爆炸危险环境电力装置设计规范GB50058-2014

《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058授课内容本规范修定的挔据：《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058—92已实施二十多年，当时编制该规范主要依据国际电工委员会标准IEC79-10、美国石油学会APIRP500A及美国国家防火协会NFPA497标准，并参考了日本防爆指南。近年来，国际标准IEC60079和IEC61241，美国标准APIRP505及NFPA497都已修订，并已发布施实，而且与国际标准IEC60079和IEC61241等同的国家标准GB3836、GB12476已完成修订正在报批。为了适应市场的迫切需要并同国际技术接轨，必须将本标准进行修订。根据最新版的国际标准IEC60079和IEC61241，以及最新的国家标准《爆炸性环境第一部分设备通用要求》GB3836.1-2010及《可燃性粉尘环境用电气设备》GB12476的相关规定，在此基础上对原规范《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058—92进行了增补和修订.本规范与GB50058-92相比,有以下改变：1.规范名称的修订,即将《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》改为《爆炸危险环境电力装置设计规范》；2.将《名词解释》改为《术语》,做了部分修订并放入正文；3.将原第四章《火灾危险环境》删除；4.将例图从原规范正文中删除,改为附录并增加了部分内容；5.增加了增安型设备在1区中使用的规定；6.爆炸性粉尘危险场所的划分有由原来的两种区域“10区、11区”改为三种区域“20区、21区、22区”；7.增加了爆炸性粉尘的分组：IIIA、IIIB和IIIC组；8.将原规范正文中“爆炸性气体环境的电力装置”和“爆炸性粉尘环境的电力装置”合并为第5章“爆炸性环境的电力装置”；9.增加了设备保护级别（EPL）的概念；10.增加了光辐射式设备和传输系统防爆结构类型；11.将原规范正文中易燃气体、易燃液体改为可燃气体、可燃液体；12.将原规范正文中第一级释放源、第二级释放源改为一级释放源、二级释放源。一．总则总则中本规范不适用于下列环境增加了以下内容：（与国际标准IEC60079等同）6以加味天然气作燃料进行采暖、空调、烹饪、洗衣以及类似的管线系统；（这部分内容设计可见城镇燃气设计规范）7医疗室内；8灾难性事故；注：灾难性事故例如：加工容器破碎或管线破裂等。（本标准中取消了原规范中不适用的蓄电池室环境。蓄电池室的危险险区域划分在实际工程中经常遇到，本标准在附录B中根据API-505的建议增加了相应的划分建议。）总则中增加了下列条款：爆炸危险区域划分应由懂得生产工艺加工介质性能、设备和工艺性能的专业人员和安全、电气等工程技术人员共同商议完成。二．爆炸性气体环境1．什么情况下进行爆炸性气体环境的电力装置设计符合下列条件之一就应进行爆炸性气体环境的电力装置设计：（1）在大气条件下，可燃气体与空气混合形成爆炸性气体混合物；(2)闪点低于或等于环境温度（此温度根据可燃物质所在地点的环境温度，环境温度可选用最热月平均最高温度，亦可利用采暖通风专业的“工作地带温度”或根据相似地区同类型的生产环境的实测数据加以确定。除特殊情况外，一般可取45℃。）的可燃液体的蒸气或薄雾与空气混合形成爆炸性气体混合物；(3)在物料操作温度高于可燃液体闪点（≥60℃）的情况下，可燃液体有可能泄漏时，其蒸气与空气混合形成爆炸性气体混合物。以上条件对可燃液体而言，闪点是一个重要的物料特性。闪点就是在标准条件下，使液体变成蒸气的数量能够形成可燃性气体/空气混合物的最低液体温度。2．产生爆炸必须同时存在两个条件：（1）存在可燃气体、可燃液体的蒸气或薄雾，其浓度在爆炸极限以内；（2）存在足以点燃爆炸性气体混合物的火花、电弧及高温。3．防止爆炸的措施：为防止爆炸，在采取电气预防以前首先提出了诸如工艺流程及布置等措施，即称之为：“第一次预防措施”。（1）首先应使产生爆炸的条件同时出现的可能性减到最小程度。（2）工艺设计中应采取消除或减少可燃物质的释放及积聚的措施：1)工艺流程中宜采取较低的压力和温度，将可燃物质限制在密闭容器内；2)工艺布置应限制和缩小爆炸危险区域的范围，并宜将不同等级的爆炸危险区，或爆炸危险区与非爆炸危险区分隔在各自的厂房或界区内；3)在设备内可采用以氮气或其它惰性气体覆盖的措施；4)宜采取安全联锁或事故时加入聚合反应阻聚剂等化学药品的措施。（3）防止爆炸性气体混合物的形成，或缩短爆炸性气体混合物滞留时间，宜采取下列措施：1)工艺装置宜采取露天或开敞式布置；2)设置机械通风装置；3)在爆炸危险环境内设置正压室；4)对区域内易形成和积聚爆炸性气体混合物的地点应设置自动测量仪器装置，当气体或蒸气浓度接近爆炸下限值的５０％时，应能可靠地发出信号或切断电源。（4）在区域内应采取消除或控制设备线路产生火花、电弧或高温的措施。4.危险区域划分的目的危险区域划分是对可能出现爆炸性气体环境进行分析和分区，以便正确选择和安装危险环境中的电气设备，达到安全经济使用的目的。危险区域划分是根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间进行分区，分为0区、1区、2区，实际上应通过设计或适当的操作方法，也就是采取措施将0区或1区所在的数量上或范围上减至最小，换句话说，工厂设计中大部分场所为2区或非危险区。5．爆炸性气体环境危险区域划分程序（1）危险区域划分危险区域划分应由懂得可燃物质性能的工艺、设备和管道专业人员进行，还要与安全、电气等其它专业人员商议。危险区域划分的根本因素就是鉴别释放源和确定释放源的等级。释放源是指可释放出能形成爆炸性混合物的物质所在的位置或地点。对每台工艺设备如罐、泵、管道、容器、阀门等都视作可燃物质的潜在释放源。如果该类设备不可能含有可燃物质，那么很明显它的周围就不会形成危险环境。如果该类设备含有可燃物质，但不向大气中释放，如全部焊接管道不视为释放源，则同样不会形成危险环境。如果已确认设备会向大气中释放可燃物质，必须首先按可燃物质的释放频繁程度和持续时间长短分级，分为连续级释放源、一级释放源、二级释放源，再根据释放源的级别和通风条件划分区域。爆炸危险区域内的通风，其空气流量能使可燃物质很快稀释到爆炸下限值的２５％以下时，可定为通风良好。以下场所可定为通风良好场所：1)露天场所；2)敞开式建筑物。在建筑物的壁和/或屋顶开口，其尺寸和位置保证建筑物内部通风效果等效于露天场所；3)非敞开建筑物，建有永久性的开口，使其具有自然通风的条件；4)对于封闭区域、每平方米地板面积每分钟至少提供0.3m3的空气或至少1h换气6次，则可认为是良好通风场所。这种通风速率可由自然通风或机械通风来实现。原则上是存在连续级释放源的区域可划为0区；存在一级释放源的区域可划为1区；存在二级释放源的区域可划为2区。按以上规定划分区域等级后再根据通风条件调整区域划分。当通风良好时，应降低爆炸危险区域等级；当通风不良时应提高爆炸危险区域等级。在实际中，应采取通风措施尽量减少1区，0区是极个别情况，例如密闭容器、贮罐等内部气体空间。(2)危险区域范围的确定。爆炸危险区域的范围根据释放源的等级和位置、可燃物质的特性、通风条件、障碍物及生产条件、运行经验，经技术经济比较综合确定。爆炸危险区域的范围主要取决以下化学和物理参数：（一）释放速率：（单位时间从释放源中散发出可燃气体或可燃液体的蒸气或薄雾的数量）。释放速率越大，区域范围就越大。释放速率与释放源的几何形状、释放速度、浓度、可燃液体的挥发性、液体温度有关。（二）可燃液体的沸点：沸点越低，爆炸危险区域的范围就越大。（三）释放的爆炸性气体混合物的浓度：随着释放源处可燃物质浓度的增加，爆炸危险区域的范围可能扩大。（四）爆炸下限：爆炸下限越低，爆炸危险区域的范围就越大。（五）闪点：闪点越低，区域的范围可能越大。（六）相对密度：如果气体或蒸气明显的轻于空气，则它就趋于向上漂移，且释放源上方垂直方向范围将随着相对密度的减小而扩大。如果明显的重于空气，它就趋于沉积于地面，在地面上，区域水平范围将随着相对密度的增大而增大。为了划分范围，本规范将相对密度大于1.2的气体或蒸气视为比空气重的物质；将相对密度小于0.8的气体或蒸气视为比空气轻的物质。对于相对密度在0.8至1.2之间的气体或蒸气，例如：一氧化碳、乙烯、甲醇、甲胺、乙烷、乙炔等在工程设计中相对密度视为比空气重的物质。（七）液体温度：蒸气压力随温度的增加而升高，因此由于蒸发作用，释放速率增加，危险区域的范围将扩大。（八）通风：随着通风量的加大，危险区域范围可以缩小。（九）障碍：障碍物能阻碍通风，因此可能扩大危险区域范围，另一方面某些障碍物如堤坝、围墙或天花板都能限制危险区域范围。因此，在场所分类及范围确定时都应列出工厂用的所有加工材料的特性，包括闪点、沸点、引燃温度、蒸气压力、蒸气密度、爆炸极限、操作温度、爆炸性混合物级别和温度组别。对于爆炸危险区域范围的确定是一个比较复杂的问题，实际操作如果没有例图更加难以实施，为了便于执行规范，在规范中引用了一些典型例图，规范中大部分采用了美国石油学会APIRP505及美国国家防火协会NFPA497标准中的例图。由于实际装置的工艺、设备、仪表、通风及布置等条件不同，在具体设计中均需结合实际情况、运行经验等综合判断，采取较大或较小的距离。在很多国家及IEC标准中，将一些危险区域范围例图放在标准的附录或图集中，不是硬性规定，仅是作为指导的范例。对于各种行业的特殊性，往往在危险区域范围的确定上，可采用与行业有关的国家标准，如对新建、扩建和改建的汽车加油站、液化石油气加气站、压缩天然气加气站和汽车加油加气站工程的设计和施工，应采用《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156。对油气田及其管道工程、石油库的爆炸危险区域范围可见其它规范，例如《石油设施电气装置场所分类》SY0025，《石油库设计规范》GB50074。危险区域范围的确定应考虑以下几点：（一）对炼油装置、石油化工厂，在加工过程中，化工设备连续处理高速、高温、高压的液体或蒸气。则以释放源起15m划分范围。（二）对高挥发性物质（具有低沸点，当散发到大气后，它们迅速地吸收热量，从而形成在一般情况下密度高于空气的大量冷气体）如乙烯、丙烯、乙烷、丙烷、丁烷等有可能大量释放处时，爆炸危险区域范围应划分附加2区，即在2区外再划出15m，附加2区距离地面标高0.6m。（三）在物料操作温度高于可燃液体闪点（≥60℃）的情况下，可燃液体可能泄漏时，其爆炸危险区域的范围可适当缩小，但不宜小于4.5m。（四）对符合国标《GB3836.14》（等同IEC60079-10）附录C条件的内容，可按附录C危险场所划分举例进行划分。（五）当可燃物质轻于空气时，爆炸危险区域的范围尺寸，按4.5m划分。6.爆炸性气体温合物的分级分组为了选择适用于爆炸性气体环境的电气设备,将爆炸性气体温合物按其最大试验安全间隙或最小点燃电流分级，分为ⅡA、ⅡB、ⅡC，最大试验安全间隙是制造电气设备隔爆外壳的基础数据，在隔爆外壳中是以隔爆间隙喷射出的爆炸产物所具有的能量点燃周围爆炸性的气体温合物，因此隔爆型防爆结构的定义为当可燃气体或蒸气进入外壳内部发生爆炸时，该外壳能承受爆炸压力且爆炸的火焰不会引燃该外壳外部的可燃气体或蒸气的全封闭结构。最小点燃电流比是设计本质安全型电路的依据，在本质安全电路中，是用电火花点燃爆炸性气体温合物。因此本安型防爆结构的定义为电气设备产生的火花、电弧或高温不会引燃可燃气体或蒸气的结构。通过大量试验，通过两种标准装置分别测定的几种爆炸性气体温合物的最大试验安全间隙及最小点燃电流比取得的分级数据相同，即最大试验安全间隙小的气体温合物，其最小点燃电流比小。最大试验安全间隙（ＭＥＳＧ）或最小点燃电流比（ＭＩＣR）分级注：①分级的级别应符合现行国家标准《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》。②最小点燃电流比（ＭＩＣＲ）为各种可燃物质按照它们最小点燃电流值与实验室的甲烷的最小电流值之比。爆炸性气体温合物按可燃物质的引燃温度分组，分为T1、T2、T3、T4、T5、T6，要求防爆