鉛酸蓄電池室爆炸危險區域劃分的探討

邵帥 孟佳

【關鍵詞】爆炸危險區域劃分;蓄電池室;IEC60079-10-1

【摘要】依據IEC等國際規范，對電廠、電站中普遍存在的蓄電池室進行爆炸危險區域分析，并對工程設計提供建議。

1. 引言

鉛酸蓄電池室普遍存在于火力發電廠及變電站的電控樓或集控樓內。對執行海外電廠、電站項目的工程設計人員來說，鉛酸蓄電池室的爆炸危險區域劃分一直是存在爭議的問題。本文通過IEC60079-10-1^[1]、NFPA497^[2]、API PR 505^[3]等規范對蓄電池室爆炸危險區域劃分情況進行分析，從而為鉛酸蓄電池的設計提供依據和指導。

1. 釋放源介紹

介質氫僅在鉛酸蓄電池高速充電末期有可能有短期釋放。根據IEC60079-10-1釋放源分級原則，蓄電池內的爆炸危險危險介質“氫”為第二級釋放源，即正常運行時，預計不可能釋放，當出現釋放時，僅是偶爾和短期釋放的釋放源。

2 通風配置

通風設備的配置和效果的好壞，對爆炸危險區域分級的影響重大。NFPA 497 提到，6次/h的換氣速度或0.3m³/min/m²的換氣速度，使得危險氣體的聚集濃度低于爆炸下限（LFL）的25%可視為通風良好。

API PR 505 8.2.6.7.2s：1.計算證實，機械通風應可以防止氫氣聚集達到25%LFL;2.蓄電池的充電系統為防止無意中的過度充電做充分設計;3.設置防止通風系統失靈的有效措施。

基于以上規范，鉛酸蓄電池室的通風設計應考慮2x100%的冗余配置，并且風機電源引自電廠的保安電源段，由柴油發電機以及雙路電源保證其供電的可靠性。

3 爆炸危險區域分級

考慮到通風速度、配置和可用行，根據IEC60079-10-1，按以上通風配置的蓄電池室可劃分為非爆炸危險區域。

4 對工程設計的建議

為了安全生產，盡管蓄電池室可劃為爆炸危險區域，但以下安全措施不可缺少。首先，蓄電池室的通風設計應按至少6次/h的通風速度并保證氫氣聚集的濃度在任何時刻低于25%的LFL，在通風機電源箱或開關柜上設置故障報警，并將此故障信號送至DCS。其次，為安全期間，通風風機、照明開關、燈具等電氣設備應采用ExⅡC T1型防爆形式。最后，應安裝H₂探測器，將高于設定值（25%LFL或更低）的報警信號送至DCS。

5 結束語

本文應用IEC等國際規范對電廠、電站內的鉛酸蓄電池室爆炸危險環境的劃分進行探討，給出了在特定條件下，危險區域劃分結果，并對給出了對蓄電池室進行工程設計的建議。

參考文獻

[1] IEC60079-10-1-2015 Explosive atmospheres- Part 10-1：Classification of areas-Explosive gas atmospheres

[2] NFPA 497 Recommended Practice for the Classification of Flammable Liquids， Gases， or Vapors and of Hazardous（Classified） Locations for Electrical Installations in Chemical Process Areas 2017

[3] Recommended Practice for Classification of Locations at Petroleum Facilities Classified as ClassⅠ，Zone 0， Zone 1， Zone 2 API RECOMMENDED PRACTICE 505 SECOND EDITION， AUGUST 2018

【作者簡介】

1邵帥（1985- ），男，注冊電氣工程師，工學碩士學位，主要從事化工電氣、電廠、電站設計。

2孟佳（1985- ），女，注冊造價工程師，經濟學碩士學位，主要從事安裝工程概預算工作。