淺談甲類倉庫電氣防爆設計要點

石維峰

（廈門陸原建筑設計院有限公司，福建 廈門 361001）

根據國家標準規范及生產需求，電子、醫藥等有用到危險化學品的廠房都會將其集中置于甲、乙類倉庫。而這些倉庫作為爆炸產生的源頭之一，除了必要的土建防爆措施之外，機電防爆尤為重要。筆者結合爆炸產生的因素對某電子芯片廠房內的甲類倉庫電氣防爆設計進行分析、總結。

1 電氣設備選型與安裝

該倉庫為爆炸性氣體環境，防爆電氣設備組別、級別不應低于該環境內氣體混合物的級別、組別；還應根據爆炸危險區域劃分來選擇電氣設備保護級別及防爆結構。

（1）可燃氣體或蒸氣爆炸性混合物分級、分組

爆炸性氣體混合物按其最大試驗安全間隙或最小點燃電流比分級，應符合下表1；爆炸性氣體混合物的分組應按引燃溫度劃分，并應符合表2；Ⅱ類電氣設備的溫度組別、最高表面溫度和氣體、蒸氣引燃溫度之間的關系應符合爆炸危險環境電力裝置設計規范（以下簡稱爆規）中的表3。

表1 爆炸性氣體混合物分級

表2 引燃溫度分組

本次案例根據工藝提資，該倉庫內存儲的物質為氨氣、氫氣、天然氣,且不同氣體分別位于不同隔間內，為單組分氣體和蒸氣，可直接從爆規附錄C查得可燃氣體或蒸氣爆炸性混合物分級、分組如表3。

表3

若其他案例情況為多組分氣體和蒸氣，則混合氣體按可安下式估算：

（2）爆炸危險區域劃分。倉庫內的氣體均存儲于氣瓶內，在正常運行時基本不可能出現爆炸性氣體混合物的環境，即使出現也僅僅是短時存在；爆炸危險區域按圖1劃分：

圖1

綜上及結合爆規，該爆炸危險區域的電氣設備選型為 Gb級隔爆型結構，防爆等級為ⅡCT1級。

（3）電氣設備安裝。爆炸性環境的電氣線路和設備均應裝設過載、短路和接地保護（不可能產生過載的設備除外），對于電動機配電，除按現行國標要求裝設必要的保護之外，還應裝設斷相保護；如果電氣設備自動斷電可能產生危險比引燃產生的危險更大時，應只報警不斷電。電氣設備應安裝于爆炸危險區域外或爆炸危險性較小的地方，且均應明裝。倉庫配電箱應裝設于倉庫外。

2 電氣線路設計與安裝

（1）敷設電氣線路時，應選擇在爆炸危險性較小或距離釋放源較遠的地方明敷，且盡量沿建筑物外墻敷設，電氣線路在穿過樓板處或不同區域之間的墻時，其孔洞應嚴密堵塞。線路敷設時應避開可能受到振動、機械損傷、受熱、腐蝕的地方，無法避開時應采取預防措施。

（2）電纜配線的技術要求（如表4）：

表4

導體的載流量不應小于斷路器長延時過電流整定值及熔斷器額定電流的1.25倍，電纜保護鋼管應采用低壓液體輸送用鍍鋅焊接鋼管，與電氣設備的連接處采用撓性連接。

（3）電氣線路的隔離密封應符合爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范中的各條文要求。

3 防雷

建筑物的防雷分類按建筑物防雷設計規范確定，該倉庫為具有2區的爆炸危險場所的建筑物，按第二類防雷設計，接閃網網格不應大于10m×10m或12m×8m，在屋面采用φ10熱鍍鋅圓鋼沿屋頂明敷,接閃帶的支架在直線處的間距為1000mm,在轉角處間距為500mm,支架的高度為200mm；所有突出屋面的煙囪、屋面金屬管道及金屬透氣管、風機等構件均應與接閃網連接,設施構架金屬外殼應兩點接地；建筑物頂部和外墻上的接閃器必須與建筑物欄桿、管道、設備、門窗等外露的金屬物進行電氣連接。

4 防靜電接地

易燃液體在儲運過程中很容易產生和聚集靜電荷，并且消散慢。如果未安裝導除靜電裝置或導除靜電裝置失靈，易燃液體沖擊，在罐壁上集聚靜電荷放電打火，會引燃易燃易爆蒸氣，因此做好防靜電措施對于減小爆炸發生的可能性具有重要作用，具體措施如下：

（1）在倉庫內設置防靜電接地端子箱，沿建筑物內墻明敷接地干線（熱鍍鋅扁鋼-40X4）敷設高度距地坪0.2m，過門時接地干線沿地坪暗敷設，將事故排風管道、儲罐等所有金屬部件進行靜電接地。

（2）在倉庫外部設置靜電消除裝置，確保進入倉庫前將人體或儲罐所帶的靜電先消除，從而避免將外部靜電帶入爆炸危險區域。

5 可燃氣體泄漏探測及報警

可燃氣體泄漏是爆炸發生的主要原因之一，因此對其在倉庫內的濃度探測是不可缺少，建筑防火規范也有明確規定在有可能散發可燃氣體、可燃蒸氣的場所必須設置可燃氣報警裝置。

5.1 探測器選擇與布置

探測器的選擇應根據氣體的特性選擇，本倉庫儲存氨氣、氫氣、天然氣的隔間分別選用氨氣探測器、氫氣探測器、甲烷探測器；氨氣屬于易燃且有毒氣體，故按有毒氣體探測設置，探測器設置在釋放源上方1米范圍內，并在倉庫的最高點氣體易積聚處設置探測器；氫氣及甲烷探測器按可燃氣體探測設置，探測器設置在釋放源上方7.5m范圍內，并在倉庫的最高點氣體易積聚處設置探測器，探測器均選用電化學型。

5.2 報警設置

可燃氣體和有毒氣體均采用二級報警系統，可燃氣體二級報警設定值不大于50%爆炸下限，一級報警不大于25%爆炸下限；有毒氣體二級報警設定值不大于10%直接致害濃度，一級報警設定值不大于20%直接致害濃度，當可燃、有毒氣體濃度值達到二級報警設定值時，啟動倉庫外圍設置的聲光報警器，并聯動開啟事故風機排風，并將報警信號傳至有人值班的場所，從而使值班人員可以第一時間采取應急措施，避免事態進一步惡化。

6 結語

綜上所述，甲類倉庫與正常環境的電氣設計相比，電氣設備選型安裝、線路敷設、防雷、防靜電接地、氣體報警設置有較多更嚴格的要求，在設計時應特別注意。做好電氣的防爆設計，對降低爆炸事故的發生具有關鍵作用。