防爆電氣產(chǎn)品的安全使用應(yīng)從危險場所的正確分類開始

　　防爆電氣產(chǎn)品的安全不僅取決于產(chǎn)品的安全性能，而且與產(chǎn) 品的安全使用密切相關(guān)，文章重點介紹了防爆電氣產(chǎn)品安全使用的重要基礎(chǔ)工作，即危險場 所分類的有關(guān)問題。

　　1 防爆電氣產(chǎn)品的安全使用是和產(chǎn)品安全性能同等重要的問題

　　長期以來，我國涉及防爆電氣安全的國家標(biāo)準(zhǔn)，主要是防爆電氣基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)(國標(biāo)GB 3836 系列為 主的制造檢驗標(biāo)準(zhǔn))和防爆電氣產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)的實施主體是產(chǎn)品制造企業(yè)和防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)檢機構(gòu)。但是防爆電氣產(chǎn)品在危險場所使用能否確保防爆安全，不僅有賴于設(shè)計制造 和檢驗部門提供高防爆安全性的產(chǎn)品，而且有賴于產(chǎn)品用戶部門的安全使用。性能質(zhì)量再好的防 爆電氣產(chǎn)品如果使用不當(dāng)，不僅不能起到防爆作用，甚至可能成為危及安全的可怕**。許 多慘痛的爆炸事故都證明了這點。例如，防爆電氣產(chǎn)品電纜引入裝置中的橡膠密封圈，是一個保 持產(chǎn)品防爆性能的重要零件，這個零件在使用中往往被人們所忽視，不能被正確的選型、安 裝和維護。如，有的用戶在維修后未將其壓緊，有的選用的密封圈尺寸和材質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，有的檢修后干脆不安裝密封圈。結(jié)果就使危險場所中的可燃性氣體可以暢通無阻地進 入接線盒空腔內(nèi)。一旦接線盒內(nèi)的接線端子的連接處出現(xiàn)電弧?；鸹〞r，就可能點燃可燃性氣體，引起爆炸。類似這種不能安全使用防爆電氣產(chǎn)品而引起爆炸事故的例子在爆炸事故總 的統(tǒng)計中占有很大的比例。

　　由此可見，防爆電氣產(chǎn)品的安全使用和反映防爆電氣產(chǎn)品安全性能的制造質(zhì)量是同等重要的。這正如我們有病時，通常都需要醫(yī)生在對我們身體的各種癥狀進行仔細檢查確診后，再指 導(dǎo)我們正確地服藥的道理一樣。質(zhì)量合格的藥物必須和正確的使用相結(jié)合，才能起到安全的對癥治病的作用，否則可能適得其反——質(zhì)量合格的藥不僅不能安全地治病，甚至可能危及 身體安全。

　　我們所說的防爆電氣產(chǎn)品安全使用，一般包括下述幾個方面：正確地劃分爆炸危險場所的類別;正確地選型、安裝防爆電氣產(chǎn)品;正確地維護、檢修防爆電氣產(chǎn)品。

　　由上述可見，防爆電氣安全是一項系統(tǒng)工程，它包括防爆電氣產(chǎn)品的設(shè)計、制造、檢驗、危險 場所的分類、防爆電氣產(chǎn)品的選型安裝、維護檢修，以及與此有關(guān)的質(zhì)量管理、人員培訓(xùn)等 各個環(huán)節(jié)。任何環(huán)節(jié)的疏忽都可能成為爆炸事故的隱患。

　　誠然，許多用戶部門也認識到防爆電氣產(chǎn)品的安全使用對保證防爆安全的重要意義，但是苦于長期以來沒有一套完整的國家標(biāo)準(zhǔn)可循，因此，只能根據(jù)經(jīng)驗和一些不完整的資料制訂出 一些部門標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范來實行防爆電氣產(chǎn)品安全使用的技術(shù)生產(chǎn)管理。因此，盡快制訂出一套完整的、并可與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌的國家標(biāo)準(zhǔn)，一直都是各方面迫切關(guān)注的。

　　近年來，隨著我國防爆電氣標(biāo)準(zhǔn)化工作的發(fā)展及加強與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌的需要，我國防爆電氣標(biāo)準(zhǔn)也由過去的產(chǎn)品制造檢驗標(biāo)準(zhǔn)為主的狀況，逐步演變?yōu)榘ㄖ圃鞕z驗、場所劃分、選型 安裝和維護檢修等標(biāo)準(zhǔn)組成的完整的防爆電氣安全標(biāo)準(zhǔn)體系。“危險場所的分類(GB 3836 14—2000)”、“危險場所電氣安裝(GB 383615—2000)”、爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備的檢修(GB 383613—1997)”三項標(biāo)準(zhǔn)第一次以國家標(biāo)準(zhǔn)形式，完整地規(guī)定了用戶部門安全使 用防爆電氣產(chǎn)品的各項技術(shù)和管理要求，對爆炸危險場所的安全生產(chǎn)有著十分重要的意義。 此外，由于這三項標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)實施了接軌，從而也為我國石油化工裝置進入國際市場，以及做好引進設(shè)備的防爆安全生產(chǎn)和技術(shù)管理創(chuàng)造了有利的條件。

　　2 危險場所分類是實現(xiàn)防爆電氣產(chǎn)品安全使用的最重要的基礎(chǔ)工作

　　上述三項標(biāo)準(zhǔn)對用戶部門來說，首要的、最基礎(chǔ)的工作是對本部門所涉及的爆炸危險場 所的分類。這正如一個就診的患者，首先要通過全面檢查和醫(yī)生對癥狀的分析判斷后的確診一樣。準(zhǔn)確的確診是對癥治療和安全用藥的基礎(chǔ)。本文專門針對國標(biāo)“危險場所分類” (GB 383614—2000)進行一些分析介紹。

　　2.1 危險場所分類的目的

　　危險場所分類是對可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的場所進行分析和分類的方法。場所分類的目的 ， 是為了使用于該類爆炸危險場所的防爆電氣設(shè)備的選型和安裝具有足夠的安全性和良好的經(jīng)濟性。因為在使用可燃性物質(zhì)的危險場所，要保證爆炸性氣體環(huán)境永不出現(xiàn)是困難的。同樣 ，要確保使用于危險場所的電氣設(shè)備永不成為點燃源也是困難的。因此，危險性大的場所( 即 出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境可能性大的場所)應(yīng)選擇安全性能高的防爆電氣設(shè)備類型。反之，對于危險稍小的場所(即出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境可能性稍小的場所)，可選擇安全性稍低(但仍具有 足夠安全性)、價格相對便宜的防爆電氣設(shè)備類型。

　　2.2 危險場所分類工作的主要內(nèi)容

　　危險場所分類工作主要有兩方面的內(nèi)容：

　　(1) 根據(jù)爆炸性氣體環(huán)境出現(xiàn)的頻率和持續(xù)時間把危險場所分為三個區(qū)域

　　0區(qū)：爆炸性氣體環(huán)境連續(xù)出現(xiàn)或長時間存在的場所;

　　1區(qū)：在正常運行時，可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的場所;

　　2區(qū)：在正常運行時，不可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，如果出現(xiàn)也是偶爾發(fā)生，并且僅是短時間存在的場所。

　　(2) 確定危險場所存在的數(shù)量和范圍

　　因為僅僅確定某處危險場所的區(qū)域類別還不夠，還必須確定這類危險場所在設(shè)備內(nèi)部和周圍存在的數(shù)量，而且要確定每類危險場所的空間范圍，也就是說要對場所的空間范圍進行 準(zhǔn)確的定量。

　　2.3 危險場所分類的基本安全原則

　　(1) 對處理或貯存可燃性物質(zhì)的設(shè)備及裝置進行設(shè)計時，應(yīng)盡可能使危險場所的類別成為危 險性最小的類別，尤其應(yīng)使0區(qū)場所及1區(qū)場所的數(shù)量及范圍都成為最小，亦即盡可能使大多 數(shù)的危險場所都成為2區(qū)場所。

　　(2) 工藝流程用設(shè)備應(yīng)主要為2級釋放源，如果達不到此要求，也應(yīng)使該釋放源以極有限的 量及釋放率向空氣中釋放。

　　(3) 危險場所的類別確定后，不得隨意進行變更。對于維修后的工藝設(shè)備，必須認真檢查后確認其是否能保證原有設(shè)計的安全水平。

　　2.4 危險場所分類的思路

　　由危險場所的定義可知，危險場所是爆炸性氣體環(huán)境出現(xiàn)或預(yù)期可能出現(xiàn)的數(shù)量達到足以要 求對電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、安裝和使用采取專門安全預(yù)防措施的區(qū)域。

　　由定義可見，判斷場所是否為危險場所，主要根據(jù)該場所是否可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，而爆炸性氣體環(huán)境形成的條件，是可燃性氣體的濃度范圍是否處于爆炸極限范圍內(nèi)?？扇夹詺?體在空氣中的濃度在這個爆炸極限(即爆炸下限和爆炸上限)范圍內(nèi)，遇點燃源即可形成爆炸 ;若超出這個范圍，即使用很強的點燃源也不能激發(fā)爆炸。也就是說，凡是濃度低于爆炸下 限或高于爆炸上限的混合物，與點燃源接觸時都不會引起火焰自行傳播。濃度低于爆炸下限時，由于過 量的空氣作為惰性介質(zhì)參與燃燒反應(yīng)，消耗一部分反應(yīng)熱，起了冷卻作用，阻礙火焰自行傳播;相反，濃度高于爆炸上限時，由于可燃物過剩，即空氣量不足，導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)的不完全 ，反應(yīng)放出的熱量小于損耗的熱量，因而也阻礙火焰蔓延。

　　由上述可見，場所中的可燃性氣體出現(xiàn)的數(shù)量是決定場所危險性的關(guān)鍵，而場所中可燃性氣體的出現(xiàn)，主要取決于可燃性氣體釋放源及影響可燃性氣體積聚的通風(fēng)狀況。因此，我們可 以 理出這樣一個解決問題的思路：場所根據(jù)其危險性大小分類——場所的危險性取決于場所 中爆炸性氣體環(huán)境出現(xiàn)的數(shù)量——爆炸性氣體環(huán)境是由可燃性氣體的出現(xiàn)數(shù)量，即爆炸極限決定的——可燃性氣體出現(xiàn)的數(shù)量取決于釋放源和場所的通風(fēng)狀況。

　　2.5 場所分類的方法

　　場所分類方法的核心問題是對場所中可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境基本概率的分析，這需要有經(jīng) 驗的專業(yè)人員的研究和參與，同時，要積累和收集場所中每臺設(shè)備的運行狀況和場所環(huán)境因素等資料。因此，場所分類應(yīng)由熟悉可燃性物質(zhì)性能、設(shè)備和工藝狀況的專業(yè)人員與從事 安全、電氣及其他相關(guān)工程技術(shù)人員討論確定。具體方法如下：

　　(1) 查找和確定釋放源

　　場所中存在可燃性氣體或蒸氣才有可能形成爆炸性氣體環(huán)境。因此，首先必須查找場所中的含有可燃性物質(zhì)的儲存設(shè)備、加工設(shè)備或輸送管道是否可能向場所中釋放出可燃性氣體或蒸 氣，或者空氣是否可能進入容器內(nèi)與可燃性氣體或蒸氣混合形成爆炸性混合物。

　　每一臺設(shè)備(例如儲罐、管道、泵、壓縮機等)，如果其內(nèi)部含有可燃性物質(zhì)，就應(yīng)該被視為 潛在的釋放源。如果它們不可能含有可燃性物質(zhì)，那么很明顯它們的周圍就不會形成爆炸性混合物。如果該類設(shè)備雖含有可燃性物質(zhì)，但不可能逸出或泄漏到場所中，則可以不視為釋 放源(例如：設(shè)置于某一空間的無接縫的管道)。

　　如果已確認設(shè)備會向場所中釋放可燃性物質(zhì)，則應(yīng)先確定釋放頻率和持續(xù)時間，并據(jù)此確定釋放源的等級：

　　1) 連續(xù)級釋放源：連續(xù)釋放或預(yù)計長期釋放的釋放源。

　　如，固定頂?shù)挠凸奚喜靠臻g和排氣口;敞開的可燃性液體容器的液面附近處等，均應(yīng)視為連續(xù)級釋放源。

　　2) 1級釋放源：在正常運行時，預(yù)計可能周期性或偶爾釋放的釋放源。

　　如，正常運行時，預(yù)計會向周圍場所釋放可燃性物質(zhì)的泵、壓縮機或閥門的密封處;含有可燃性液體的容器上的排水口處;正常工作時，預(yù)計可燃性物質(zhì)可能釋放到周圍場所中的取樣 點;正常工作中，預(yù)計會釋放可燃性物質(zhì)的泄壓閥、排氣孔或其他開孔等均應(yīng)視為1級釋放 源。

　　3) 2級釋放源：在正常運行時，預(yù)計不可能釋放，如果釋放也僅是偶爾和短期釋放的釋放源。

　　如，正常運行時，不可能泄漏的壓縮機或閥門的密封處;正常運行時，不可能泄漏的法蘭、連接件或管道接頭;正常運行時，不可能向周圍場所釋放可燃性物質(zhì)的取樣點等均應(yīng)視為2 級釋放源。

　　(2) 確定危險場所的區(qū)域類型

　　劃分危險場所的區(qū)域類型主要依據(jù)場所中的釋放源等級和通風(fēng)條件。

　　一般來說，連續(xù)級釋放源形成0區(qū)危險場所;1級釋放源形成1區(qū)危險場所;2級釋放源形成2 區(qū)危險場所。

　　同時應(yīng)根據(jù)通風(fēng)條件確定區(qū)域劃分。如通風(fēng)良好時，可降低危險場所的區(qū)域類別。反之，如通風(fēng)不良時，可提高危險場所的區(qū)域類別。這是因為釋放到周圍場所中的可燃性氣體或蒸氣 ，會借助于通風(fēng)形成的空氣流動或擴散，使其濃度稀釋至爆炸下限以下。

　　(3) 確定危險場所的區(qū)域范圍

　　影響危險場所區(qū)域范圍的有可燃性氣體或蒸氣的釋放速率、氣體的爆炸下限、相對密度、通風(fēng)條件等諸多因素，因此要對它們的影響綜合分析后，確定危險場所的區(qū)域范圍。

　　2.6 影響危險場所區(qū)域范圍的因素

　　(1) 可燃性物質(zhì)的釋放速率

　　釋放速率越大，單位時間內(nèi)釋放到周圍場所中的可燃性物質(zhì)的量就越多，則危險區(qū)域的范圍相應(yīng)就越大。

　　(2) 爆炸下限

　　對于一定的釋放量，爆炸下限降低，則濃度達到爆炸下限之上的爆炸性氣體混合物的量就相應(yīng)增加，危險區(qū)域的范圍也會相應(yīng)變大。

　　(3) 氣體或蒸氣的相對密度

　　如果氣體或蒸氣的相對密度比空氣小，那么輕于空氣的氣體和蒸氣就向上飄逸，這樣，釋放源 上方垂直方向的危險區(qū)域范圍將隨著相對密度的減小而擴大;如果氣體或蒸氣的相對密度比 空氣大，那么重于空氣的氣體或蒸氣就趨于沉積在地面上，這樣，在地面附近，危險區(qū)域的水平范圍將隨著相對密度的減小而擴大。

　　(4) 通風(fēng)

　　加大通風(fēng)量，可以縮小危險區(qū)域的范圍。這是因為通風(fēng)可以將場所中泄漏的可燃性氣體或蒸氣吹散或稀釋，使危險區(qū)域的范圍縮小。如果通風(fēng)效果良好，通風(fēng)換氣量足夠大，并且通風(fēng) 連續(xù)存在，例如，有備用風(fēng)機等，則可以降低危險場所的區(qū)域類別。

　　此外，釋放源周圍的障礙物可以影響通風(fēng)效果，使危險區(qū)域的范圍擴大。另一方面，如果障礙物(如堤壩、圍墻、天花板等)能阻擋可燃性氣體或蒸氣向周圍進一步擴散，這時障礙物能限制危險區(qū)域的范圍進一步向外圍擴展。

　　不同的通風(fēng)條件對危險區(qū)域范圍的影響可以分析如下：

　　1) 自然通風(fēng)和整體強制通風(fēng)時

　　如上所述，雖然通常情況下連續(xù)級釋放源形成0區(qū)場所，1級釋放源形成1區(qū)場所，2級釋放源 形成2區(qū)場所。但是，實際的生產(chǎn)現(xiàn)場由于通風(fēng)的影響，情況要復(fù)雜得多。例如，通風(fēng)良好，也許會使危險場所的區(qū)域范圍小到忽略不計，也許會成為危險性較低的區(qū)域類別。如果通 風(fēng)效果特別好，也許會成為非危險場所。反之，如果通風(fēng)不良，也許會擴大危險場所的區(qū)域范圍，也許會成為危險性較高的區(qū)域類別。

　　2) 局部強制通風(fēng)時

　　一般情況下，采用局部強制通風(fēng)稀釋爆炸性混合物，比自然通風(fēng)和整體強制通風(fēng)的效果更好。其結(jié)果會使危險場所的區(qū)域范圍縮小，甚至?xí)s小至可忽略不計的程度。也許會成為危險 性較低的區(qū)域類別。甚至成為非危險場所。

　　3) 無通風(fēng)時

　　無通風(fēng)的場所存在釋放源時，連續(xù)級釋放源肯定會形成0區(qū)場所，1級釋放源也可能形成0區(qū)場所，2級釋放源也可能形成1區(qū)場所。但是，特殊情況下，例如釋放量極小或監(jiān)視釋放時，也可能使之成為危險性較低的類別。

　　4) 障礙物限制通風(fēng)時

　　如果危險場所內(nèi)有障礙物影響通風(fēng)時，則會使危險場所的范圍擴大，或使之成為危險性較高的類別?？紤]障礙物影響時，應(yīng)特別注意地坑及凹處的氣體或蒸氣的相對密度。

　　5) 通風(fēng)裝置出現(xiàn)故障時

　　對危險場所進行分類是以通風(fēng)裝置正常工作為前提的。如果通風(fēng)裝置故障時的危險可以忽略不計(如另外設(shè)置有自動待機系統(tǒng)時)，則沒有必要改變以通風(fēng)裝置正常工作為前提所確定的危險場所分類。但是，如果通風(fēng)裝置的故障危險不容忽視，則應(yīng)預(yù)測無強制通風(fēng)時爆炸性混 合物的范圍的擴大程度，同時還應(yīng)預(yù)測通風(fēng)裝置出現(xiàn)故障的頻率及持續(xù)時間，并據(jù)此來確定場所的類別。

　　如果通風(fēng)裝置不出現(xiàn)故障或即使有故障也很短暫，則應(yīng)把因通風(fēng)裝置的故障而擴展的危險場所定為2區(qū)場所。

　　如果在通風(fēng)裝置出現(xiàn)故障時，能夠采取措施防止可燃性物質(zhì)的釋放(例如：工藝流程自動停 止)，則不必改變原確定的場所分類。

　　6) 其他條件

　　氣候條件、地形等其他因素也能影響爆炸危險區(qū)域的范圍。綜上，在確定危險區(qū)域時應(yīng)注意以下事項：

　　重于空氣的氣體或蒸氣可能流入低于地面的空間，例如凹槽和溝;輕于空氣的氣體或蒸氣可 能會滯留在高處的空間，例如屋頂空間;如果釋放源位于車間外面或場所附近，應(yīng)該采取措施防止大量的可燃性氣體或蒸氣進入車間或場所;通風(fēng)的狀況對爆炸危險場所的范圍影響很 大，在進行區(qū)域劃分時應(yīng)十分注意。

　　2.7 根據(jù)危險場所分類示意圖和危險場所劃分舉例確定場所類別及范圍

　　在生產(chǎn)現(xiàn)場僅根據(jù)成套設(shè)備或成套設(shè)備設(shè)計的粗略審查，就把設(shè)備周圍的各部分確定為0區(qū) 、1區(qū)或2區(qū)場所幾乎是不可能的，而必須仔細地分析爆炸性混合物形成的各種可能性。

　　要想確定可燃性物質(zhì)釋放的頻度、釋放時間、釋放速率、濃度、通風(fēng)及其他影響危險場所類別、范圍的要素，就必須對可能形成釋放源的容納可燃性物質(zhì)的工藝流程用設(shè)備逐一進行仔 細的考察分析。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 3836.14—2000《爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備 第14部分：危險場所 分類》中給出了“危險場所分類示意圖”及“危險場所劃分舉例”的提示性附錄，這些資料 為掌握場所分類原理及方法提供了實際幫助。但是標(biāo)準(zhǔn)中給出的一些危險區(qū)域范圍示例都是 在一定條件下劃分的，使用時應(yīng)注意其限定條件。標(biāo)準(zhǔn)中給出的示例僅是指導(dǎo)性范例，若要將標(biāo)準(zhǔn)中的例子用于實際的場所分類，必須考慮實際的特殊環(huán)境和各種不同情況的特殊細節(jié) ，例如，油井設(shè)施危險區(qū)域的劃分是指在一般情況下確定的。如果油井的油壓或氣壓非常高，則危險區(qū)域的相應(yīng)范圍就會擴大。此外，每個例子中只給出了一些影響參數(shù)，而不是全 部，一般情況下，考慮到這些因素 是特殊規(guī)定的，而且有一些是定性的而不是定量的，所以分類結(jié)果較為保守。也就是說，若可能更嚴密地規(guī)定運行參數(shù)，便會得到更準(zhǔn)確的場所分類結(jié)果。