燃氣鍋爐間屬于爆炸危險區(qū)域?從電氣設(shè)計角度你怎么看?

隨著國家環(huán)境污染治理、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的力度不斷加大，在鍋爐房建設(shè)中，燃氣鍋爐房所占的比例越來越大。燃氣鍋爐房以天然氣為燃料，天然氣屬于易燃易爆氣體，所以燃氣鍋爐房的設(shè)計對安全問題特別重視，經(jīng)常看到鍋爐間的電氣設(shè)備都采用防爆設(shè)備。久而久之，人們很容易形成一種固定思維：鍋爐間屬于爆炸危險區(qū)域，要按照GB 50058 - 2014《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》(后文簡稱《爆規(guī)》)進行電氣設(shè)計。

這其實是認識上的誤區(qū)，我們不能因為某個區(qū)域存在易燃易爆氣體，就簡單判定這個區(qū)域?qū)儆诒ㄎｋU區(qū)域，而是應(yīng)該結(jié)合該區(qū)域的工藝生產(chǎn)流程、火災(zāi)危險性分類等因素綜合考慮。如果該區(qū)域確實屬于爆炸危險區(qū)域，就應(yīng)該根據(jù)《爆規(guī)》的規(guī)定劃分爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域并確定該區(qū)域的范圍，然后根據(jù)爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域的類型采取相應(yīng)的防爆設(shè)計措施。

燃氣鍋爐間電氣設(shè)計及電氣設(shè)備選型

鍋爐間內(nèi)的鍋爐本體、鍋爐電控箱、鍋爐上的電氣儀表都是普通的設(shè)備，并不是防爆型電氣設(shè)備，僅僅要求電氣專業(yè)采用防爆型的電氣設(shè)備是沒有任何意義的。GB 50041 - 2008《鍋爐房設(shè)計規(guī)范》沒有規(guī)定電氣專業(yè)一定要按照防爆要求進行設(shè)計，其15. 2. 2條對電氣設(shè)計是這樣規(guī)定的：

電動機、啟動控制設(shè)備、燈具和導(dǎo)線型式的選擇，應(yīng)與鍋爐房各個不同建筑物和構(gòu)筑物的環(huán)境分類相適應(yīng)。

燃油、燃氣鍋爐房的鍋爐間、燃氣調(diào)壓間、燃油泵房、煤粉制備間、碎煤機間和運煤走廊等有爆炸和火災(zāi)危險場所的等級劃分，必須符合現(xiàn)行國家標準《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB 50058的有關(guān)規(guī)定。

條文說明如下：燃氣中如天然氣的主要成分為甲烷，與空氣形成5 % ~ 15 % 濃度的混合氣體時易著火爆炸，因而天然氣調(diào)壓間屬于防爆建筑物…… 不同環(huán)境的建筑物和構(gòu)筑物內(nèi)所選用的電機和電氣設(shè)備，均應(yīng)與各個不同環(huán)境相適應(yīng)。

由此可見，該條文第一段明確指出電氣設(shè)備的選型要與建筑物和構(gòu)筑物的環(huán)境分類相適應(yīng)，而甲類生產(chǎn)廠房與丁類生產(chǎn)廠房對電氣設(shè)備的選擇要求是截然不同的。

該條文的第二段指出鍋爐房的各生產(chǎn)間內(nèi)爆炸和火災(zāi)危險場所的危險等級劃分依據(jù)是《爆規(guī)》。這一段很容易引起爭議，有人將這段話的意思理解為“燃氣鍋爐房的鍋爐間…… 有爆炸和火災(zāi)危險場所，所以要根據(jù)《爆規(guī)》進行爆炸和火災(zāi)危險場所的等級劃分”。這一理解是很片面的。

前面提到，對于生產(chǎn)廠房內(nèi)爆炸危險區(qū)域的確定不能脫離工藝特點、生產(chǎn)流程，不能脫離建筑物的定性，如果對這些因素不加以考慮，只要存在爆炸釋放源，就根據(jù)《爆規(guī)》3. 1. 1條規(guī)定把房間定為爆炸危險區(qū)域，進行爆炸性氣體環(huán)境的電力設(shè)計，會鬧出很多矛盾甚至笑話。

例如使用天然氣、液化氣的廚房，完全符合《爆規(guī)》3. 1. 1條規(guī)定的情況，但是沒有人會按照爆炸性氣體環(huán)境進行電氣設(shè)計，也不會要求廚房家用電器都采用防爆產(chǎn)品。GB 50028 - 2006《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》已經(jīng)明確指出鍋爐房、熱水爐間都屬于非爆炸危險場所，那么按照正常環(huán)境選擇電氣設(shè)備也不是不可以的。

在進行燃氣鍋爐房電氣設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)各房間的生產(chǎn)特點、生產(chǎn)流程，結(jié)合廠房的火災(zāi)危險性等級對鍋爐房進行場所分類，確定哪些房間屬于爆炸危險區(qū)域，然后根據(jù)《爆規(guī)》的規(guī)定對爆炸危險區(qū)域進行分區(qū)并確定該分區(qū)的范圍，然后采取相應(yīng)的防爆設(shè)計措施。

比如燃氣入口間，它是甲類生產(chǎn)間，屬于爆炸性氣體危險環(huán)境2區(qū)，應(yīng)按照2區(qū)的要求進行設(shè)備選型。鍋爐間是丁類生產(chǎn)間，不屬于爆炸危險區(qū)域，可以按照正常環(huán)境進行電氣設(shè)計。一般來說，當(dāng)燃氣鍋爐房中出現(xiàn)閥門時，閥門處相當(dāng)于釋放源，距離釋放源一定范圍內(nèi)屬于局部2區(qū)的爆炸危險性環(huán)境，該區(qū)域范圍內(nèi)應(yīng)避免放置電氣設(shè)備。

但是大多數(shù)情況下，閥門都設(shè)置在靠近鍋爐本體、鍋爐入氣的地方，實際設(shè)計中鍋爐本體、鍋爐電控箱、鍋爐上的電氣儀表都是普通的設(shè)備，GB 50028 - 2006《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》也明確鍋爐房、熱水爐間這些場所為非爆炸危險區(qū)域，否則設(shè)計會存在無法解決的矛盾，這也是鍋爐間定性為丁類生產(chǎn)間的原因。如果認為鍋爐間整體為爆炸危險區(qū)域，并定為爆炸性氣體環(huán)境2區(qū)，就和鍋爐間丁類火災(zāi)危險性的規(guī)定自相矛盾了。

燃氣鍋爐間電氣設(shè)計的其他安全措施

如前所述，把燃氣鍋爐房的鍋爐間定為爆炸危險區(qū)域是沒有依據(jù)的。

當(dāng)然，為了保證鍋爐的運行、維修安全，我們必須采取一些安全措施，如設(shè)置可燃氣體濃度報警裝置、事故排風(fēng)裝置、管線進行防靜電接地等。也有些地方頒布的行政規(guī)定中要求鍋爐間內(nèi)采用防爆燈具，這些附加要求設(shè)計者也應(yīng)該遵守，這相當(dāng)于提高了設(shè)計標準(雖然對安全沒有實質(zhì)性的作用)，與鍋爐間定為爆炸危險區(qū)域而必須采取的防爆措施是兩個截然不同的概念。

除此以外，燃氣鍋爐房的事故風(fēng)機必須防爆，這一點《建規(guī)》9. 3. 16條有明確規(guī)定，這是合理的，也是必須的，因為事故風(fēng)機并非根據(jù)其安裝區(qū)域來定性，而是按照其工作性質(zhì)來定性，它在可燃氣體濃度超標的事故情況下要工作，必須采用防爆電機才能保障安全，即使事故風(fēng)機放在屋面露天環(huán)境下，也依然要采用防爆風(fēng)機。

從對燃氣鍋爐房電氣設(shè)計的爭議可以看出，大家對燃氣使用安全非常重視，這是一件好事。但僅僅重視還不夠，還要了解燃氣在各種使用環(huán)境下都有哪些危險因素。只有這樣，才能做到有的放矢。

例如，燃氣鍋爐房在停運期間的危險性往往高于運行期間，鍋爐在停運期間，爐膛內(nèi)的殘留燃氣會形成安全隱患，所以爐膛檢修時，必須先用壓縮空氣對爐膛進行清掃，然后才能進行明火作業(yè)。當(dāng)然，鍋爐檢修時的安全另有一套嚴格的操作流程規(guī)定，已不屬于電氣設(shè)計的范疇。

相關(guān)規(guī)范之間不協(xié)調(diào)的問題及其他爭議問題

GB 50028 - 2006《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》中的條文之間也存在相互矛盾之處，如10. 2. 21條規(guī)定：“地下室、半地下室、設(shè)備層和地上密閉房間敷設(shè)燃氣管道時，應(yīng)符合下列要求：

1 凈高不宜小于2. 2 m。

2 應(yīng)有良好的通風(fēng)設(shè)施，房間換氣次數(shù)不得小于3次 / h;并應(yīng)有獨立的事故機械通風(fēng)措施，其換氣次數(shù)不應(yīng)小于6次 / h。

3 應(yīng)有固定的防爆照明設(shè)備。

4 應(yīng)采用非燃燒實體墻與電話間、變配電室、修理間、儲藏室、臥室、休息室隔開……”

其中第3款規(guī)定了敷設(shè)燃氣管道的房間內(nèi)應(yīng)有固定的防爆照明設(shè)備，與附錄E. 0. 6第3款中的內(nèi)容相矛盾。其實對于沒有閥門的燃氣管道，無法形成釋放源，是不必采取防爆措施的。

GB 3836. 14 - 2014 / IEC 60079 - 10 - 1：2008《爆炸性氣體第14部分：場所分類爆炸性氣體環(huán)境》5. 2節(jié)規(guī)定，如果工藝裝置(如罐、泵、管道、容器等)可能含有可燃性物質(zhì)，但不向大氣中釋放(如全部焊接管道不視為釋放源)則同樣不會形成危險場所。前面提到的石化行業(yè)的標準也有類似規(guī)定。

所以如果燃氣管線上沒有閥門，沒有必要在其所經(jīng)之處都按照爆炸危險場所進行電氣設(shè)計。我們應(yīng)該重視防爆設(shè)計，但一定要有理有據(jù)，這個依據(jù)就是場所分類，應(yīng)根據(jù)場所分類的情況采取相應(yīng)的防爆措施。

目前有一些電氣設(shè)計人員只要遇見燃氣管線，不分場所，也不管燃氣管線上是否裝有閥門，都會設(shè)置可燃氣體濃度報警裝置，把電氣設(shè)備改為防爆型，既浪費資金，又沒能起到任何安全保障作用。

關(guān)于場所分類的問題

不僅是燃氣鍋爐房，對于其它爆炸性氣體環(huán)境的電氣設(shè)計，都需要結(jié)合工藝特點、生產(chǎn)流程合理進行場所分類，確定爆炸危險區(qū)域、爆炸性氣體環(huán)境分區(qū)及分區(qū)范圍。這是一項專業(yè)性很強、非常復(fù)雜的工作，與工藝設(shè)備布置、生產(chǎn)流程、原料 / 產(chǎn)品儲存、危險釋放源的物理及化學(xué)特性、通風(fēng)條件等密切相關(guān)。

如何進行場所分類?由誰來承擔(dān)場所分類這項工作?

GB 3836. 14 - 2014 / IEC 60079 - 10 - 1：2008《爆炸性氣體第14部分：場所分類爆炸性氣體環(huán)境》對這些問題有明確的描述。該規(guī)范第5節(jié)對場所分類程序作了指導(dǎo)性規(guī)定，并指出場所分類應(yīng)由懂得可燃性物質(zhì)性能、設(shè)備和工藝性能的專業(yè)人員進行，還應(yīng)與懂安全、電氣及其他的工程技術(shù)人員商議。

由此可見，場所分類這項工作遠非有些人想象的那么簡單，電氣工程師是無法勝任這項工作的。國外有專門經(jīng)過認證的安全工程師，具備相關(guān)領(lǐng)域的工藝、通風(fēng)、電氣等綜合專業(yè)知識，場所分類、爆炸性氣體環(huán)境分區(qū)及范圍確定這一工作由他們承擔(dān)。

結(jié)語

最后本文將以上觀點總結(jié)如下，希望與電氣同行進一步探討交流：

a. 燃氣鍋爐間為丁類生產(chǎn)間，不屬于爆炸危險區(qū)域。

b. 燃氣鍋爐間內(nèi)的鍋爐本體、鍋爐電控箱、鍋爐上的電氣儀表都是普通的設(shè)備，并不是防爆型電氣設(shè)備，電氣專業(yè)可以按照非爆炸危險場所進行設(shè)計選型。

c. 某些地方有行政規(guī)定，要求燃氣鍋爐間內(nèi)采用防爆電器，電氣設(shè)計可以根據(jù)該要求提高設(shè)計標準。

d. 燃氣鍋爐房的事故風(fēng)機應(yīng)該采用防爆電機。

e. 如果燃氣管線上沒有閥門，沒有必要在其所經(jīng)之處按照爆炸危險場所進行電氣設(shè)計。

f. 場所分類、爆炸性氣體環(huán)境分區(qū)及分區(qū)范圍的確定要求具備相關(guān)領(lǐng)域的工藝、通風(fēng)、電氣等綜合專業(yè)知識，并非電氣工程師能夠勝任，該項工作一般由工藝專業(yè)人員擔(dān)任。

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