氨压缩机房电气装置防爆要求对标

氨压缩机房电气装置防爆要求对标分析与探讨氨压缩机房电气装置防爆要求对标分析王宏志（大庆石化公司实业公司，黑龙江大庆163714）摘要GB50058-2014标准的实施，为涉氨企业氨压机房电力装置是否应满足防爆要求提供了最新的判定依据。通过对氨的性质、最新相关设计标准的分析与探讨，提出在一定条件下氨压缩机可使用不防爆型式电动机的建议，为涉氨企业装置新建、老装置安全隐患治理提供了技术参考。关键词氨压机房；电力装置；标准；防爆近几年，由氨引发的安全事故频繁发生，氨压缩机房电气装置的防爆问题引发观注，特别是针对氨压机是否应使用防爆型式的电动机，形成多种意见[1]。2014年10月1日起实施的GB50058-2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》标准，为氨压机房内的电气装置是否需要防爆，或属于哪一防爆等级提供了最新的判定依据。1相关术语解释文中所引用的相关术语如：可燃性气体或蒸气、爆炸性气体混合物、爆炸性气体环境等均引自“GB50058-2014标准”中的术语解释[2]。2对氨的认识氨是有强烈的刺激性气味的有毒气体，能使人引起流泪、咳嗽，严重的甚至造成人员伤亡，一定条件下遇明火可引起爆，其爆炸范围是15%～28%。根据氨的性质，“GB50058-2014标准”把氨的爆炸性混合物分级为IIA级，温度分组为T1级[3]。3相关标准规范的对标分析3.1氨制冷装置爆炸危险区域的划分“GB50058-2014标准”中规定[4]：“爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间分为0区、1区、2区，分区应符合下列规定：1区应为在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；2区应为在正常运行时不太可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。”由于氨制冷装置是一个封闭的制冷循环系统，在正常运行时会在压缩机、氨泵、储罐等的轴封处，阀门、法兰密封处发生少量渗漏。一旦出现较明显的泄漏，由于氨的刺激性气味非常易于被发现，操作人员按照规定能够及时进行处理，有效防止大量液氨的泄漏。为此，根据本条规定，氨制冷装置可确定为爆炸危险环境“2区”。针对爆炸危险环境2区，“GB50058-2014标准”中规定的电气设备保护级别为：EPLGc级，是Ga、Gb、Gc3个EPL级别中最低的。关于EPLGc级的定义，在GB3836.1-2010《爆炸性环境第1部分：设备通用要求》标准“3定义和术语”中有相应的解释：“Gc级EPLGc：爆炸性气体环境用设备。具有“一般”的保护级别，在正常运行中不是点燃源，也可采取一些附加保护措施，保证在点燃源预期经常出现的情况下（例如灯具的故障）不会形成有效点燃。”由该解释可以确定，氨制冷装置中的电气设备的防爆等级要求比较低，这在“GB50058-2014标准”中把氨的防爆等级确定为IIA级得到验证。3.2氨压机房防爆危险区域的划分3.2.1在“GB50058-2014标准”中规定：(1)“爆炸危险区域的划分应按释放源级别和通风条件确定，存在连续级释放源的区域可划分为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，并应根据通风条件按下列规定调整区域划分：当通风良好时，可降低爆炸1危险区域等级；当通风不良时，应提高爆炸危险区域等级。”(2)“符合规定条件时，可划为非爆炸危险区域：可燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限的10%；”由以上2条款知，只要保证氨压机房通风良好，使氨气的浓度不超过爆炸下限的10%，即可降低爆炸危险区域等级甚至可划分为非爆炸危险区域。由于氨气是有毒的刺激性气体，在《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》（HG20660-2000）[5]中确定氨的毒性程度为“中度危害”的化学介质，规定其最高允许浓度是1mg/m3；在《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSGR0004-2009）规定[6]中度危害最高允许浓度是1~10mg/m3。按照最高允许浓度10mg/m3计算，其浓度不到爆炸下限15%的0.01%。3.2.2在GB50072-2010（《冷库设计规范》）中规定[7]：“氨制冷机房应设置氨气体浓度报警装置，当空气中氨气浓度达到100×10或者150×10时，应自动发出报警信号，并应自动开启制冷机房内的事故排风机。”按照最高标准150×10-6计算，氨的浓度也只有其爆炸下限15%的0.1%。-6-6由此可见，氨的使用安全，首先考虑的是防毒，防毒的标准远高于防爆的标准。从所收集的资料看，由氨引发的事故大多是发生液氨泄漏引起中毒，造成人员伤亡，很少发生因电火花引爆氨气的事故，尤其是氨压机电气系统引爆氨气的事故没有找到一个案例。即使是引起社会广泛关注的吉林宝源丰禽业有限公司氨气爆炸事故，其直接原因是配电室上部电气线路短路，引燃周围可燃物。当火势蔓延到氨设备和氨管道区域时，燃烧产生的高温导致氨设备和氨管道发生物理爆炸，大量氨气泄漏，介入了燃烧。因此，这起事故的发生，与氨压机房的电力装置是否防爆没有直接关系。综上所述，氨压机房可视为通风良好，能够按照降低防爆区域等级处理，作为非爆炸危险区域看待；氨的防爆等级为IIA级，在氨压机房中可以进行降级处理，可使用不防爆的电气设备。这一点在“GB50058-2014标准”中仍能找到如下依据：“爆炸性气体环境内的车间采用正压或连续通风稀释措施后，不能形成爆炸性气体环境时，车间可降为非爆炸危险环境。”3.3氨压机房电气装置的防爆要求以上分析都是基于氨气泄漏处于可控范围内的情况下，一旦因氨设备、氨管道发生物理爆炸，造成大量氨气泄漏，可能达到氨气的爆炸范围，形成爆炸危险环境，这时在氨压机房内的带有电接点的开关、按钮、继电器，带有热源的照明灯、信号指示灯就可能引爆氨气。这些电气元件是否需要防爆型式，“GB50058-2014标准”的规定“在爆炸性气体环境中应采取下列防止爆炸的措施：(1)产生爆炸的条件同时出现的可能性应减到最小限度。(2)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。”按此条款要求，开关、按钮、继电器和带有热源的照明灯、信号指示灯应使用防爆型式的。而正常运转的电动机，最高温度一般不超过70℃，极端的情况下也不会超过100℃，这个温度不足以引爆氨气，氨气大量泄漏与电机运行中烧毁产生高温同时发生的几率非常小。另外，一旦发生氨气大量泄漏，报警装置马上报警并启动排风系统，操作人员通过紧急停车按钮停止压缩机的运行。对于压缩机和报警装置联锁的系统会自动停止压缩机的运行。由电动机引爆的可能性几乎不存在，氨压机房内的压缩机可以使用非防爆型式的电动机。4结束语通过对相关标准的分析可知，具有爆炸危险性的氨在一定条件下可以降低防爆等级，使用不直接产生火花、电弧和高温的非防爆型式的电气设备。为涉氨企业降低设备采购成本、减少改造费用提供了规范依据。2参考文献：[1]郝敬熙，陈在元.氨压缩机房的电气防爆问题刍议[J].冷藏技术，2000，92(3)：48-51.[2]张伟.氨压缩机房漏氨报警初探[J].冷藏技术，2006，116(9)：43-44.[3]史纪纯.氨制冷机房防爆、防毒设计的几点体会[J].冷藏技术，2011，136(9)：35-40.[4]中华人民共和国住房和城乡建设部和中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局《爆炸危险环.境电力装置设计规范》（GB50058-2014）[S].北京：中国计划出版社，2014：34-35.[5]国家石油和化学工业局《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》.（HG20660-2000）[S].北京：全国化工工程建设标准编辑中心，2001：33-34.[6]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSGR0004-2009）[S].北京：新华出版社，2009：269-272.[7]中华人民共和国住房和城乡建设部和中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局《冷库设计规.范》（GB50072-2010）[S].北京：中国计划出版社，2010：33-35.2015-12-14作者简介：王宏志，男，工程师，1988年毕业于兰州石油学校工业企业电气化专业，现从事电气及设备管理工作。