燃气锅炉房电气设计探讨
摘 要: 燃气锅炉间是否属于爆炸危险区域、 如
何进行爆炸危险区域划分、 由哪个专业来划分等问题
一直存在较多争议, 相关规范之间也存在矛盾之处。
本文介绍了作者对这些问题的观点。
关键词: 燃气锅炉房; 燃气锅炉间; 火灾危险性
分类; 丁类生产厂房; 爆炸性气体环境; 事故风机;
危险场所; 非危险场所
中图分类号: TK229. 8
于爆炸危险区域, 要按照 GB 50058 - 2014 《爆 炸 危 险环境电力装置设计规范》 (后文简称 《爆规》) 进行 电气设计。
这其实是认识上的误区, 我们不能因为某个区 域存在易燃易爆气体, 就简单判定这个区域属于爆 炸危险区域, 而是应该结合该区域的工艺生产流程、 火灾危险性分类等因素综合考虑。 如果该区域确实 属于爆炸危险区域, 就应该根据 《爆规》 的规定划 分爆炸性气体环境危险区域并确定该区域的范围, 然后根据爆炸性气体环境危险区域的类型采取相应 的防爆设计措施。
1 各规范关于燃气锅炉间的规定
燃 气 锅 炉 房 设 计 主 要 参 考 规 范 包 括 : GB 50041 - 2008 《锅炉房设计规范 》、 GB 50028 - 2006 《城镇 燃气设计规范》、 GB 3836. 14 - 2014 / IEC 60079 - 10 - 1: 2008 《爆炸性气体 第 14 部分: 场所分类 爆 炸性气体环境》、 《爆规》 等。 1. 1 《锅炉房设计规范》 对燃气锅炉间的相关规定
该条文的第二段指出锅炉房的各生产间内爆炸 和火灾危险场所的危险等级划分依据是 《爆规》。 这 一段很容易引起争议, 有人将这段话的意思理解为 “燃气锅炉房的锅炉间 …… 有爆炸和火灾危险场所, 所以要根据 《爆规》 进行爆炸和火灾危险场所的等 级划分”。 这一理解是很片面的。 前面提到, 对于生 产厂房内爆炸危险区域的确定不能脱离工艺特点、 生产流程, 不能脱离建筑物的定性, 如果对这些因 素不加以考虑, 只要存在爆炸释放源, 就根据 《爆 规 》 3. 1. 1 条 规 定 把 房 间 定 为 爆 炸 危 险 区 域 , 进 行 爆炸性气体环境的电力设计, 会闹出很多矛盾甚至 笑话。 例如使用天然气、 液化气的厨房, 完全符合 《爆规》 3. 1. 1 条规定的情况, 但是没有人会按照爆 炸性气体环境进行电气设计, 也不会要求厨房家用 电器都采用防爆产品 。 GB 50028 - 2006 《城 镇 燃 气 设计规范》 已经明确指出锅炉房、 热水炉间都属于 非爆炸危险场所, 那么按照正常环境选择电气设备 也不是不可以的。
2 燃气锅炉间电气设计及电气设备选型
锅炉间内的锅炉本体、 锅炉电控箱、 锅炉上的电
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气仪表都是普通的设备, 并不是防爆型电气设备, 仅仅要求电气专业采用防爆型的电气设备是没有任 何意义的。 GB 50041 - 2008 《锅炉 房 设 计 规 范 》 没 有规定电气专业一定要按照防爆要求进行设计, 其 15. 2. 2 条对电气设计是这样规定的:
作者信息
刘叶语, 女, 中国航空规划设计研究总院有限公司, 研究员, 电气副总工程师。 丁 杰, 男, 中国航空规划设计研究总院有限公司, 研究员, 电气总工程师。
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燃气锅炉房电气设计探讨 (刘叶语 丁杰)
表 1 生产的火灾危险性分类 Tab. 1 Fire hazard classification of production
GB 3836. 14 - 2014 / IEC 60079 - 10 - 1: 2008 《爆炸性气体 第 14 部分: 场所分类 爆炸性气体环 境 》 等 同 采 用 IEC 60079 - 10 - 1: 2008, 该 规 范 的 术语与定义一节, 对爆炸性气体环境、 危险场所、 非 危险场所的定义如下:
物或硫磺等易燃的无机物, 极易引起燃烧或
爆炸的强氧化剂;
6. 受撞击、 摩擦或与氧化剂、 有机物接触时能
引起燃烧或爆炸的物质;
7. 在密闭设备内操作温度不小于物质本身自燃
点的生产
1. 闪点不小于 28 ℃, 但小于 60 ℃ 的液体;
2. 爆炸下限不小于 10 % 的气体;
3. 不属于甲类的氧化剂;
生产的火灾危 险性类别
使用或产生下列物质生产的火灾危险性特征
1. 闪点小于 28 ℃ 的液体;
2. 爆炸下限小于 10 % 的气体;
3. 常温下能自行分解或在空气中氧化能导致迅
速自燃或爆炸的物质;
4. 常温下受到水或空气中水蒸气的作用, 能产
生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质;
甲
5. 遇酸、 受热、 撞击、 摩擦、 催化以及遇有机
燃气锅炉房电气设计探讨
刘叶语 丁 杰 (中国航空规划设计研究总院有限公司, 北京市 100120)
Research on Electrical Design of Gas Fired Boiler House LIU Yeyu DING Jie (China Aviation Planning and Design Institute (Group)
乙
4. 不属于甲类的易燃固体;
5. 助燃气体;
6. 能与空气形成爆炸性混合物的浮游状态的粉
尘、 纤维、 闪点不小于 6液体; 丙
2. 可燃固体
1. 对不燃烧物质进行加工, 并在高温或熔化状
态下经常产生强辐射热、 火花或火焰的生产;
丁
2. 利用气体、 液体、 固体作为燃料或将气体、
液体进行燃烧作其他用的各种生产;
3. 常温下使用或加工难燃烧物质的生产
戊
常温下使用或加工不燃烧物质的生产
根据表 1, 锅炉房的燃气调压间具有爆炸下限小 于 10 % 的气体, 所以定性为甲类生产厂房。 锅炉 间 利用天然气作为燃料, 生产热水或蒸汽, 所以锅炉间 定性为丁类生产间。 如果锅炉间属于爆炸危险气体危 险环境, 那么就应该定性为甲类生产厂房而不会定为 丁类生产厂房。 1. 2 《城镇燃气设计规范》 对燃气锅炉间的规定
由此看出, 即使存在爆炸性气体, 如果爆炸性气 体环境预期不会大量出现, 可划为非危险场所。 不仅 仅是锅炉房, 石化行业 SY / T 6671 - 2006 《石油设施 电气设备安装区域一级、 0 区、 1 区和 2 区区域划分推 荐作法》 中关于危险区域划分也秉承同一原则, 可供 借鉴。 该标准 6. 5. 9 条指出了可划分为非危险区域的场 所: ① 没有阀门、 法兰或类似装置的全部为焊接连接 的管道系统; ② 没有阀门、 法兰或类似装置的连续的 金属管道。 所以说, 不能一看到有爆炸性气体存在, 就盲目地把房间定为爆炸危险场所。 对于危险场所, 首先要鉴别释放源, 然后确定其释放等级, 即对可能 出现爆炸性气体环境的场所进行分类, 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。
在进行燃气锅炉房电气设计时, 应根据各房间的 生产特点、 生产流程, 结合厂房的火灾危险性等级对 锅炉房进行场所分类, 确定哪些房间属于爆炸危险区 域, 然后根据 《爆规》 的规定对爆炸危险区域进行分 区并确定该分区的范围, 然后采取相应的防爆设计措 施。 比如燃气入口间, 它是甲类生产间, 属于爆炸性 气体危险环境 2 区, 应按照 2 区的要求进行设备选 型。 锅炉间是丁类生产间, 不属于爆炸危险区域, 可 以按照正常环境进行电气设计。 一般来说, 当燃气锅 炉房中出现阀门时, 阀门处相当于释放源, 距离释放 源一定范围内属于局部 2 区的爆炸危险性环境, 该区 域范围内应避免放置电气设备。 但是大多数情况下, 阀门都设置在靠近锅炉本体、 锅炉入气的地方, 实际 设计中锅炉本体、 锅炉电控箱、 锅炉上的电气仪表都 是普通 的 设 备 , GB 50028 - 2006 《城 镇 燃 气 设 计 规 范》 也明确锅炉房、 热水炉间这些场所为非爆炸危险 区域, 否则设计会存在无法解决的矛盾, 这也是锅炉 间定性为丁类生产间的原因。 如果认为锅炉间整体为 爆炸危险区域, 并定为爆炸性气体环境 2 区, 就和锅 炉间丁类火灾危险性的规定自相矛盾了。
《爆规》 于 2014 年 10 月 实 施 , 该 规 范 将 危 险 场 所称为爆炸危险区域, 将非危险场所称为非爆炸危险 区域, 术语定义与 GB 3836. 14 - 2014 / IEC 60079 10 - 1: 2008 《爆 炸 性 气 体 第 14 部 分 : 场 所 分 类 爆炸性气体环境》 基本一致。
Key words: gas fired boiler house; gas fired boiler room; classification of fire hazards; Class D production workshop; explosive gas atmosphere; emergency fan; hazardous area; non-hazardous area
Co., Ltd., Beijing 100120, China)
Abstract: The problems including whether gas fired boiler room is explosion hazard area and how to classify the explosion hazard area by which specialty remain controversial, and there are also discrepancies in relevant regulations. This paper introduces the authors’opinions on these issues.
GB 50028 - 2006 《城镇燃气设计规范》 附录 E. 0. 6 中, 对可划为非爆炸危险区域的用电场所进行了描 述, 其第 3 款中规定: 在生产过程中使用明火的设备 或炽热表面温度超过区域内可燃气体着火温度的设备 区域附近可以划为非爆炸危险区域, 并明确指出锅 炉房、 热水炉间这些场所都可划为非爆炸危险区域。 1. 3 防爆相关规范对于爆炸危险区域的定义