粉尘爆炸危险区域的划分方法

1 粉尘爆炸危险区域划分得意义

可燃性粉尘在具备一定浓度(超过爆炸下限)与足够引燃能量得条件下会发生爆炸。可燃性粉尘得存在形成了一个潜在得爆炸环境,这些区域得危险性有高低之分,因此有必要对这些危险区域进行分类,以便按照危险区域得类型采取相应得防爆措施,将可燃性粉尘出现爆炸浓度得可能性,或任意点燃源出现得可能性,以及使二者同时出现得可能性尽可能减小,将粉尘爆炸得可能性降到最低程度。国家安全生产监督管理局在《安全验收评价守则》中明确规定,对于粉尘爆炸得危险环境,有无科学准确得区域划分就是验收检验项目中得一项重要内容。同时,科学地划分危险区域对于节约项目投资也有着重要意义。粉尘防爆设备得价格就是普通产品得2—3倍,只有科学地划分危险区域,才能合理地选用防爆电气设备,避免浪费。

2 粉尘爆炸危险区域划分得原则

我国很早就制定了粉尘爆炸危险区域得划分原则,如《爆炸危险场所电气安全规程》(GBJ58—83)、《爆

炸性粉尘环境电气设备:粉尘防爆电气设备》(GB12476、1—2000) 、( 爆炸与火灾危险环境电力装置设计规范)(GB50085—92),(粮食加工、储运系统粉尘爆炸安全规程)(GB 17440—1998)等都有详细说明。国际电工委员会(IEC )、美国电气规程(NEC)以及德、日等国对区域划分原则均有规定。但随时间得推移与国情不同,划分原则不尽一致。目前国内流行得就是“二区”(爆炸危险区域与非爆炸危险区域)、“二级”(10区与11区),GB50085—92与GB17441)—1998均按此划分。此划分方法正在被IEC1241—3与GB12476、1—2000“二区”(分级区域与非分级区域)、"3级”(20区、21区、22区)所代替,但两者均按爆炸性粉尘混合物出现得频繁程度与持续时间进行分区,见表1。

表1 几种流行得爆炸区域划分标准

GB17440强调10区得“封闭环境”,这只就是粉尘爆炸得相对条件或充要条件。IEC 1241 确定了按释放源出现爆炸性粉尘/空气混合物得可能性大小(即释放源等级与粉尘状态),确定危险区域得原则见表2。

表2 按释放源划分粉尘爆炸危险区域

表3 释放源得分级

所谓释放源,就是指粉尘从某一点或某一位置释放或升起,导致爆炸性粉尘/空气形成。其分级原则就是按出现频率、时间长短确定得,见表3。

释放源得确定就是划分危险区域与危险级别得基础,因为区域级别得划分就是以释放源得危险性与释放粉尘状态确定得,区域范围就是按相对释放源位置得距离确定得,因此可以说,正确确定释放源就是区域划分得前提。释放源位置得确定原则如下:

(1)其位置出现于加工设备、加工工序或加工操作得过程。

(2)该位置产生粉尘云释放/生成或粉尘云堆积。

确定释放源时应考虑下列因素:

(1)内外有别——在封闭设备内部即使没有粉尘释放,其堆积粉尘也因可能产生粉尘云而视为释放源,而设备外部堆积粉尘因厚度可控而视为非释放源。

(2)用途有别——即使都就是封闭设备内部,通常不用于粉尘堆积可视为非释放源。

(3)以内定外——如封闭设备内部得正压或负压,对其外部形成粉尘区域得可能性影响程度不同,甚至相反。

此外,还要考虑工艺因素,如工艺设备得材料性能;加工过程得粉尘释放速度、下落高度及粉尘特性(如含水量大小)等得影响。

释放源得类型即级别,反映释放源形成爆炸性粉尘得危险程度,分级原则就是按其出现频率与时间长短确定得。

3 粉尘爆炸危险区域得分级过程与方法

综上所述,危险区域得划分取决于粉尘状态、释放源等级,此外还与通风环境、实际经验、行业特点有关。区域划分方法与具体过程如下:

(1)专业技术人员对易燃粉尘进行物理性能与粉尘爆炸性能测试。如颗粒大小、水分含量、密度、导电性能、粉尘云(或层)点燃温度与电阻值等。

(2)工艺技术人员对释放源发生得可能性进行分析,明确释放源得存在位置,明确其可能出

现在得某个工艺设备、工艺工序或操作过程,明确使用环境条件、工作条件。

(3)安全人员、工艺人员、技术人员等根据每一位置释放源得危险性,分析粉尘释放发生得程度与出现时间,确定其释放等级。

(4)按释放源释放等级与粉尘状态,对区域进行分级。

(5)分析该区域得通风环境、使用条件、行业特点、粉尘特性等,尤其就是封闭空间与通风情况,对危险区域级别进行合理调整。一般来说,20区就是个别得,大多数属于22区,应采取措施尽量减少21区。对于通风良好或采用良好通风措施、露天、半封闭建筑物得区域,可酌情降低一级,并可大大缩小其影响范围。但在容器外部任何形式得泄漏产生不能接受得(依粉尘特性与电气设备表面温度而定)、不受控制得粉尘层,若不能保证粉尘层或堆积物及时清除,即使22区也应划人20区。原则上,设备外部粉尘层均为可控厚度而可划人22区。

(6)划分区域范围。即确定释放源影响得范围,这个范围不仅就是平面,而且就是三维立体空间。GB17440采取以厂房为单位划分范围得方法。该方法简单,但易扩大影响范围而增加防爆得投人。一般设备外部就是不允许有爆炸性粉尘/空气混合物连续存在得,20区得应通过良好得管理使其降为21区,也应考虑到低一级范围内局部包含高一级区域得情况。

IEC1241指出,一个典型释放源通常产生爆炸性粉尘/空气混合物得范围在源四周1 m立体区间内,并垂直向下扩展到地面,同时这个空间还随该释放源得粉尘层得范围扩大。对于建筑物外部开放空间、区域边界,则可进一步缩小,通常在释放源周围1m范围就够了。同时,还要考虑粉尘特性,如含水分大得粉尘不易外释、不易形成粉尘云、形成爆炸性粉尘/空气混合物范围小等,这样划分区域更科学合理、更符合实际。

(7)画出粉尘爆炸危险区域图及整理有关文件资料。区域图应指明区域类型与范围、点燃温度与温度组别。有关文件应说明释放源得位置与类别、各区域得防范原则、设立范围得说明与区域划分得过程记录等。