别释放源和确定释放源的等级。
释放源是指可释放出能形成爆炸性混合物的物质所在的位置或地点。
对每台工艺设备如罐、泵、管道、容器、阀门等都视作可燃物质的潜在释放源。
如果该类设备不可能含有可燃物质，那么很明显它的周围就不会形成危险环境。
如果该类设备含有可燃物质，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环境。
如果已确认设备会向大气中释放可燃物质，必须首先按可燃物质的释放频繁程度和持续时间长短分级，分为连续级释放源、一级释放源、二级释放源（定义见规范p9页），再根据释放源的级别和通风条件划分区域。
当爆炸危险区域内的通风的空气流量能使可燃物质很快稀释到爆炸下限值的２５％以下时，可定为通风良好。
以下场所可定为通风良好场所：
1）露天场所；
2）敞开式建筑物。
在建筑物的壁、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；
3）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；
4）对于封闭区域、每平方米地板面积每分钟至少提供0.3m3的空气或至少1h换气6次，则可认为是良好通风场所。
这种通风速率可由自然通风或机械通风来实现。
原则上是存在连续级释放源的区域可划为0区；
存在一级释放源的区域可划为1区；
存在二级释放源的区域可划为2区。
按以上规定划分区域等级后再根据通风条件调整区域划分。
当通风良好时，应降低爆炸危险区域等级；
当通风不良时应提高爆炸危险区域等级。
在实际中，应采取通风措施尽量减少1区，0区是极个别情况，例如密闭容器、贮罐等内部气体空间。
符合下列条件之一时，可划为非爆炸危险区域：
——没有释放源并不可能有可燃物质侵入的区域；
——可燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限值的10％；
——在生产过程中使用明火的设备附近，或炽热部件的表面温度超过区域内可燃物质引燃温度的设备附近；
一般情况下，明火设备如锅炉采用平衡通风，即引风机抽吸烟气的量略大于送风机的风和煤燃烧所产生的烟气量,这样就能保持锅炉炉膛负压。
可燃性物质不能扩散至设备附近与空气形成爆炸性混合物。
因此明火设备附近按照非危险区考虑，包括锅炉本身所含有的仪表等
设施。
《建筑设计防火规范》（GB50160-2006）和《锅炉房设计规范》（GB50041-2008）中都明确规定，燃油、燃气锅炉房应有良好的自然通风或机械通风设施。
燃气锅炉房应选用防爆型的事故排风机。
当设置机械通风设施时，该机械通风设施应设置导除静电的接地装置，通风量应符合下列规定：
1燃油锅炉房的正常通风量按换气次数不少于3次/h确定；
2燃气锅炉房的正常通风量按换气次数不少于6次/h确定；
3燃气锅炉房的事故通风量按换气次数不少于12次/h确定。
根据以上的规定，锅炉房应该可以认为是通风良好的场所。
因此本规范建议与锅炉设备相连接的管线上的阀门等可能有可燃性物质存在处按照独立的释放源考虑危险区域，并通风良好的场所适当降低危险区域的等级。
——在生产装置区外，露天或开敞设置的输送可燃物质的架空管道地带，但其阀门处按具体情况定。
（2）危险区域范围的确定。
爆炸危险区域的范围根据释放源的等级和位置、可燃物质的特性、通风条件、障碍物及生产条件、运行经验，经技术经济比较综合确定。
爆炸危险区域的范围主要取决以下化学和物理参数：
（一）释放速率：
（单位时间从释放源中散发出可燃气体或可燃液体的蒸气或薄雾的数量）。
释放速率越大，区域范围就越大。
释放速率与释放源的几何形状、释放速度、浓度、可燃液体的挥发性、液体温度有关。
（二）可燃液体的沸点：
沸点越低，爆炸危险区域的范围就越大。
（三）释放的爆炸性气体混合物的浓度：
随着释放源处可燃物质浓度的增加，爆炸危险区域的范围可能扩大。
（四）爆炸下限：
爆炸下限越低，爆炸危险区域的范围就越大。
（五）闪点：
闪点越低，区域的范围可能越大。
（六）相对密度：
如果气体或蒸气明显的轻于空气，则它就趋于向上漂移，且释放源上方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。
为了划分范围，本规范将相对密度大于1.2的气体或蒸气视为比空气重的物质；
将相对密度小于0.8的气体或蒸气视为比空气轻的物质。
对于相对密度在0.8至1.2之间的气体或蒸气，例如：
一氧化碳、乙烯、甲醇、甲胺、乙烷、乙炔等在工程设计中相对密度视为比空气重的物质。
（七）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，危险区域的范围将扩大。
（八）通风：
随着通风量的加大，危险区域范围可以缩小。
（九）障碍：
障碍物能阻碍通风，因此可能扩大危险区域范围，另一方面某些障碍物如堤坝、围墙或天花板都能限制危险区域范围。
因此，在场所分类及范围确定时都应列出工厂用的所有加工材料的特性，包括闪点、沸点、引燃温度、蒸气压力、蒸气密度、爆炸极限、操作温度、爆炸性混合物级别和温度组别。
对于爆炸危险区域范围的确定是一个比较复杂的问题，实际操作如果没有例图更加难以实施，为了便于执行规范，在规范中引用了一些典型例图，规范中大部分采用了美国石油学会APIRP505及美国国家防火协会NFPA497标准中的例图。
由于实际装置的工艺、设备、仪表、通风及布置等条件不同，在具体设计中均需结合实际情况、运行经验等综合判断，采取较大或较小的距离。
在很多国家及IEC标准中，将一些危险区域范围例图放在标准的附录或图集中，不是硬性规定，仅是作为指导的范例。
对于各种行业的特殊性，往往在危险区域范围的确定上，可采用
与行业有关的国家标准，如对新建、扩建和改建的汽车加油站、液化石油气加气站、压缩天然气加气站和汽车加油加气站工程的设计和施工，应采用《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156。
对油气田及其管道工程、石油库的爆炸危险区域范围可见其它规范，例如《石油设施电气设备安装区域一级、0区、1区、2区区域划分推荐作法》SYT6671-2006（本标准等同采用美国石油学会APIRP505）,《石油库设计规范》GB50074。
危险区域范围的确定应考虑以下几点：
（一）对炼油装置、石油化工厂，在加工过程中，化工设备连
续处理高速、高温、高压的液体或蒸气。
则以释放源起15m划分范围。
（二）对高挥发性物质（具有低沸点，当散发到大气后，它们
迅速地吸收热量，从而形成在一般情况下密度高于空气的大量冷气体，尤其是在地坪或地坪附近释放时，如果空气流动无助于扩散，这种较重的气体会沿地坪传播很远的距离）如乙烯、丙烯、乙烷、丙烷、丁烷等有可能大量释放处时，爆炸危险区域范围应划分附加2区，即在2区外再划出15m，附加2区距离地面标高0.6m。
（三）在物料操作温度高于可燃液体闪点（≥60℃）的情况下，可燃液体可能泄漏时，其爆炸危险区域的范围可适当缩小，但不宜小于4.5m。
（四）对符合国标《GB3836.14》（等同IEC60079-10）附录C条件的内容，可按附录C危险场所划分举例进行划分。
（五）对工艺设备容积不大于95m3、压力不大于3.5MPａ、流量不大于38L/ｓ的生产装置，且为第二级释放源，按照生产的实践经验，其爆炸危险区域的范围划分以释放源为中心，半径为4.5ｍ的范围内划为2区。
（六）当可燃物质轻于空气时，爆炸危险区域的范围尺寸，按4.5m划分。
6.爆炸性气体温合物的分级分组
为了选择适用于爆炸性气体环境的电气设备,将爆炸性气体温合物按其最大试验安全间隙或最小点燃电流分级，分为ⅡA、ⅡB、ⅡC，最大试验安全间隙是制造电气设备隔爆外壳的基础数据，在隔爆外壳中是以隔爆间隙喷射出的爆炸产物所具有的能量点燃周围爆炸性的气体温合物，因此隔爆型防爆结构的定义为当可燃气体或蒸气进入外壳内部发生爆炸时，该外壳能承受爆炸压力且爆炸的火焰不会引燃该外壳外部的可燃气体或蒸气的全封闭结构。
最小点燃电流比是设计本质安全型电路的依据，在本质安全电路中，是用电火花点燃爆炸性气体温合物。
因此本安型防爆结构的定义为电气设备产生的火花、电弧或高温不会引燃可燃气体或蒸气的结构。
通过大量试验，通过两种标准装置分别测定的几种爆炸性气体温合物的最大试验安全间隙及最小点燃电流比取得的分级数据相同，即最大试验安全间隙小的气体温合物，其最小点燃电流比小。
最大试验安全间隙（ＭＥＳＧ）或最小点燃电流比（ＭＩＣR）分级
注：
①分级的级别应符合现行国家标准《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》。
②最小点燃电流比（ＭＩＣＲ）为各种可燃物质按照它们最小点燃电流值与实验室的甲烷的最小电流值之比。
爆炸性气体温合物按可燃物质的引燃温度分组，分为T1、T2、T3、T4、T5、T6，要求防爆电气设备允许的最高表面温度不超过爆炸性气体温合物的引燃温度。
温度组别
可燃物质的引燃温度（℃）
T1
ｔ〉450
T2
300〈ｔ≤450
T3
200〈ｔ≤300
T4
135〈ｔ≤200
T5
100〈ｔ≤135
T6
85〈ｔ≤100
三．爆炸性粉尘环境
1.什么情况下进行爆炸性粉尘环境的电力装置设计
对用于生产、加工、处理、转运或贮存过程中出现或可能出现可燃性粉尘与空气形成的爆炸性粉尘混合物环境时，应进行爆炸性粉尘环境的电力装置设计。
2.在爆炸性粉尘环境中粉尘分为以下三级：
IIIA级：
可燃性飞絮（常见的ⅢA级可燃性飞絮：
如棉花纤维、麻纤维、丝纤维、毛纤维、木质纤维、人造纤维等）
IIIB级：
非导电性粉尘（常见的ⅢB级可燃性非导电粉尘：
如聚乙烯、苯酚树脂、小麦、玉米、砂糖、染料、可可、木质、米糠、硫磺等粉尘。
IIIC级：
导电性粉尘（如石墨、炭黑、焦炭、煤、铁、锌、钛等粉尘。
3.在爆炸性粉尘环境中，产生爆炸必须同时存在下列条件：
（1）存在爆炸性粉尘混合物其浓度在爆炸极限以内；
（2）存在足以点燃爆炸性粉尘混合物的火花、电弧、高温。
4.在爆炸性粉尘环境中应采取下列防止爆炸的措施：
（1）防止产生爆炸的基本措施，应是使产生爆炸的条件同时出现的可能性减小到最小程度。
（2）防止爆炸危险，应按照爆炸性粉尘混合物的特征，采取相应的措施。
（3）在工程设计中应先采取下列消除或减少爆炸性粉尘混合物产生和积聚的措施：
1）工艺设备宜将危险物料密封在防止粉尘泄漏的容器内；
2）宜采用露天或开敞式布置，或采用机械除尘措施；
3）宜限制和缩小爆炸危险区域的范围，并将可能释放爆炸性粉尘的设备单独集中布置；
4）提高自动化水平，可采用必要的安全联锁；
5）爆炸危险区域应设有两个以上出入口，其中至少有一个通向非爆炸危险区域，其出入口的门应向爆炸危险性较小的区域侧开启；
6）应对沉积的粉尘进行有效地清除；
7）可增加物料的湿度，降低空气中粉尘的悬浮量。
8）应限制产生危险温度及火花，特别是由电气设备或线路产生的过热及火花。
为防止粉尘进入产生电火花或高温的部件的外壳内。
应选用防粉尘爆炸的电气设备；
5.危险区域划分
爆炸性粉尘危险区域划分应根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间进行分区,原分为10区、11区。
现有标准GB12476.1.《可燃性粉尘环境用电气设备》等同IEC61241标准，将危险区域划分为20区、21区、22区，10区与20区对应，11区与21区、22区对应。
（1）爆炸性粉尘环境由粉尘释放源而形成。
粉尘释放源应按爆炸性粉尘释放频繁程度和持续时间长短分级，分为：
连续级释放源：
粉尘云持续存在或预计长期或短期经常出现的部位。
例如：
粉尘容器内部。
一级释放源：
在正常运行时预计可能周期性地或偶尔释放的释放源。
毗邻敞开式包装袋装卸点的周围。
二级释放源：
在正常运行时，预计不可能释放，如果释放也仅是不经常地并且是短期地释放。
需要偶尔打开并且打开时间非常短的人孔，或者是其周围出现粉尘沉淀的粉尘处理设备。
一旦了解了工艺过程有释放的潜在可能,就应该鉴别每一释放源并确定其释放等级。
下列各项不应该被视为释放源：
――压力容器外壳主体结构及其封闭的管口和人孔。
――全部焊接的输送管和溜槽。
――在设计和结构方面对防粉尘泄露进行了适当考虑的阀门压盖和法兰接合面。
（2）爆炸性粉尘环境应根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间，按以下规定进行分区：
原则上是存在连续级释放源的区域可划为20区；
存在一级释放源的区域可划为21区；
存在二级释放源的区域可划为22区。
按以上规定划分区域等级后，再根据采取排气通风等措施调整区域划分。
20区：
空气中的可燃性粉尘云持续地或长期地或频繁地出现于爆炸性环境中的区域。
可能产生20区的场所示例：
――粉尘容器内部；
――贮料槽，筒仓等，旋风除尘器和过滤器；
――粉料传送系统等，但不包括皮带和链式输送机的某些部分；
――搅拌机，研磨机，干燥机和装料设备等。
21区：
在正常运行时，空气中的可燃粉尘云很可能偶尔出现于爆炸性环境中的区域。
可能产生2１区的场所示例：
――当粉尘容器内部出现爆炸性粉尘混合物，为了操作而需频繁移出或打开盖/隔膜阀时，粉尘容器外部靠近盖/隔膜阀周围的场所；
――当未采取防止爆炸性粉尘混合物形成的措施时，在粉尘容器外部靠近装料点和卸料点、送料皮带、取样点、卡车卸载站、皮带卸载点等场所；
――如果粉尘堆积且由于工艺操作，粉尘层可能被扰动而形成爆炸性粉尘混合物时，粉尘容器外部场所；
――可能出现爆炸性粉尘云（但既非持续地，也不长期，又不经常时）的粉
于建筑物外部场所（露天）、22区范围由于气候，例如风、雨等的影响可以减小。
在考虑22区的范围时，通常超出21区3m及二级释放源周围3m的距离（垂直向下延至地面或楼板水平面）；
一一如果粉尘的扩散受到实体结构（墙壁等等）的限制，它们的表面可作为该区域的边界。
一一可以结合同类企业相似厂房的实践经验和实际的因素，适当的考虑可将整个厂房划为22区。
。
规范中21区为“一级释放源周围1m的距离”，及22区为“二级释放源周围3m的距离”是IEC60079-10-2推荐的。
另外，在本规范中采取了主要以厂房为单位划定范围的方法。
特别是厂房内多个释放源相距大于2m，其间的设备选择按非危险区设防其经济性不大时，释放源之间的区域一般也延伸相连起来。
这种方法结合我国工业划分粉尘爆炸危险区域的习惯做法，也多是以建筑物隔开来防止爆炸危险范围扩大的。
不经常开启的门窗，可认为具有限制粉尘扩散的功能。
对电气装置来说，也是以厂房为单位进行设防。
爆炸性粉尘环境危险区域范围典型示例图见附录C
三．333333爆炸性环境的电力装置设计
本章改变了原规范的模式，将气体/蒸气爆炸性环境与粉尘爆炸性环境的电气设备的安装合为一节来编写，一是两种危险区内电气设备的安装有很多相同的要求，避免不必要的重复，二是为了与IEC60079-14-2007相匹配。
1.爆炸性环境的电力装置设计应符合下列规定：
（1）爆炸性环境的电力装置设计，宜将设备和线路，特别是正常运行时能发生火花的设备，布置在爆炸性环境以外。
当需设在爆炸性环境内时，应布置在爆炸危险性较小的地点。
（2）在满足工艺生产及安全的前提下，应减少防爆电气设备的数量。
（3）爆炸性环境内的电气设备和线路，应符合周围环境内化学的、机械的、热的、霉菌以及风沙等不同环境条件对电气设备的要求。
（4）在爆炸性粉尘环境内，不宜采用携带式电气设备。
（5）爆炸性粉尘环境内的事故排风用电动机，应在生产发生事故情况下便于操作的地方设置事故起动按钮等控制设备。
（6）在爆炸性粉尘环境内，应尽量减少插座和局部照明灯具的数量。
如必须采用时，插座宜布置在爆炸性粉尘不易积聚的地点，局部照明灯宜布置在事故时气流不易冲击的位置。
粉尘环境中安装的插座必须开口的一面朝下，且与垂直面的角度不大于60º
（7）爆炸性环境内设置的防爆电气设备，应符合现行国家标准的产品并经过国家级防爆产品认证机构检验，取得合格证的产品。
2.爆炸性环境电气设备的选择
（1）爆炸性环境内电气设备应根据下列条件进行选择：
1）爆炸危险区域的分区
2）可燃性物质和可燃性粉尘的分级
3）可燃性物质的引燃温度
4）可燃性粉尘云、可燃性粉尘层的最低引燃温度
（2）根据爆炸危险区域的划分选择防爆电气结构的类型
爆炸危险区域
防爆结构
0区
1区
2区
隔爆外壳“d"
Ｘ
○
正压型“p”
充沙型“q"
油浸型“o"
增安型“e"
△
（2）
本质安全型“ia"
本质安全型“ib"
○
浇封型“m”
无火花型“n”
1．表中符号：
○为适用；
△为慎用；
Ｘ为不适用。
2.在1区中使用的增安型“e”电气设备仅限于下列电气设备：
1）在正常运行中不产生火花、电弧或危险温度的接线盒和接线箱，包括主体为“d”或“m”型，接线部分为“e”的电气产品。
2）配置有合适热保护装置（GB3836.3-2010附录D）的“e”型低压异步电动机（启动频繁和环境条件恶劣者除外）。
3）“e”型荧光灯。
4）“e”型测量仪表和仪表用电流互感器
（增安型电气设备为正常情况下没有电弧、火花、危险温度，而不正常情况下有引爆的可能，故对在1区使用的“e”类电气设备进行了限制。
增安型电动机保护的热保护装置，目的是防止增安型电机突然发生堵转、短路、断相而造成定子、转子温度迅速升高引燃周围的爆炸性混合物。
增安型电动机的热保护装置要求是在电动机发生故障时能够在规定的时间（tE）内切断电动机电源，使电机停止运转，使其温升达不到极限温度。
随着电子工业的发展，新型的电子型综合保护器
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