电气安全要求及安全阀常识.docx
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电气安全要求及安全阀常识
危险化学品生产企业电气安全要求
一、对供电电源的要求
按负荷等级确定供电电源的回路数（GB50052-952.0.2 2.0.6）
1、一级负荷应由两个电源供电；当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。
2、二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。
在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。
当采用架空线时，可为一回架空线供电。
当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。
3、三级负荷一般只需一个电源供电。
4、一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统。
二、爆炸和火灾危险环境电力装置的要求
1、变、配电所和控制室的位置（GB50058-922.5.7）
1）变电所、配电所（包括配电室，下同）和控制室应布置在爆炸危险区域范围以外，当为正压室时，可布置在1区、2区内。
2）对于易燃物质比空气重的爆炸性气体环境，位于1区、2区附近的变电所、配电所和控制室的室内地面，应高出室外地面0.6m。
2、对电气装置和电气设备的要求（GB50058-922.5.1~2.5.6）
1）爆炸性气体环境的电力设计宜将正常运行时发生火花的电气设备，布置在爆炸危险性较小或没有爆炸危险的环境内。
2）根据爆炸危险区域的分区、电气设备的种类和防爆结构的要求，应选择相应的电气设备。
3）选用的防爆电气设备的级别和组别，不应低于该爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。
4）爆炸性气体环境内设置的防爆电气设备，必须是符合现行国家标准的产品。
3、对电气线路敷设的要求（GB50058-922.5.8）
1）电气线路应在爆炸危险性较小的环境或远离释放源的地方敷设。
（1）当易燃物质比空气重时，电气线路应在较高处敷设或直接埋地；架空敷设时宜采用电缆桥架；电缆沟敷设时沟内应充砂，并宜设置排水措施。
（2）当易燃物质比空气轻时，电气线路宜在较低处敷设或电缆沟敷设。
（3）电气线路宜在有爆炸危险的建、构筑物的墙外敷设。
2）敷设电气线路的沟道、电缆或钢管，所穿过的不同区域之间墙或楼板处的孔洞，应采用非燃性材料严密堵塞。
3）当电气线路沿输送易燃气体或液体的管道栈桥敷设时，应符合下列要求：
（1）沿危险程度较低的管道一侧；
（2）当易燃物质比空气重时，在管道上方；经空气轻时，在管道的下方。
4）敷设电气线路时宜避开可能受到机械损伤、振动、腐蚀以及可能受热的地方，不能避开时，应采取预防措施。
5）10kV及以下架空线路严禁跨越爆炸性气体环境，架空线路与爆炸性气体环境的水平距离，不应小于杆塔高度的1.5倍。
（GB50058-922.5.14）
6）电缆类型的选择
（1）在1区内应采用铜芯电缆；在2区内宜采用铜芯电缆。
（2）选用电缆时应考虑环境腐蚀、鼠类和白蚁危害以及周围环境温度及用电设备进线盒方式等因素。
在架空桥架敷设时宜采用阻燃电缆。
（即防腐、防蛀、耐热、外护层、阻燃）
4、保护接地的要求（GB50058-922.5.15）
1）在爆炸危险环境内，电气设备的金属外壳应可靠接地。
2）爆炸性气体环境1区内的所有电气设备以及爆炸性气体环境2区内，除照明灯具以外的其它电气设备，应采用专门的接地线。
金属管线，电缆的金属包皮等，只能作为辅助接地线。
3）接地干线应在爆炸危险区域不同方向不少于两处与接地体连接。
4）电气设备的接地装置与防止直接雷击的独立避雷针的接地装置应分开设置，与装设在建筑物上防止直接雷击的避雷针的接地装置可合并设置；与防雷电感应的接地装置亦可合并设置。
接地电阻值应取其中最低值。
5、防雷防静电接地要求
1）防雷措施（HG20571-953.3）
（1）有火灾爆炸危险的化工装置、露天设备、储罐、电气设施和建（构）筑物，应设置可靠的防雷保护装置。
（2）根据建筑物防雷设计规定，按着建筑防雷分类，设置相应的防雷保护措施（防雷建筑物分1、2、3类；防雷措施有防直击雷、侵入雷和感应雷）。
（3）有防雷电阻定期检测记录。
2）防静电措施（GB12158-904.1.2、HG/T20675-19902.1.1）
（1）在存在静电引爆危险的场所，所有属静电导体的物体必须接地。
（2）每组专设的静电接地体的接地电阻值一般不应大于100Ω。
（3）对可能产生静电危害的工作场所，应配置个人防静电防护用品。
重点防火、防爆作业区的入口处，应设置人体导除静电装置。
（4）化工建设项目应根据生产特点配置必要的静电检测仪器、仪表。
6、安全用电措施
1）化工企业除正常照明外，还应设置应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明。
（GB50034-922.0.2）
2）触电、防火要求较高的场所的各类低压用电设备、手持电动工具、插座均应安装漏电保护器。
（GB13955-924.5）
3）制度相应的用电安全规程和岗位责任制。
（GB/T13869-923.1）
4）电工作业人员应经安全技术培训，考试合格，取得相应的合格证书后，才能从事电工作业。
（GB/T13869-924.2）
5）各电气室应备有按规定定期检查试验合格的电工用具和防护用品。
（GB/T13869-924.3）
6）变配电所建筑物、采暖通风、消防、事故报警应符合安全规程要求。
三、化工企业腐蚀环境电力装置要求
一般规定：
1、自备电站、总变电所、中心配电所及35~110kV架空输电线路等宜远离化学腐蚀性物质释放源。
其与各类腐蚀环境的距离应符合规定。
（HG/T20666-19994.0.2）
2、自备电站、总变电所、中心配电所不应设在有腐蚀性物质的生产装置的下风侧。
（HG/T20666-19994.0.1）
3、防腐环境的电气设备应根据环境类别（轻、中、强）选择相适应的防腐电工产品。
（HG/T20666-19995.0.2）
4、配电线路和防雷、接地装置应采取有效的防腐措施。
（HG/T20666-19996）
附录1负荷等级划分
摘自HG/T20664-1999《化工企业供电设计技术规定》
4.1.1根据用电负荷在化工连续生产过程中的重要性，并按其对供电可靠性及连续性的要求，将化工用电负荷分为一级负荷、二级负荷和三级负荷三个等级。
在化工生产中还存在一部分“有特殊供电要求的负荷”。
4.1.2一级负荷——当企业正常工作电源突然中断时，企业的连续生产被打乱，使重大设备损坏，恢复供电后需长时间才能恢复生产，使重大产品报废，重要原料生产的产品大量报废，而使重点企业造成重大经济损失的负荷。
4.1.3二级负荷——当企业正常工作电源突然中断，企业的连续生产过程被打乱，使主要设备损坏，恢复供电后需较长时间才能恢复生产，产品大量报废、大量减产，使重点企业造成较大经济损失的负荷。
通常大中型化工企业就是这种二级负荷的重点企业。
4.1.4三级负荷——所有不属于一、二级负荷（包括有特殊供电要求的负荷）者，应为三级负荷。
4.1.5有特殊供电要求的负荷——当企业正常工作电源因故障突然中断或因火灾而人为切断正常工作电源时，为保证安全停产，避免发生爆炸及火灾蔓延、中毒及人身伤亡等事故，或一旦发生这类事故时，能及时处理事故，防止事故扩大，为抢救及撤离人员，而必须保证供电的负荷。
化工企业中有特殊供电要求的负荷，通常有以下几种类型
1、中断供电时，将发生爆炸及有毒物质泄漏的相关负荷如
1）安全停车自动程序控制装置（仪表、继电器、程控器等）及其执行机构（某些进料阀、排料阀、排空阀等），以及配套的处理设施；
2）设备内有不能排放的爆炸危险物料，若其会发生局部聚合大量放热反应时，为避免危险后果所需的搅拌设施和中止剂投放设施或冷却水专用供应设备；
3）爆炸危险物料使用的大型压缩机组的安全轴封及正压通风系统等的电气设备。
2、中断供电时，现场处理事故、抢救及撤离人员所必需的事故照明、通信系统、火灾报警设备、消防系统的用电负荷等。
3、化工工艺控制的DCS、电气微机保护、监控、管理系统的用电负荷。
附录2爆炸性气体环境危险区域的划分
摘自GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
第2.2.1条爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，按下列规定进行分区：
一、0区：
连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境；
二、1区：
在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；
三、2区：
在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。
注：
正常运行是指正常的开车、运转、停车，易燃物质产品的装卸，密闭容器盖的开闭，安全阀、排放阀以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态。
附录3电气设备防爆结构的选型
摘自GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
第2.5.3条各种电气设备防爆结构的选型应符合下表
电气设备防爆结构选型表
序号
爆炸危险区域
防爆结构
电气设备
0区
1区
2区
本质安全型
ia
隔爆型
d
正压型
p
充油型
o
增安型
e
本安型
ia
ib
本安型
ia
ib
隔爆型
d
正压型
p
充油型
o
增安型
e
无火花型
n
1
电机
鼠笼型感应电动机
○
○
△
○
○
○
○
绕线型感应电动机
△
△
○
○
○
×
同步电动机
○
○
×
○
○
○
直流电动机
△
△
○
○
电磁滑差离合器（无电刷）
○
△
×
○
○
○
△
2
变压器
变压器（包括启动用）
△
△
×
○
○
○
○
电抗线圈（包括启动用）
△
△
×
○
○
○
○
仪用、互感器
△
×
○
○
○
3
电器
刀开关断路器
○
○
熔断器
△
○
控制开关及按钮
○
○
○
○
○
○
○
电抗启动器和启动补偿器
△
○
○
启动用金属电阻器
△
△
×
○
○
○
电磁阀用电磁铁
○
×
○
○
电磁磨擦制动器
△
×
○
△
操作箱、柱
○
○
○
○
控制盘
△
△
○
○
配电盘
△
○
4
灯具
固定式灯具
○
×
○
○
移动式灯具
○
携带式灯具
○
○
指示灯
○
×
○
○
镇流器
○
△
○
○
5
其它
信号、报警装置
○
○
○
×
○
○
○
○
○
插接装置
○
○
接线箱（盒）
○
△
○
○
电气测量表记
○
○
×
○
○
○
注：
○为适用；△为慎用；×为不适用；
附录4建筑物的防雷分类
摘自GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
第2.0.1条建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷击事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类，如下表。
建筑物的防雷分类
类别
内容、特点
第一类
因电火花而引起爆炸，造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物：
2、制造、使用或贮存大量爆炸物质（如炸药、火药、起爆药、火工品等）的建筑物；
3、具有0区、1区或10区爆炸危险环境的建筑物。
第二类
2、电火花不易引起爆炸或巨大破坏和人身伤亡的建筑物：
制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物；
具有1区、2区或11区爆炸危险环境的建筑物；
3、工业企业内有爆炸危险的露天钢封闭气罐；
4、国家重点文物保护的建筑物；
5、具有特别用途的建筑物，如国家级的会堂和办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大城市的重要给水房等；
6、对国民经济有重要意义且装设有大量电子设备的建筑物，如国家级计算中心、国际通讯枢纽等；
7、年预计雷击次数N>0.06的重要建筑物或人员密集的公共建筑物，如部、省级办公建筑物，影剧院、医院、学校等建筑物；
8、年预计雷击次数N>0.3的一般性民用建筑物，如住宅和办公楼。
第三类
1、具有21区、22区、23区爆炸危险环境的建筑物；
2、高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；
3、年预计雷击次数0.3≥N≥0.06的一般性民用建筑物，如住宅、办公楼；
4、年预计雷击次数0.06≥N≥0.012的重要或密集建筑物如部、省级办公建筑物、影剧院、医院、学校等建筑物；
5、年预计雷击次数N≥0.06的一般性工业建筑物。
附录5腐蚀环境分类
摘自HG/T20666-1999《化工企业腐蚀环境电力设计规程》
表3.0.2腐蚀环境划分的主要依据
主要依据
类别
0类（轻腐蚀环境）
1类（中等腐蚀环境）
2类（强腐蚀环境）
地区或局部环境最湿月平均最高相对湿度（25℃）
60%及以上
75%以下
75%及以上
85%以下
85%及以上
化学腐蚀性物质的释放状况
一般无泄漏现象，任一种腐蚀性物质的释放严酷度经常为1级，有时（如事故或不正常操作时）可能达到2级。
有泄漏现象，任一种腐蚀性物质的释放严酷度经常为2级，有时（如事故或不正常操作时）可能达到3级
泄漏现象严重，任一种腐蚀性物质的释放严酷度经常为3级，有时（如事故或不正常操作时）偶然超过3级
注：
如地区或局部环境最湿月平均最低温度不是25℃时，其同月平均最高相对湿度必须换算到25℃时的相对湿度。
表3.0.3腐蚀环境划分的参考依据
参考依据
类别
0类（轻腐蚀环境）
1类（中等腐蚀环境）
2类（强腐蚀环境）
操作条件
由于风向关系，有时可闻到化学物质气味
经常能感到化学物质的刺激，但不需配戴防护器具进行正常的工艺操作
对眼睛或外呼吸道有强烈刺激，有时需配戴防护器具才能进行正常的工艺操作
表观现象
建筑物和工艺、电气设施只有一般腐蚀现象，工艺和电气设施只需常规维修；一般树木生长正常
建筑物和工艺、电气设施腐蚀现象明显，工艺和电气设施一般需年度大修；一般树木生长不好
建筑物和工艺、电气设施腐蚀现象严重，设备大修间隔期小于一年；一般树木成活率低
通风情况
通风换气良好
通风换气一般
通风换气不好
附录6变电所与总配电装置距各种化工场所的间距
摘自HG/T20664-1999《化工企业供电设计技术规定》
第7.1.2条总变电所与总配电装置距爆炸、火灾、重腐蚀等场所的距离应不小于表7.1.2所列的数值。
表7.1.2总变电所与总配电装置距各种
化工场所的最小防护间距表（m）
化工场所名称
总变电所与总配电装置
户内式建筑物外墙
户外式建筑围墙
爆炸危险装置和建筑物
30
30
腐蚀环境
1类（中腐蚀）
30
50
2类（强腐蚀）
50
80
火灾危险场所
25
25
液化可燃气体储罐
200m3及以上
50~90
50~90
冷却塔
自然
通风
塔位于下风侧
*
30
塔位于上风侧
*
40
机械
通风
塔位于下风侧
*
40
塔位于上风侧
*
60
安全阀的校验与管理
1、安全阀的基本知识
1）阀门：
安装在压力容器、受压设备及连接管道上，用以控制介质流向的、具有可动机构的机械产品的总称。
{TodayHot}
2）阀门的公称通经：
是指阀门与管道及所有其他附件连接处管道的名义直径，单位是毫米（用DN表示）。
3）安全阀：
是一种自动阀门，能不借助任何外力而只利用介质本身的力来排出一额定数量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。
当压力恢复正常后，在自行关闭并阻止介质继续流出的一种阀。
4）工作压力P：
阀门在使用介质温度下的压力。
5）工作温度T：
阀门在使用介质下的温度。
6）整定压力Ps:
安全阀在运行条件下开始开启的预定压力。
在该压力下，开启阀瓣的力与使阀瓣保持在阀座的力平衡。
7）回座压力Pr:
指安全阀达到排放状态后，介质压力下跌至一定值，阀瓣重新与阀座接触，亦即开启高度变为零时，阀门进口处的静压力。
8）启闭压差△Pbl：
安全阀整定压力与回座压力之差，通常用整定压力的百分数来表示，{HotTag}只有当整定压力很低时，才用Mpa表示。
9）排放压力Pb:
整定压力加上超过压力（超过压力指超过安全阀整定压力所增加的压力，通常用整定压力的百分数来表示）
10）开启高度h:
阀瓣离开关闭位置的实际升程。
11）流道面积A：
指阀进口端到关闭件密封面间流道的最小截面积，用来计算无任何阻力影响时的理论排量。
对应于流道面积A的流道直径为do（喉径）。
12）排量系数Kd：
阀门实际排量与理论排量的比值。
13）密封试验压力Pt:
进行密封试验时规定的压力，在此压力下测量通过关闭件密封面的泄漏率。
一般取整定压力的90%作为密封试验压力。
14）出厂试验；出厂前对产品所进行的壳体强度、密封性、开启压力的试验。
2、安全阀基本结构
1）阀体2）阀座3）阀瓣4）调节圈5）弹簧6）阀杆7）阀盖8）阀帽
3、安全阀的分类
1）按使用介质分：
a:
蒸汽用安全阀b:
空气及其它气体用安全阀c:
液体用安全阀
2）按公称压力分
a:
低压安全阀：
公称压力PN≤1.6Mpab:
中压安全阀：
公称压力PN1.6～6.4Mpa
c:
高压安全阀：
公称压力PN6.4～80.0Mpad:
超高压安全阀：
公称压力PN﹥100Mpa
3）按适用温度分：
a:
超低温安全阀：
t≤-100°Cb:
低温安全阀：
-100°C～-40°C
c:
常温安全阀：
-40°C～120°Cd:
中温安全阀：
120°C～450°C
e:
高温安全阀：
t＞450°C
4）按连接方式分：
a:
法兰连接安全阀b:
螺纹连接安全阀c:
焊接连接安全阀
5）按开启高度分：
a:
微启式安全阀：
开启高度在do/40～do/20
b:
全启式安全阀：
开启高度不小于do/4
c:
中启式安全阀：
开启高度介于微启式和全启式之间
6）按结构形式分：
a:
杠杆重锤式安全阀b:
弹簧式安全阀c:
脉冲式安全阀（又称先导式安全阀）
d:
微启式安全阀e:
全启式安全阀f:
全封闭式安全阀g:
半封闭式安全阀h:
敞开式安全阀
4、安全阀的基本要求
安全阀必须具备运行安全性和经济性两大要求，在动作过程中必须做到：
灵敏的开启、足量的排放、及时的回座、可*的密封。
对安全阀的基本技术要求：
1）整定压力大于3.0Mpa的蒸汽用安全阀或介质温度大于235°C的空气或其它气体用安全阀，应能防止排出的介质直接冲蚀弹簧。
2）蒸汽用安全阀必须带有扳手，当介质压力达到整定压力75%以上时，能利用扳手将阀瓣提升，该扳手对阀的动作不应造成阻碍。
3）对有毒或易燃性介质用安全阀必须采用封闭式安全阀，且要防止阀盖和保护罩垫片处的泄漏。
4）为防止调整弹簧压缩量的机构松动，以及随意改变已调好的压力，必须设有防松装置并加铅封。
5）阀座应固定在阀体上，不得松动，全启式安全阀应设有限制开启高度的机构。
6）安全阀即使有部分损坏，任应能达到额定排量，当弹簧破损时，阀瓣等零件不会飞出阀体外。
7）对有附加背压力的安全阀，应根据其压力的大小和变动情况，设置背压平衡机构。
8）对先导式安全阀应分别对导阀和主阀作密封性和开启动作试验，都应达到标准规定的性能要求。
5、安全阀的动作原理
向下作用于阀瓣的弹簧预紧力Fd，一部分用来抵抗介质作用力Po.S，另一部分产生阀门密封件之间的相互压紧力f,随着介质压力的提高，密封件间的相互压紧力随之减少，当介质压力达到开启压力Ps时，相互压紧力为零，安全阀开启，此时满足：
Fd=Ps.S
6、安全阀相关标准
由于安全阀的重要性，世界各国都对安全阀的设计制造制定了许多相关标准和法规。
我国早期的安全阀标准大都参照前苏联的安全阀标准。
目前采用的安全阀标准有：
GB/T12241-89（安全阀一般要求）GB/T12242-89（安全阀性能试验方法）
GB/T12243-89（弹簧直接载荷式安全阀）ZB-J98-013-89（电站安全阀技术条件）
API520/API526/API527（美标）
7、安全阀校验与维修
要全面的检验安全阀的各项技术性能指标必须是进行全性能试验，试验最基本的要求是具有实际运行状态，甚至超过实际运行状态。
这种试验装置除了高温高压容器等设备外，还要具备各种参数的快速测定仪器，并保证具备大流量的高温高压蒸汽源，耗资巨大。
校验是安全阀试验的一部分，是制造厂出厂试验的主要项目。
出厂前一般都用常温的安全阀校验台进行空气介质的开启压力整定和密封性试验。
安全阀常温校验台只能做开启压力整定和密封性试验。
（1）安全阀在什么情况下需要校验
1）长期存放或第一次使用之前
2）定期校验
3）严重损坏和锈蚀的阀
4）阀门铭牌丢失的阀
5）铅封损坏的阀门
（2）回座压力的调整意义和方法
国标定义的回座压力指安全阀达到排放状态后，介质压力下跌至一定值，阀瓣重新与阀座接触，亦即开启高度变为零是，阀门进口处的静压力，回座压力太低太高都不好，太低将造成介质和能量的损失，太高则达不到排放量，造成阀门频跳，原则是在能达到排放量的情况下尽量的调高回座压力，降低介质和能量的损失。
（3）调整方法
回座压力是通过调节圈来调整的，调节的原理是间隙原理，间隙越小，喷出时阻力越大，托住阀芯下降的力越大，越不易回座，反之，间隙越大，阀芯越容易回落，回座压力越高。
对于只有下调节圈的安全阀，调节圈向上调，回座压力下降，调节圈向下调，回座压力升高；对于有上下调节圈的安全阀，上下调节圈的距离减小，回座压力降低，上下调节圈的距离增大，回座压力升高。
（4）校验方法及其优缺点
安全阀校验有现场校验（在线校验）和校验台校验两种手段，条件允许下应该尽量在现场校验，因为现场校验更切合实际运行工况，因而更可*。
现场校验的优点：
便于对焊接式安全阀的校验，可测定回座压力，测量准确。
缺点是校验时间长，系统要反复升压，不经济，较危险，不可以做密封性试验。
安全阀常温校验台的优缺
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