危险场所分类讲课提纲

1、爆炸性气体环境用电气设备危险场所分类讲课提纲全国防爆电气设备标准化技术委员会秘书处二零零一年三月目 录一 引言二 危险场所分类有关法规和标准简介 1我国危险场所分类历史和现状 2国际上危险场所分类的标准现状三危险场所分类的基本原理和方法 1定义 2危险场所分类的目的和依据 3分类方法和步骤 4通风四 文件五 陆上钻井危险区域划分示例/石油化工厂危险区域分级示例六 爆炸危险场所防爆电气设备选型爆炸危险场所分类一、 引言众所周知 ，可燃性气体或蒸气与空气的混合物遇到火花、电弧或危险高温就会被点燃，会形成燃烧或爆炸。石油和化学工业经常要加工和处理可燃性气体或蒸气，石油和化学工业的原料、半成品和成品中

2、有许多品种是可燃性的，例如常用的原料天然气、氢气是可燃性物质；半成品如烷类、烯类、烃类化合物多数是可燃性物质；成品如汽油、柴油、酯类等也是可燃性物质。这些可燃性物质在被加工、运输、储存的过程中不可避免地会从管道、反应釜、储罐中逸出或漏出，与空气中的氧气混合形成爆炸性混合物，这时候如果现场有点燃源就会形成工业爆炸，爆炸产生高温和冲击波，会造成人员伤亡和财产的巨大损失。由于石油化工企业的上述特点，防爆安全就成为企业的头等大事，即所谓“安全第一”。工程上采用的防爆措施分为两大类，第一类称为“一次防爆措施”，如建筑物的防爆设计，通风措施等；第二类称为“二次防爆措施”，如选用防爆电气产品等。上述的防爆措

3、施都需要增加工程的投资费用，例如防爆电气产品的价格一般比普通产品高20%-40%，而且安装费用和维护费用也比普通产品高。对于一个炼油厂或石油化工企业，如果因为内部有可燃性物质就认为整个厂区都是爆炸危险场所，全部需要选用防爆电气产品，这显然是不经济的，也是不合理的。事实上，在厂区的某一位置出现爆炸危险的可能性与该位置出现爆炸性气体环境的可能性大小（或然率）有关系，而后者与工艺设备的状况、设备中可燃性物质的性质、现场设施的结构以及通风状态有直接关系。爆炸危险场所分类的目的就是运用统计学的原理，按照场所中可燃性气体或液体出现的频次和存在时间的长短，将场所按危险程度分类，以便按照危险区域类型采用不同的

4、防爆措施。例如：对于危险程度高的区域，采取严格的防爆措施，选择安全程度高的防爆电气产品；在危险程度较低的区域，可以选择安全程度较低的防爆类型；如果区域中出现爆炸性气体环境的可能性十分小，可以采用普通的安全措施，可以使用高质量的普通产品。通过这种方法，既能保证生产的防爆安全，也可以节约资金，使安全性和经济性合理的统一起来。二、 危险场所分类有关法规和标准简介1、 我国危险场所分类的历史和现状我国七十年代中期已经开始把爆炸危险场所按照爆炸危险环境出现的或然率进行分级，在老的电力设计技术规范第18部分：爆炸和火灾危险场所的电气设备中，将爆炸危险场所分为Q1,Q2和Q3级场所，对不同场所中允许使用的电

5、气设备防爆类型作了规定。1983年，以当时的劳动人事部牵头组织8个部委的专家起草爆炸危险场所电气安全规程（试行），参照国际电工委员会IEC6007910以及德国电气规范VDE 0165的规定，采用IEC6007910中的危险场所分级定义即0区，1区和2区，在各区域中允许使用的防爆电气设备类型方面，也采用IEC标准的规定。此规程虽然未获批准，但许多单位在工程设计中都参考采用该规程。该规程对在我国宣传、推广IEC标准中的危险场所分类方法起到了重要作用。1992年发布的国标GB5005892爆炸和火灾危险环境电气装置设计规范中也按照IEC6007910的定义进行爆炸危险场所分类。该标准在列举的危险区

6、域划分示例中主要参考美国国家电气法规NEC和美国石油协会规范API中的图例，同时也保留了我国原来的工程安装和验收规范的部分内容。对于场所中允许使用电气设备防爆类型方面该标准较多的采用了日本防爆指南的内容。按照积极采用国际标准的我国标准化工作指导原则，按照国家质量技术监督局下达的计划，全国防爆电气设备标准化技术委员会于1998年开始制定新的国标GB3836.142001爆炸性气体环境用电气设备 第14 部分：危险场所分类，该标准已由国家质量监督检验检疫总局批准发布，2001年6月实施。2、 国际上关于爆炸危险场所分类的标准的状况国际上关于危险场所分类的标准目前分为三种模式：（1） IEC600

7、7910为代表的欧洲模式。 IEC6007910 :1995 是该标准的第三次修订版，它与第二版（1986年）相比有很大的变动，第二版中对区域划分规定了定义，对划分区域应该考虑的因素作了说明，对分区的方法和步骤也作了说明。但是，由于受当时条件的限制，标准中对区域划分没有定量的规定，也没有给出具体的区域划分示例。在标准的附录A中列出了加拿大、法国、德国、美国等17个主要工业国家的危险场所分类的国家标准或规范的名称和代号。IEC6007910:1995 标准中对场所分类进行定量的计算，并且列举了具体的计算示例。附录A中列举了一些典型的石油化工工艺装置的释放特性，附录B列出通风计算示例，附录C中列出

8、10个不同类型的石油化工装置危险场所区域划分示例。IEC6007910：1995 作为具有普遍性的标准，供各国在进行危险场所划分时使用。西欧国家大多采用IEC标准中的危险场所区域划分模式，即将危险场所分为0区、1区和2区，但是某些国家在具体划分规定方面稍有区别。(2) 以美国电气法规NEC为代表的美国模式a、 美国电气法规NEC500Hazardous （Classified）Locations ,Classes I, II and III, Division 1 and 2;b、美国国家防火协会规范 NFPA4951996, Explosive Materials Code;c、石油工业协会

9、电气安装危险场所分级示例 APIRP500A 陆地和海上钻井平台危险场所分级示例APIPR500B 石油和气体管线运输危险场所分级实例APIPR500C美国的危险场所分类规定与IEC6007910不同，它将爆炸和火灾危险区域分为3级（I, II 和III级）和6段（每级各分为1段和2段），即：Class I（I 级）-可燃性气体或蒸气形成的爆炸危险环境Class II（II级）-可燃性粉尘形成的爆炸危险环境Class III（III级）- 可燃性纤维和悬浮物引起的火灾危险环境对于每个级别，又进一步分为：Division 1 (1段)- 在正常工作条件下，可燃性气体、蒸气或液体的可燃性聚集可始终

10、或有时存在的区域。Division 2 (2段)- 在正常工作条件下，可燃性气体、蒸气或液体的可燃性聚集不太可能存在的区域。例如，对于某油罐区，可划分为I级1段和I级2段。美国NFPI和API中针对不同的工业设施，例如钻井、采油、运输以及炼油设施等都列举了详细的段区划分示例，并且标了具体的尺寸，实用性很好。NFPA和API中的分级分段图例被世界上很多国家采用。（2） 日本等国的模式以日本为例，在爆炸危险场所划分的定义和条文方面参照采用IEC的规定， 也按照0区、1区和2区分区，但是在实际分区时，大多采用美国NFPA和API的图例。我国标准GB5005892的模式与日本的模式很相似。三、 危险场

11、所分类的基本原理和方法前述的不同模式的爆炸危险场所分类方法，其分类的基本原理和程序是基本相同的。下面以IEC6007910:1995为例介绍危险场所分类的基本原理和方法。1、 术语和定义下列术语和定义引自 IEC6007010。（1） 爆炸性气体环境explosive gas atmosphere 在大气条件下，气体、蒸气或薄雾可燃物质与空气的混合物，点燃后，燃烧将在全范内围内传播的环境。 注：尽管混合物浓度超过爆炸上限（UEL）不是爆炸性气体环境，但在某些情况下，就场所分类来说，把它作为爆炸性气体环境考虑则认为是合理的。（2） 危险场所 hazardous area 爆炸性气体环境出现或预期

12、可能出现的数量达到足以要求对电气设备的结构、安装和使用采用专门措施的区域。（3） 非危险场所 no hazardous area 爆炸性气体环境预期不会大量出现以致不要求对电气设备的结构、安装和使用采取专门预防措施的区域。（4） 区域 zones 根据爆炸性气体环境出现的频率和持续时间把危险场所分为以下区域： 0区 zone 0爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所。属于0区的场所在工程上是很少的，例如具有排气口的油罐的顶部与 油面之间的空间属于0区。 1区 zone 1在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所。例如，生产车间中工艺装置上可燃性气体或液体的取样阀门周围属于1区。据有关资料介

13、绍，1区中出现爆炸性气体环境对时间的或然率约为10-1，即每班约1小时，每年累计约30小时。 2区 zone 2在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场所。对于2区中可燃性气体环境出现的频次和持续时间，据资料介绍或然率约为10-4，即每年累计约1小时。 （5）释放源 source of release 可燃性气体、蒸气或液体可能释放出能形成爆炸性气体环境的部位或地点。例如可燃性气体或液体的排放口、取样点、泄露的阀门等都是释放源。（6） 释放等级 grades of release为尽量减少产生爆炸性气体环境的可能性，应把释放源分为下列三个基本等级：-连

14、续级；-1级；-2级；释放源可能会导致上述释放源等级中的任何一种释放源，或一种以上释放源的组合。 -连续级释放源 continuous grade of release连续释放或预计长期释放的释放源。 -1 级释放源 primary grade of release在正常运行时，预计可能周期性或偶尔释放的释放源。 -2 级释放源 secondary grade of release在正常运行时，预计不可能释放，如果释放也仅是偶尔和短期释放的释放源。（7） 释放速率 release rate 单位时间从释放源中散发出可燃性气体或蒸气的数量。（8） 正常运行 normal operation 指设

15、备在其设计参数范围内的运行状况。 注：1 可燃性物质少量释放可看作是正常运行。例如：靠泵输送液体时从密封口释放 可看作作是少量释放。2 故障（例如：泵密封件、法兰密封垫的损坏或偶然产生的漏泄等）包括紧急维修或停机都不能看作是正常运行。（9） 通风 ventilation由于风力、温度梯度或人工通风（如风扇或排气扇）作用可造成的空气流通和新鲜空气与原来空气置换。（10） 爆炸极限 explosive limits -爆炸下限（LEL） lower explosive limit 空气中的可燃性气体或蒸气的浓度低于该浓度则气体环境就不能形成爆炸 -爆炸上限（UEL） upper explosive

16、 limit空气中的可燃性气体或蒸气的浓度高于该浓度则气体环境就不能形成爆炸。（11） 气体或蒸气的相对密度 relative density of a gas or a vapour在同样压力和温度下气体或蒸气的密度相对于空气的密度(空气=1.0)。（12） 闪点 flashpoint 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。（13） 爆炸性气体环境的点燃温度 ignition temperature of a explosive gas atmosphere 可燃性气体或蒸气与空气形成的混合物，在规定条件下被热表面引燃的最低温度。 注：该温度按IEC

17、600794和IEC600794A的标准方法测定。2、 危险场所分类的目的和依据危险场所分类是将可能出现爆炸性气体环境的场所进行分区，以便正确选择、安装和使用防爆电气设备，保证环境中人员和设施的安全。场所分类应由懂得可燃性物料性能、设备工艺性能的专业人员进行，同时必须与懂安全、电气的其他工程技术人员商议。场所分类对工程设计很重要，应该依据有关标准和规范进行，同时要参考以往的经验和行业的特点。3、 分类方法和步骤（1） 查找和确定释放源空气中存在可燃性气体或蒸气才能形成爆炸性气体环境，因此必须首先查找场所中是否存在可燃性物质。一般的说，对于含有可燃性物质的储存设备、加工设备或输送管道，需要分析容

18、器或管道中的可燃性物质是否能逸出到周围环境中形成爆炸性危险环境，或者空气能够进入容器内与可燃性气体混合在容器内部形成爆炸性危险环境。每一台设备（例如储罐、管道、泵、压缩机等），如果内部含有可燃性物料 ，就应该视为潜在的释放源。如果该类设备中的可燃性物料不可能逸出或泄露到环境中，则可以不视为释放源。例如无接缝的管道穿过某一空间，则可不视为释放源。全部熔焊焊接的金属管道也可以不视为释放源。如果已经确认设备会向环境释放可燃性物质，则应该确定释放频率和持续时间。根据释放频率和持续时间，将释放源进一步分级：a) 连续级释放源下列情况可视为连续级释放源：-固定顶的油罐上部空间和排气口；-敞开的可燃性液体容

19、器的液面附近处。b) 1级释放源-正常运行时，预计会向空间释放可燃性物质的泵、压缩机或阀门的密封处 ；-含有可燃性液体的的容器上的排水口处；-正常工作时，预计可燃性物质可能释放到空间的 取样点；-正常工作中，预计会释放可燃性物质的泄压阀、排气孔或其他开孔。c) 2级释放源-正常运行时，不可能泄露的压缩机或阀门的密封处；-正常运行时，不可能泄露的法兰、连接件和管道接头；-正常运行时，不可能向空间释放的可燃性物质取样点等。对于与爆炸危险环境相邻并且具有间隔墙 的空间，如果间隔墙上有孔，则通孔应该视为释放源。（2） 确定区域类型划分区域类型主要取决于场所中释放源的等级和通风条件。一般来说，连续级释放

20、源形成0区，1级释放源形成1区，2级释放源形成 2区。然后应该根据通风条件调整区域划分。当通风良好时，应该降低危险区域等级，反之，当通风不良时应该提高危险区域等级。（3） 划分区域范围划分区域范围主要受场所中爆炸性危险气体或蒸气的释放速率、气体的爆炸下限、相对密度、通风条件等因素的影响。a) 释放速率释放速率越大，单位时间内释放到环境中的可燃性物质量越多，则危险区域的范围就越大。标准中给出的一些危险区域范围示例都是在一等条件下划分的，使用时应该注意其限定条件。如果预计实践中可燃性物质的释放速率很大，则危险区域的范围应该相应扩大。例如，油井设施危险区域的划分是指一般情况， 如果油井的油压或气压非

21、常高， 则危险区域的相应范围就会扩大。b) 爆炸下限对于一定的释放量，爆炸下限低，则浓度达到爆炸下限之上的爆炸性气体混合物的量相应增加，危险区域的范围也会相应变大。c) 气体或蒸气的相对密度如果气体或蒸气的密度比空气小，则它们就趋于向上飘逸；如果比空气重，则它们就趋于沉积在地面上。在地面附近，危险区域的水平范围将随着气体或蒸气的相对密度的增加而增大，而在释放源上方 垂直方向的危险区域范围将随着密度的减小而扩大。如果气体或蒸气的密度比空气小，则称作轻于空气。实践中，如果相对密度大于1。2，则认为重于空气。d) 通风加大通风量，能缩小危险区域的范围。这是因为风可以将环境中泄露的可燃性气体或蒸气吹去

22、或稀释，使爆炸危险环境的范围缩小。释放源周围的障碍物会影响通风效果，能使危险区域范围扩大。另一方面，如果障碍物能阻挡可燃性气体或蒸气向外围进一步扩散，则障碍物能限制爆炸危险区域进一步向外围扩展。e) 其他条件气候条件、地形等其他因素也能影响爆炸危险区域的范围。在确定危险区域时 应注意以下事项：-重于空气的气体可能流入低于地面的空间，例如凹槽和沟；轻于空气的气体可能会滞留在高处的空间，例如屋顶空间。-如果释放源位于车间外面或场所邻近，应该采取措施防止大量的可燃性气体或蒸气进入车间或场所。-通风的状况对爆炸危险环境的范围影响很大，在进行区域划分时应该十分注意。4、 通风通风对爆炸危险场所的分类影响很大， 在进行场所分类时要考虑通风的类型、等级和有效性。（1） 通风的形式a) 自然通风在露天场所，自然通风可以驱散场所中出现的爆炸性气体。在某些室内场所，如果墙壁上或屋顶上设有面积足够大的通风口，也能进行有效的自然通风。b) 人工通风人工通风是指用抽气或鼓风装置进行通风，它主要用于室内或封闭空间的通风，但是有时候也用于露天场所，补偿由于障碍物对自然通风的影响。人工通风可以是整体通风，也可以是局部通风。人工通风可以达到以下效