摘　要：本文論述了產生爆炸的三個基本因素，并從燃氣鍋爐房的角度闡述了在電氣設計中提高防爆安全的基本措施。

關鍵詞：基本因素；爆炸極限；爆炸危險區域；電氣設計

1 造成爆炸的三個基本因素

1.1釋放源

可釋放出能形成爆炸性物質所在的位置或地點稱之為釋放源。密閉容器和通道本身不視為釋放源，當事故情況或在正常操作過程中產生易爆可燃物質外泄時，則被看作釋放源。釋放源應按照易燃物的釋放頻率和持續時間的長短進行分級。對于有爆炸危險的物質，最重要的是努力保證不發生外泄。然而，這種外泄是不可避免的，如自動儀表、自動分析表計和閥門等等。因此，在設計中，必須考慮電氣設備在這種環境中長期正常工作的設備防爆問題。

1.2點燃源

明火、火花、化學反應熱和熱物體表面等都可以起到點燃作用，成為點燃源。而電氣設備，如開關、刀閘、磁力起動器等分和過程中產生的電弧以及電氣設備表面的熱積累都有可能成為點燃源。在電氣設計中最主要的就是要防止因電氣設備導致點燃的為題。

1.3爆炸濃度

爆炸性氣體與空氣混合成一定比例，才能形成爆炸性混合物。這種比例稱之為爆炸濃度。當混合物的濃度超過爆炸濃度的上限或低于爆炸濃度的下限時，都不會發生爆炸。在上限與下限的危險區域之間；特別是下限，由于低于下限的混合物經過積累，隨時都有可能達到爆炸濃度下限而被點燃。因此，在燃氣鍋爐房的設計中注意對爆炸混合物濃度的檢測，并加強室內通風。釋放源、點燃源和爆炸濃度時產生爆炸的三個基本條件，缺一不可。因此在燃氣鍋爐房內，電氣設計的防爆措施應從這三個方面來考慮。

2 電氣設計中提高防爆安全的措施

2.1規劃設備選型，避免成為點燃源

防止電弧及電火花的外泄，降低電氣設備的表面溫度，在爆炸性氣體環境中，按照有關規范、標準和規定，正確選用合適的防爆電器，是保證安全生產、防止爆炸和火災發生的重要措施。防爆電器的基本保護措施就是運用新型材料，提高絕緣等級，加強設備散熱，從設備的設計和制造水平上提高本身的安全性。按類型分為隔爆型、增安型 、本質安全型、正壓型、充油型、充砂型、無火花型、特殊型。主要品種有防爆轉換開關及刀開關、防爆空氣自動開關、工廠用防爆磁力起動器、防爆控制按鈕、防爆操作柱、防爆行程開關、防爆插銷、防爆接線箱、防爆接線盒、防爆管件及密封材料、防爆電磁鐵及防爆電磁閥等。

選擇防爆電器，必須對設備所在場所進行分區。根據國標《鍋爐房設計規范》GB50041-1992，電氣部分第13.2.2條中：燃油調壓間、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危險場所等級的劃分，必須符合現行國家標準《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》的有關規定。陜西某焦化廠尾氣的相對密度為：1.1，參照《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》GB50058-92，第2.3.1條注2：相對密度大于0.75的爆炸性氣體規定為重于空氣的氣體；參照第2.3.3條爆炸危險區域劃分，在封閉建筑物內，對于易燃氣體重于空氣、通風良好且為第二級釋放源的生產裝置區，即鍋爐房及有天然氣管線進出的房間內為2區[指在正常運行時可能出現爆炸性氣體混合物的環境]。

根據《建筑設計防火規范》GB50016-2006，第3.1.1條，鍋爐房是利用焦化廠尾氣作為燃料，進行燃燒作其它用的生產。由于焦化廠尾氣的爆炸下限為11.7%，大于10%，屬于乙類生產火災危險性。依據第3.1.1條3項條文解釋，“乙類”第1項：只有少數可燃氣體額爆炸下限大于10%，在空氣中較難達到爆炸濃度，所以將爆炸下限大于10%的氣體劃分為乙類。但任何一種可燃氣體的火災危險性不僅與其爆炸下限有關，而且還與其爆炸極限范圍值、點火能量、混合氣體的相對濕度等有關，使用時應多加注意。同時依據第3.1.1條3項條文解釋，“丁類”第2項：雖然利用氣體、燃料或固體為燃料進行燃燒，是明火生產，但均在固定設備內燃燒，不易造成火災。雖然也有一些爆炸事故，但一般多屬于物理性爆炸，如鍋爐房、石灰焙燒、高爐車間等的生產。

上述兩個規范的對比看出，利用焦化廠尾氣生產的燃氣鍋爐房，由于焦化廠尾氣的爆炸下限為11.7%，大于10%，因此在實際運行中，應該劃分為爆炸2區。在確定分區以后，根據《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》GB50058-92對于各分區內電氣設備防爆等級的要求，嚴謹、細致的選擇符合國家現行標準的防爆電氣設備。并在滿足工藝生產及安全的前提下，應減少防爆電氣設備的數量。

2.2加強通風，降低有燃燒爆炸危險氣體的濃度

防止爆炸性氣體混合物的形成，或降低爆炸性氣體混合物的濃度，宜采取以下措施：

A、工藝裝置采用露天或敞開式布置；

B、設置機械通風裝置

C、在爆炸危險環境內設置正壓室；

D、對區域內易形成和積聚爆炸性氣體混合物的地點設置自動測量儀器裝置，當氣體濃度接近爆炸下限值的50%時。應能可靠的發出信號或切斷電源。

防爆場所的通風一般有兩種方式：自然通風、機械通風。自然通風由建筑專業設計考慮。機械通風由暖通專業設計考慮。在燃氣鍋爐房內設計可燃氣體濃度報警裝置和火災報警裝置。可燃氣體濃度報警裝置按照可燃氣體爆炸下限20%設置報警點，其控制過程如下：

2.3注意爆炸性氣體環境電氣線路設計和溝道封堵

防爆區域內電纜及其導線的設計是十分重要的一個環節。除了從電纜型號上選用阻燃或者防爆電纜之外，由于電纜斷開點及其絕緣老化問題，電纜通道和電纜穿管的密封不好，是電纜成為防爆設計各環節中最薄弱的環節。

在防爆區域電氣設計中最常見的缺陷就是電纜通道的密封問題。根據《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》GB50058-92的規定，當可燃氣體比空氣重時，電纜線路應在較高出敷設或直接埋地。架空敷設時宜采用電纜橋架；電纜溝敷設時應充砂，并宜設置排水設施。敷設電氣線路的溝道、電纜橋架火舌鋼管，所穿過的不同區域之間墻或樓板處的孔洞，應采用防火材料嚴密封堵。

由于在電氣設計中不注明密封標識，甚至不注明密封要求。在現場施工中容易遺漏。使電氣防爆的可靠性大大降低。因此，在此部分電氣設計中，必須嚴格執行《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》GB50058-92中第2.5.12條的要求，并認真在施工中實施。

3 總結

燃氣鍋爐房的電氣設計，要針對構成爆炸的三個基本因素采用完整的防范措施，做到既經濟又有效防止爆炸發生。在燃氣鍋爐房的電氣施工中，必須按照規范嚴格認真的進行施工，從根本上達到工程設計的防爆要求。危機族的安全運行打好堅實的基礎。

(本文作者：李清 陜西省電力設計院 陜西西安 710054)