危化品仓库的电气防爆设计

危化品仓库的电气防爆设计

邓小林

中国轻工业广州工程有限公司 广州 510000

摘 要 通过对一个新建工程危险化学品仓库储物质的火灾危险性分析，阐述了危险化学品库在电气专业中的防爆设计。

关键词 危险化学品仓库 工业 火灾危险性 防爆

0. 引言

危化品仓库，是工业建设项目中的一个基本组成部分，由于危化品库往往会存储一些危险化学品、强氧化剂、强还原剂或甲乙类火灾危险性的物质，危化品库经常会定性为甲乙类火灾危险性建筑物。近年来发生多起化学品仓库火灾、爆炸事故，尤其是天津瑞海危险品仓库的特大火灾爆炸事故，造成了重大的人员财产损失，以及严重的坏境污染，使得人们对危险化学品仓库安全性的日益重视。本文通过实际项目中的一个化学品库的存储物质分析，从防爆角度进行相应的电气设计。

1. 爆炸基础知识

爆炸是由于物质急剧氧化或分解反应，产生温度、压力增加或两者同时增加的现象。根据物质产生爆炸的原因和性质不同，爆炸可分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三种。其中化学爆炸又分为炸药爆炸、可燃气体/液体蒸汽爆炸以及可燃/导电性粉尘爆炸。其中，适用于《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058-2014中的爆炸即为可燃气体/液体蒸汽爆炸和可燃/导电性粉尘爆炸。以下涉及的爆炸均指剧烈的燃烧或氧化还原反应释放巨大的能量，导致气体在瞬间发生剧烈膨胀的现象。

易燃、可燃液体在燃烧过程中，并不是液体本身在燃烧，而是液体受热时蒸发出来的液体蒸汽被分解、氧化达到燃点而燃烧即蒸发燃烧。而闪点，是在标准条件下，使液体变成蒸汽的数量能够形成可燃性气体或空气混合物的最低液体温度，即当液体温度高于或等于闪点时，挣脱于液体束缚的液体蒸汽才能达到在空气中被点燃的数量。例如，酒精（乙醇）的闪点为13°C，当在冬天环境温度低于13°C时，酒精是无法蒸发出足够的酒精蒸汽数量来与空气混合形成爆炸性气体混合物，亦即无法在空气中点火形成闪燃的（默认可燃液体长期置于环境中接近环境温度）。在《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058-2014第3.1.1-2 “闪点低于或等于环境温度（一般可取45°C）的可燃液体的蒸汽或薄雾与空气混合形成爆炸性气体混合物”时，应进行爆炸性气体环境的电力装置设计，而闪点高于45°C的乙类液体（如癸烷、萘烷等）在正常环境时可不需进行爆炸性气体环境电力装置设计。

2. 化学品仓库存储物的火灾危险性分析

在下表为本工程危化品物质存储清单

表1 化学品库物质存储清单

（1） 消毒剂过氧乙酸：过氧乙酸，甲5类，强氧化剂，极不稳定，浓度大于45°就有爆炸性，遇高热、还原剂或金属离子存在就会引起爆炸，易蒸发，闪点40.5°，既有有机过氧化物的火灾爆炸危险性，又具有易燃液体的火灾危险性，在建筑设计防火规范的存储物品的火灾危险性类别里划分为甲5类；本工程过氧乙酸消毒剂含量为20%，由于未能查到在20%浓度下过氧乙酸的闪点数据，基于安全角度考虑，按40.5°闪点进行爆炸性气体环境电力装置设计；

（2）消毒剂过氧化氢：过氧化氢，甲5类，俗称双氧水，爆炸性强氧化剂。过氧化氢本身不燃，但能与可燃物反应放出大量热量和氧气而引起着火爆炸。浓度为60%及以上的过氧化氢为爆炸品，浓度60%以下时根据浓度不一致分别为一级氧化剂和二级氧化剂。本工程双氧水浓度为27.5%，泄露时，不会与空气形成爆炸性气体/蒸汽混合物，可不按爆炸性气体环境进行电力装置设计；

（3）油漆：油漆存储的火灾危险性为乙类，未查到油漆的相关闪点资料，按爆炸危险环境进行电力装置设计；

（4）机油：机油的火灾危险性为丙类，火灾危险环境；

（5）浓硫酸：乙3类，按正常环境设计；

（6）乙炔：甲2类气体，气体爆炸危险环境；

（4）氮气：戊类气体，按正常环境设计；

（5）氧气：乙5类助燃气体，火灾危险环境；

3. 爆炸危险区域划分

本项目爆炸危险环境气体/蒸汽释放源为正常运行时，预计不可能释放，当出现释放时，仅是偶尔和短期释放的释放源，即二级释放源。乙炔满瓶时的压力为2.5MPa，按GB50058-2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》附录B第21条“对工艺设备容积不大于95m3、压力不大于3.5MPa、流量不大于38L/s的生产装置，且为第二级释放源，按照生产的实践经验，爆炸危险区域的范围划分以释放源为中心，半径为4.5m的范围可划分为2区”；过氧乙酸、油漆等二级释放源均为常压存储，且考虑到过氧乙酸、油漆为小容量桶装，即使在事故情况下的释放量也较小，结合GB50058-2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》3.2.5-4条“利用堤或墙等障碍物，限制比空气重的爆炸性气体混合物的扩散，可缩小爆炸危险区域的范围”（常压常温下为液体所形成的爆炸性气体混合物均比空气重），可利用墙为障碍物作为边界，划分爆炸危险区域范围为2区。下图为化学品库的爆炸危险区域范围划分图：

图1 爆炸危险区域划分图

查表附录C 可燃性气体或蒸汽爆炸性混合物分级、分组，乙炔为IIC、T2，乙炔间的隔爆型电气设备防爆参数可为：Ex d IIC T2 Gb，本安型电气设备可为：Ex iC IIC T2 Gb；附录C未能查到过氧乙酸、油漆的分级分组参数，基于安全考虑，可按最高级别选型：Ex d IIC T6 Gb或Ex iC IIC T6 Gb。

4. 结语

危化品仓库由于具有易燃易爆易腐蚀的特性，在危化品仓库的设计中，应结合存储化学品的实际特性，进行相应的防火、防爆、防腐以及防毒设计，对于仅具有火灾危险性而无爆炸危险性的甲乙类存储物质，可不进行电气防爆设计。

参考文献

1. 中国工程建设标准化协会化工分会 GB50058-2014 《爆炸危险环境电力装置设计规范》

2. 公安部天津消防研究所 GB50016-2014(2018年版) 《建筑设计防火规范》

[3] 公安部消防局 消防安全技术实务（2016年版）机械工业出版社