燃氣鍋爐房的電氣防爆設計
摘 要：通過分析燃氣鍋爐房事故原因，以及對規範的理解剖析，對鍋爐房電氣防爆設計進行了明確闡述。
關鍵詞：燃氣；鍋爐房；防爆；可燃氣體濃度檢測
前言
燃氣鍋爐房因其固有的環保等優勢正在推廣，尤其在產氣豐富地區，大量的新建和改造燃氣鍋爐房工程紛紛上馬。然而電氣防爆部分沒有明確的設計條文，各地設計人員認識和做法不盡相同，以下闡述對規範的理解，交流探討設計實踐中存在的疑難爭議問題及解決辦法，供各位同仁參考。
1 爆炸危險區域劃分
根據國標《鍋爐房設計規範》GB50041-1992，電氣部分第13.2.2條中：燃油調壓間、燃油泵房、煤粉製備間、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範》的有關規定。
新疆庫爾勒地區天然氣相對密度：0.8，參照《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範》GB50058-1992，第2.3.1條注2：相對密度大於0.75的爆炸性氣體規定為重於空氣的氣體；參照第2.3.4條爆炸危險區域劃分，在封閉建築物內通風不良的生產裝置區，即鍋爐房、計量間及有天然氣管線進出的房間內為1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《建築設計防火規範》GB50016-2006，第3.1.1條，鍋爐房是利用天然氣作為燃料，進行燃燒作其它用的生產，屬於丁類生產火災危險性，同時依據第3.1.1條4項條文解釋②，“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，但一般多屬於物理性爆炸，如鍋爐房、石灰焙燒、高爐車間等的生產。
上述兩個規範的對比看出，明火生產的鍋爐房，在實際運行中，劃為1區已經沒有太大的意義。
然而，現在企業裡，比如油氣生產追求本質安全，就是通過追求其流程中人、物、系統、制度等諸要素的安全可靠和諧統一，使各種危害因素始終處於受控制狀態，進而逐步趨近本質型、恆久型安全目標。那麼如何進行電氣設計？
2 事故原因的分析
分析燃氣鍋爐房事故的原因，有兩種可能：鍋爐本體爆炸、鍋爐房爆炸性氣體達到爆炸濃度而發生爆炸。
鍋爐本體爆炸，是因為在爐膛或煙道內有爆炸性混合氣體存在，當達到爆炸極限，被明火或鍋爐本身的高溫引燃造成事故。這一點與《建築設計防火規範》相關條文說明相符。實際目前鍋爐產品已經考慮了安全生產措施來避免。合格的燃氣鍋爐本身有防爆工藝設計，如燃燒器在異常情況自動停機，自控裝置也停止輸出燃料；燃氣鍋爐燃燒系統自動化程度較高，包括了燃氣壓力高、低限報警保護等，當控制到哪步邏輯判斷不滿足設定條件時，啟動相應聯鎖保護。
避免了鍋爐本體爆炸可能性，但是仍然存在上述的另外一種可能，能否避免？如何避免？
3 應對措施
其實在設計中，根據《鍋爐房設計規範》和《火災自動報警系統設計規範》GB50116-1998等規範，我們已經採取了以下措施：
天然氣管道上閥門、表計等可能發生天然氣洩漏處，鍋爐間可能會產生天然氣存積區域[相對密度0.8，一般是在屋頂區域]，在這些部位均設有可燃氣體濃度檢測報警裝置，根據可燃氣體濃度情況發出聲光報警信號及啟動事故排風機，當洩漏濃度達到爆炸極限下限的50%[該值僅供參考]，還立即關閉天然氣源進氣總管的總進氣電磁閥。
在鍋爐房及有天然氣管線進出的房間，設置事故排煙風機，還與可燃氣體報警器聯鎖（啟動）。
電氣、儀表用電纜選用銅芯，最小截面不低於1.5mm2。
燃氣放散管的管頂或其附近應設置避雷針，其針尖高出管頂不應小於3m，並使其保護範圍高出管頂不小於1m。
燃氣管道應有靜電接地裝置，當管道為金屬材料時，可與防雷或電氣工程接地保護線相連，其實測電阻值R≤4Ω。在管道連接處，如彎頭、法蘭、閥門等處不能與金屬管道良好接觸，也用金屬軟線將兩端跨接。
在鍋爐房及有天然氣管線進出的房間門、窗採取洩壓措施。
根據《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範》第2.2.2條，符合下列條件之一時，可劃為非爆炸危險區域：第3項，在生產過程中使用明火的設備附近；結合上述幾條措施可以明確，電氣設備選型為非防爆。
同時根據《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範》第2.2.2條，符合下列條件之一時，可劃為非爆炸危險區域：第2項，易燃物質可能出現的最高濃度不超過爆炸下限的10%；關閉天然氣源進氣總管的總進氣電磁閥時，濃度超過爆炸極限下限的10%，鍋爐間屋頂附近區域是天然氣存積區域，所以照明燈具及開關選用是防爆型。
4 結論
在燃氣鍋爐房電氣設計中，照明選用防爆燈具，其它部分採用非防爆型。
參考文獻
[1]鍋爐房設計規範.GB50041-1992.
[2]爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範.GB50058-1992.
[3]建築設計防火規範.GB50016-2006.
[4]火災自動報警系統設計規範.GB50116-1998.
作者簡介：曾彥(1975,8,29~)，男，重慶人，從事電氣工程設計。
黃萍(1970,3,15~)，女，四川人，從事電氣工程管理。
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