?防爆電氣產(chǎn)品的安全使用應從危險場(chǎng)所的正確分類(lèi)開(kāi)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(diǎn)介紹了防爆電氣產(chǎn)品安全使用的重要基礎工作，即危險場(chǎng) 所分類(lèi)的有關(guān)問(wèn)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(wèn)題

長(cháng)期以來(lái)，我國涉及防爆電氣安全的國家標準，主要是防爆電氣基礎標準(國標GB 3836 系列為 主的制造檢驗標準)和防爆電氣產(chǎn)品標準。這些標準的實(shí)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。但是防爆電氣產(chǎn)品在危險場(chǎng)所使用能否確保防爆安全，不僅有賴(lài)于設計制造 和檢驗部門(mén)提供高防爆安全性的產(chǎn)品，而且有賴(lài)于產(chǎn)品用戶(hù)部門(mén)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，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(diǎn)。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(gè)保 持產(chǎn)品防爆性能的重要零件，這個(gè)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(hù)在維修后未將其壓緊，有的選用的密封圈尺寸和材質(zhì)不符合標準要求，有的檢修后干脆不安裝密封圈。結果就使危險場(chǎng)所中的可燃性氣體可以暢通無(wú)阻地進(jìn) 入接線(xiàn)盒空腔內。一旦接線(xiàn)盒內的接線(xiàn)端子的連接處出現電弧?；鸹〞r(shí)，就可能點(diǎn)燃可燃性氣體，引起爆炸。類(lèi)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 的統計中占有很大的比例。

由此可見(jiàn)，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(shí)，通常都需要醫生在對我們身體的各種癥狀進(jìn)行仔細檢查確診后，再指 導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(shuō)的防爆電氣產(chǎn)品安全使用，一般包括下述幾個(gè)方面：正確地劃分爆炸危險場(chǎng)所的類(lèi)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(jiàn)，防爆電氣安全是一項系統工程，它包括防爆電氣產(chǎn)品的設計、制造、檢驗、危險 場(chǎng)所的分類(lèi)、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、人員培訓等 各個(gè)環(huán)節。任何環(huán)節的疏忽都可能成為爆炸事故的隱患。

誠然，許多用戶(hù)部門(mén)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(cháng)期以來(lái)沒(méi)有一套完整的國家標準可循，因此，只能根據經(jīng)驗和一些不完整的資料制訂出 一些部門(mén)標準、規范來(lái)實(shí)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、并可與國際標準接軌的國家標準，一直都是各方面迫切關(guān)注的。

近年來(lái)，隨著(zhù)我國防爆電氣標準化工作的發(fā)展及加強與國際標準接軌的需要，我國防爆電氣標準也由過(guò)去的產(chǎn)品制造檢驗標準為主的狀況，逐步演變?yōu)榘ㄖ圃鞕z驗、場(chǎng)所劃分、選型 安裝和維護檢修等標準組成的完整的防爆電氣安全標準體系?！拔ｋU場(chǎng)所的分類(lèi)(GB 3836 14—2000)”、“危險場(chǎng)所電氣安裝(GB 383615—2000)”、爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備的檢修(GB 383613—1997)”三項標準第一次以國家標準形式，完整地規定了用戶(hù)部門(mén)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(chǎng)所的安全生產(chǎn)有著(zhù)十分重要的意義。 此外，由于這三項標準和國際標準實(shí)施了接軌，從而也為我國石油化工裝置進(jìn)入國際市場(chǎng)，以及做好引進(jìn)設備的防爆安全生產(chǎn)和技術(shù)管理創(chuàng )造了有利的條件。 

2 危險場(chǎng)所分類(lèi)是實(shí)現防爆電氣產(chǎn)品安全使用的最重要的基礎工作

上述三項標準對用戶(hù)部門(mén)來(lái)說(shuō)，首要的、最基礎的工作是對本部門(mén)所涉及的爆炸危險場(chǎng) 所的分類(lèi)。這正如一個(gè)就診的患者，首先要通過(guò)全面檢查和醫生對癥狀的分析判斷后的確診一樣。準確的確診是對癥治療和安全用藥的基礎。本文專(zhuān)門(mén)針對國標“危險場(chǎng)所分類(lèi)” (GB 383614—2000)進(jìn)行一些分析介紹。

2.1 危險場(chǎng)所分類(lèi)的目的

危險場(chǎng)所分類(lèi)是對可能出現爆炸性氣體環(huán)境的場(chǎng)所進(jìn)行分析和分類(lèi)的方法。場(chǎng)所分類(lèi)的目的 ， 是為了使用于該類(lèi)爆炸危險場(chǎng)所的防爆電氣設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(chǎng)所，要保證爆炸性氣體環(huán)境永不出現是困難的。同樣 ，要確保使用于危險場(chǎng)所的電氣設備永不成為點(diǎn)燃源也是困難的。因此，危險性大的場(chǎng)所( 即 出現爆炸性氣體環(huán)境可能性大的場(chǎng)所)應選擇安全性能高的防爆電氣設備類(lèi)型。反之，對于危險稍小的場(chǎng)所(即出現爆炸性氣體環(huán)境可能性稍小的場(chǎng)所)，可選擇安全性稍低(但仍具有 足夠安全性)、價(jià)格相對便宜的防爆電氣設備類(lèi)型。

2.2 危險場(chǎng)所分類(lèi)工作的主要內容

危險場(chǎng)所分類(lèi)工作主要有兩方面的內容：

(1) 根據爆炸性氣體環(huán)境出現的頻率和持續時(shí)間把危險場(chǎng)所分為三個(gè)區域

0區：爆炸性氣體環(huán)境連續出現或長(cháng)時(shí)間存在的場(chǎng)所；

1區：在正常運行時(shí)，可能出現爆炸性氣體環(huán)境的場(chǎng)所；

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

(2) 確定危險場(chǎng)所存在的數量和范圍

因為僅僅確定某處危險場(chǎng)所的區域類(lèi)別還不夠，還必須確定這類(lèi)危險場(chǎng)所在設備內部和周?chē)嬖诘臄盗?，而且要確定每類(lèi)危險場(chǎng)所的空間范圍，也就是說(shuō)要對場(chǎng)所的空間范圍進(jìn)行 準確的定量。

2.3 危險場(chǎng)所分類(lèi)的基本安全原則

(1) 對處理或貯存可燃性物質(zhì)的設備及裝置進(jìn)行設計時(shí)，應盡可能使危險場(chǎng)所的類(lèi)別成為危 險性最小的類(lèi)別，尤其應使0區場(chǎng)所及1區場(chǎng)所的數量及范圍都成為最小，亦即盡可能使大多 數的危險場(chǎng)所都成為2區場(chǎng)所。

(2) 工藝流程用設備應主要為2級釋放源，如果達不到此要求，也應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(chǎng)所的類(lèi)別確定后，不得隨意進(jìn)行變更。對于維修后的工藝設備，必須認真檢查后確認其是否能保證原有設計的安全水平。

2.4 危險場(chǎng)所分類(lèi)的思路

由危險場(chǎng)所的定義可知，危險場(chǎng)所是爆炸性氣體環(huán)境出現或預期可能出現的數量達到足以要 求對電氣設備的結構、安裝和使用采取專(zhuān)門(mén)安全預防措施的區域。

由定義可見(jiàn)，判斷場(chǎng)所是否為危險場(chǎng)所，主要根據該場(chǎng)所是否可能出現爆炸性氣體環(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?？扇夹詺?體在空氣中的濃度在這個(gè)爆炸極限(即爆炸下限和爆炸上限)范圍內，遇點(diǎn)燃源即可形成爆炸 ；若超出這個(gè)范圍，即使用很強的點(diǎn)燃源也不能激發(fā)爆炸。也就是說(shuō)，凡是濃度低于爆炸下 限或高于爆炸上限的混合物，與點(diǎn)燃源接觸時(shí)都不會(huì )引起火焰自行傳播。濃度低于爆炸下限時(shí)，由于過(guò) 量的空氣作為惰性介質(zhì)參與燃燒反應，消耗一部分反應熱，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(shí)，由于可燃物過(guò)剩，即空氣量不足，導致化學(xué)反應的不完全 ，反應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(jiàn)，場(chǎng)所中的可燃性氣體出現的數量是決定場(chǎng)所危險性的關(guān)鍵，而場(chǎng)所中可燃性氣體的出現，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(gè)解決問(wèn)題的思路：場(chǎng)所根據其危險性大小分類(lèi)——場(chǎng)所的危險性取決于場(chǎng)所 中爆炸性氣體環(huán)境出現的數量——爆炸性氣體環(huán)境是由可燃性氣體的出現數量，即爆炸極限決定的——可燃性氣體出現的數量取決于釋放源和場(chǎng)所的通風(fēng)狀況。

2.5 場(chǎng)所分類(lèi)的方法

場(chǎng)所分類(lèi)方法的核心問(wèn)題是對場(chǎng)所中可能出現爆炸性氣體環(huán)境基本概率的分析，這需要有經(jīng) 驗的專(zhuān)業(yè)人員的研究和參與，同時(shí)，要積累和收集場(chǎng)所中每臺設備的運行狀況和場(chǎng)所環(huán)境因素等資料。因此，場(chǎng)所分類(lèi)應由熟悉可燃性物質(zhì)性能、設備和工藝狀況的專(zhuān)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(chǎng)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(chǎng)所中的含有可燃性物質(zhì)的儲存設備、加工設備或輸送管道是否可能向場(chǎng)所中釋放出可燃性氣體或蒸 氣，或者空氣是否可能進(jìn)入容器內與可燃性氣體或蒸氣混合形成爆炸性混合物。

每一臺設備(例如儲罐、管道、泵、壓縮機等)，如果其內部含有可燃性物質(zhì)，就應該被視為 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?chē)筒粫?huì )形成爆炸性混合物。如果該類(lèi)設備雖含有可燃性物質(zhì)，但不可能逸出或泄漏到場(chǎng)所中，則可以不視為釋 放源(例如：設置于某一空間的無(wú)接縫的管道)。

如果已確認設備會(huì )向場(chǎng)所中釋放可燃性物質(zhì)，則應先確定釋放頻率和持續時(shí)間，并據此確定釋放源的等級：

1) 連續級釋放源：連續釋放或預計長(cháng)期釋放的釋放源。

如，固定頂的油罐上部空間和排氣口；敞開(kāi)的可燃性液體容器的液面附近處等，均應視為連續級釋放源。

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

如，正常運行時(shí)，預計會(huì )向周?chē)鷪?chǎng)所釋放可燃性物質(zhì)的泵、壓縮機或閥門(mén)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(shí)，預計可燃性物質(zhì)可能釋放到周?chē)鷪?chǎng)所中的取樣 點(diǎn)；正常工作中，預計會(huì )釋放可燃性物質(zhì)的泄壓閥、排氣孔或其他開(kāi)孔等均應視為1級釋放 源。

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

如，正常運行時(shí)，不可能泄漏的壓縮機或閥門(mén)的密封處；正常運行時(shí)，不可能泄漏的法蘭、連接件或管道接頭；正常運行時(shí)，不可能向周?chē)鷪?chǎng)所釋放可燃性物質(zhì)的取樣點(diǎn)等均應視為2 級釋放源。

(2) 確定危險場(chǎng)所的區域類(lèi)型

劃分危險場(chǎng)所的區域類(lèi)型主要依據場(chǎng)所中的釋放源等級和通風(fēng)條件。

一般來(lái)說(shuō)，連續級釋放源形成0區危險場(chǎng)所；1級釋放源形成1區危險場(chǎng)所；2級釋放源形成2 區危險場(chǎng)所。

同時(shí)應根據通風(fēng)條件確定區域劃分。如通風(fēng)良好時(shí)，可降低危險場(chǎng)所的區域類(lèi)別。反之，如通風(fēng)不良時(shí)，可提高危險場(chǎng)所的區域類(lèi)別。這是因為釋放到周?chē)鷪?chǎng)所中的可燃性氣體或蒸氣 ，會(huì )借助于通風(fēng)形成的空氣流動(dòng)或擴散，使其濃度稀釋至爆炸下限以下。

(3) 確定危險場(chǎng)所的區域范圍

影響危險場(chǎng)所區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(chǎng)所的區域范圍。

2.6 影響危險場(chǎng)所區域范圍的因素

(1) 可燃性物質(zhì)的釋放速率

釋放速率越大，單位時(shí)間內釋放到周?chē)鷪?chǎng)所中的可燃性物質(zhì)的量就越多，則危險區域的范圍相應就越大。

(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增加，危險區域的范圍也會(huì )相應變大。

(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域范圍將隨著(zhù)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，危險區域的水平范圍將隨著(zhù)相對密度的減小而擴大。

(4) 通風(fēng)

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

此外，釋放源周?chē)恼系K物可以影響通風(fēng)效果，使危險區域的范圍擴大。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?chē)M(jìn)一步擴散，這時(shí)障礙物能限制危險區域的范圍進(jìn)一步向外圍擴展。

不同的通風(fēng)條件對危險區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(shí)

如上所述，雖然通常情況下連續級釋放源形成0區場(chǎng)所，1級釋放源形成1區場(chǎng)所，2級釋放源 形成2區場(chǎng)所。但是，實(shí)際的生產(chǎn)現場(chǎng)由于通風(fēng)的影響，情況要復雜得多。例如，通風(fēng)良好，也許會(huì )使危險場(chǎng)所的區域范圍小到忽略不計，也許會(huì )成為危險性較低的區域類(lèi)別。如果通 風(fēng)效果特別好，也許會(huì )成為非危險場(chǎng)所。反之，如果通風(fēng)不良，也許會(huì )擴大危險場(chǎng)所的區域范圍，也許會(huì )成為危險性較高的區域類(lèi)別。

2) 局部強制通風(fēng)時(shí)

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。其結果會(huì )使危險場(chǎng)所的區域范圍縮小，甚至會(huì )縮小至可忽略不計的程度。也許會(huì )成為危險 性較低的區域類(lèi)別。甚至成為非危險場(chǎng)所。

3) 無(wú)通風(fēng)時(shí)

無(wú)通風(fēng)的場(chǎng)所存在釋放源時(shí)，連續級釋放源肯定會(huì )形成0區場(chǎng)所，1級釋放源也可能形成0區場(chǎng)所，2級釋放源也可能形成1區場(chǎng)所。但是，特殊情況下，例如釋放量極小或監視釋放時(shí)，也可能使之成為危險性較低的類(lèi)別。

4) 障礙物限制通風(fēng)時(shí)

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

5) 通風(fēng)裝置出現故障時(shí)

對危險場(chǎng)所進(jìn)行分類(lèi)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(shí)的危險可以忽略不計(如另外設置有自動(dòng)待機系統時(shí))，則沒(méi)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(chǎng)所分類(lèi)。但是，如果通風(fēng)裝置的故障危險不容忽視，則應預測無(wú)強制通風(fēng)時(shí)爆炸性混 合物的范圍的擴大程度，同時(shí)還應預測通風(fēng)裝置出現故障的頻率及持續時(shí)間，并據此來(lái)確定場(chǎng)所的類(lèi)別。

如果通風(fēng)裝置不出現故障或即使有故障也很短暫，則應把因通風(fēng)裝置的故障而擴展的危險場(chǎng)所定為2區場(chǎng)所。

如果在通風(fēng)裝置出現故障時(shí)，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(dòng)停 止)，則不必改變原確定的場(chǎng)所分類(lèi)。

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域的范圍。綜上，在確定危險區域時(shí)應注意以下事項：

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(huì )滯留在高處的空間，例如屋頂空間；如果釋放源位于車(chē)間外面或場(chǎng)所附近，應該采取措施防止大量的可燃性氣體或蒸氣進(jìn)入車(chē)間或場(chǎng)所；通風(fēng)的狀況對爆炸危險場(chǎng)所的范圍影響很 大，在進(jìn)行區域劃分時(shí)應十分注意。

2.7 根據危險場(chǎng)所分類(lèi)示意圖和危險場(chǎng)所劃分舉例確定場(chǎng)所類(lèi)別及范圍

在生產(chǎn)現場(chǎng)僅根據成套設備或成套設備設計的粗略審查，就把設備周?chē)母鞑糠执_定為0區 、1區或2區場(chǎng)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(shí)間、釋放速率、濃度、通風(fēng)及其他影響危險場(chǎng)所類(lèi)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)的工藝流程用設備逐一進(jìn)行仔 細的考察分析。國家標準GB 3836.14—2000《爆炸性環(huán)境用電氣設備 第14部分：危險場(chǎng)所 分類(lèi)》中給出了“危險場(chǎng)所分類(lèi)示意圖”及“危險場(chǎng)所劃分舉例”的提示性附錄，這些資料 為掌握場(chǎng)所分類(lèi)原理及方法提供了實(shí)際幫助。但是標準中給出的一些危險區域范圍示例都是 在一定條件下劃分的，使用時(shí)應注意其限定條件。標準中給出的示例僅是指導性范例，若要將標準中的例子用于實(shí)際的場(chǎng)所分類(lèi)，必須考慮實(shí)際的特殊環(huán)境和各種不同情況的特殊細節 ，例如，油井設施危險區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，則危險區域的相應范圍就會(huì )擴大。此外，每個(gè)例子中只給出了一些影響參數，而不是全 部，一般情況下，考慮到這些因素 是特殊規定的，而且有一些是定性的而不是定量的，所以分類(lèi)結果較為保守。也就是說(shuō)，若可能更嚴密地規定運行參數，便會(huì )得到更準確的場(chǎng)所分類(lèi)結果。