易燃易爆場所電氣防火探討

廈門市公安消防支隊 施華杰

1.引言

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展以及人民生活水平的提高，易燃易爆物質(zhì)的生產(chǎn)、使用、存儲場所大量增加。但是，易燃易爆物質(zhì)的大量增加并沒有使得存放易燃易爆物質(zhì)的場所的安全性得到很大的提高，恰恰是這些場所的火災(zāi)載荷大，一旦發(fā)生火災(zāi)，撲救非常困難，而且這些存放易燃易爆物質(zhì)的場所對消防安全管理并不重視，消防基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也不夠健全，以至于一旦發(fā)生火災(zāi)損失非常嚴重，因此，我國易燃易爆場所的消防安全隱患問題必須受到重視。根據(jù)我國易燃易爆場所發(fā)生電氣火災(zāi)的規(guī)律和特點，本文以油氣生產(chǎn)場所的電氣防火為例，詳細制定了一系列消防安全對策，對我國加強易燃易爆場所的電氣防火消防安全管理、制定合理的滅火預(yù)案具有重大的意義。

油氣生產(chǎn)場所的易燃易爆物體主要是天然和、丙烷和汽油，該場所產(chǎn)生火災(zāi)事故有三個條件：存在易燃氣體、易燃氣體濃度夠高、存在點燃易燃氣體的火花、電弧等。本文探討了如何消除能夠點燃易燃氣體的火花、電弧等電氣設(shè)備的策略。

2.電氣設(shè)備布置

2.1 電氣防火間距

在現(xiàn)行的電氣設(shè)備防火間距規(guī)范中，明確規(guī)定了在石油天然氣站建設(shè)中電力線路、電力變壓器等電力設(shè)施的間距，但是卻沒有明文規(guī)定柴油發(fā)電機組的布局[1]。但是，柴油發(fā)電機組的的排煙管道溫度較高，最高可達800度，這種高溫足以引起易燃易爆氣體的燃燒和爆炸。因此，對于柴油發(fā)電機組的布局以防火規(guī)范中的表5.2.3中的加熱爐、鍋爐房規(guī)定的間距布局。

2.2 電線電纜鋪設(shè)原則

根據(jù)防火規(guī)范中的第2.5.8條[2]，按照爆炸性氣體環(huán)境電氣線路的設(shè)計和安裝條款對電線電纜進行設(shè)計，當(dāng)電線電纜在電纜溝進行鋪設(shè)時，必須防止可燃氣體積聚及防止含可燃液體的污水進入溝內(nèi)，當(dāng)鋪設(shè)電線電纜的電纜溝通入室內(nèi)時，墻洞處必須密封和填實，如果在易燃氣體的密度高于空氣密度的環(huán)境下作業(yè)時，必須將電線電纜鋪設(shè)在較高處或者埋在地下，排在地下時還需要設(shè)置排水措施。

2.3 上風(fēng)口原則

對于有明火高溫的設(shè)備和電氣設(shè)備，應(yīng)該安裝在上風(fēng)口處，有利于降低發(fā)火爆炸的幾率。而且，對于一些開闊的場地，還不能忽視常年風(fēng)向的問題[3]。在天然氣場站改擴建的過程中，必須按照變壓器、發(fā)電機組、有明火的地點應(yīng)該布置在全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)的要求進行布置。

3.設(shè)備選型

3.1 可燃氣體探測設(shè)備

在天然氣場站一項有力的對可燃氣體提供檢測的手段就是安裝可燃氣體探測設(shè)備，它為油氣生產(chǎn)安全提供了保障。在石油設(shè)施電氣裝置場所分類中明確規(guī)定了可燃氣體探測設(shè)備的型號、安裝、報警方式和檢驗周期。但是，目前全國各地很少有易燃易爆場所安裝可燃氣體探測設(shè)備，因此建議在場所的可能泄露點的地方安裝可燃氣體探測設(shè)備。

3.2 電氣設(shè)備選型

3.2.1 油氣場所常用防爆電氣選型

油氣場所的防爆電氣應(yīng)按照爆炸性氣體環(huán)境的電氣裝置的標準進行選型，根據(jù)是由設(shè)施電氣裝置場所分類標準，一般來說，油氣場所的常規(guī)氣體可以分為3組，T1組、T2組、T3組。因此選擇ExdII BT4防爆電氣設(shè)備就能滿足所有的需求。

3.2.2 戶外、腐蝕環(huán)境電氣選型

通常情況下油氣場所的所有裝置設(shè)備都在露天和開放式環(huán)境中，因為易燃易爆氣體不能進行封閉，否則將帶來安全隱患。由于空氣中含有硫化氫等腐蝕氣體[4]，因此，在進行電氣設(shè)備選型時，不僅要考慮使用防爆設(shè)備，還需要考慮設(shè)備的抗腐蝕和抗氧化性。如果使用了不能抗腐蝕的設(shè)備，在使用一段時間后，隔爆面就會生銹，設(shè)備內(nèi)也會受到損壞。

3.3 防爆電器安裝

在易燃易爆場所，即使對設(shè)備的選型、防火間距、電線電纜鋪設(shè)都滿足標準，也不能達到防爆電器的安裝要求。根據(jù)國家建筑標準設(shè)計94D801《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電氣線路和電氣設(shè)備安裝》的標準[5]，在電氣安裝時，每一個局部的密封、封堵、配管方式都有詳細的圖紙。

3.4 防火防爆電器的維護

3.4.1 防火防爆電器的常見問題

a.密封問題。供應(yīng)商提供的防爆電氣的密封一般都會有問題，因為電纜引入壓緊螺母都是塑料制造的。其次，對于接線盒內(nèi)一個引入口有兩根及以上的電纜的情況，也不符合要求。而且，有些電纜尺寸與密封口尺寸不匹配，電纜引入口也沒有充分壓緊，因此需要對其密封問題進行處理。

b.防爆環(huán)境。很多易燃易爆場所沒有使用防火防爆電器，或者沒有在防火防爆電器上安裝標示。

c.防爆設(shè)備要求。有的易燃易爆場所雖然使用了防火防爆設(shè)備，但是該設(shè)備卻不符合該場所的防爆級別，比如有的環(huán)境需要防水防腐蝕，但是卻沒有使用防水防腐蝕的設(shè)備。

d.設(shè)備地線連接。有的防火防爆設(shè)備沒有連接地線。

3.4.2 防火防爆電器維修注意事項

a.在維修防火防爆電器時，必須要先斷電，再開啟蓋。

b.在易燃易爆場所對設(shè)備進行維修時，所有的維修設(shè)備都要用防爆型的，而且所用的工具也不能產(chǎn)生火花。

c.對防爆型電氣設(shè)備最好不要拆裝。在必要情況下，對防爆型電氣設(shè)備拆裝時，需要妥善保護隔爆面，不能對其進行損傷。

4.供電設(shè)計

4.1 TN-S供電系統(tǒng)

在易燃易爆區(qū)域，要大力推廣TN-S供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)的一大優(yōu)勢是保護線和中性線是分開的，而且保護線和設(shè)備外殼都是不帶電的[6]。假若供電系統(tǒng)出現(xiàn)短路情況，電流能夠通過保護線構(gòu)成回路，由于回路的電阻較小，保護電氣能夠迅速切斷電流，從而使得易燃易爆環(huán)境及時脫離漏電風(fēng)險。

4.2 易燃易爆場所的電氣保護及自動裝置

a.設(shè)定短路保護、過載保護、接地保護。要對短路保護和過載保護進行驗算，確保在短路或者其他故障情況下，能夠及時切斷電路并且保護電氣設(shè)備。除此之外，在單相線路上還需安裝雙級開關(guān)，以便能夠同時斷開零線和相線。

b.在裝有通風(fēng)裝置的易燃易爆場所，應(yīng)該在通風(fēng)設(shè)備和電氣設(shè)備之間安裝電氣聯(lián)鎖裝置。不論是啟動電氣設(shè)備還是斷開電氣設(shè)備，都應(yīng)該首先開啟通風(fēng)裝置或者關(guān)閉通風(fēng)裝置。

c.在易燃易爆環(huán)境中，電氣設(shè)備需要安裝漏電保護裝置。

5.防雷、防靜電

5.1 防雷規(guī)范

目前，有許多易燃易爆場所所使用的防雷設(shè)計是遵從建筑物防雷設(shè)計規(guī)范的，在建筑物防雷設(shè)計規(guī)范中明確規(guī)定其規(guī)范不適合油罐、化工戶外裝置的防雷設(shè)計。因此，必須要對易燃易爆場所進行專用的防雷設(shè)計。

5.2 避雷針保護范圍計算方法

雷電先導(dǎo)通道發(fā)展到離地面一定高度H時，地面上的避雷針才可能影響雷電先導(dǎo)的發(fā)展方向，使雷電先導(dǎo)通道沿著電場強度最大的方向擊向避雷針。根據(jù)實驗分析可知，雷電高度H與避雷針高度h是相關(guān)聯(lián)的，當(dāng)避雷針高度小于30米時，雷電高度大約為600米，當(dāng)避雷針高度大于30米時，雷電高度大約為10000米以上，因此大多數(shù)的雷電都在離地面300米以上，故避雷針的保護范圍是根據(jù)室內(nèi)人工雷電沖擊電壓下的模擬研究確定的。根據(jù)易燃易爆場所的特點，該場所的避雷針應(yīng)該使用折線法計算保護范圍，該方法不僅直觀，而且使用起來更為簡單，性價比高，且符合《石油天然氣工程設(shè)計的防火規(guī)范》。

5.3 接地裝置的布置與沖擊接地電阻

技術(shù)較為陳舊的接地裝置一般都是鋼水平接地、垂直接地，但是隨著接地技術(shù)的發(fā)展以及易燃易爆場所的特點，對接地技術(shù)提出了更高的要求。現(xiàn)階段，接地技術(shù)推陳出新，相繼出現(xiàn)了防腐離子接地體、防腐長效降阻接地極、電解地極、銅包鋼接地棒、純銅接地棒、接地模塊等。雖然這些新的接地技術(shù)有著傳統(tǒng)接地技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢，但是這些接地技術(shù)都有一個相同點，在突然中雷電流泄放時都存在著火花效應(yīng)，因此，各個接地體之間應(yīng)該相互屏蔽，使沖擊電流流散條件變壞。在易燃易爆場所布置接地裝置時，主要被保護的設(shè)備和設(shè)施附近必須布置接地極，這樣就避免了雷電對保護物的二次反擊。

5.4 接地裝置的防腐蝕

傳統(tǒng)的防腐蝕技術(shù)一般采用鋼熱鍍鋅，接頭焊接處加瀝青涂敷，這種方式雖然在一定程度上防止了腐蝕，但是在土壤中不能長期保持不被腐蝕，甚至?xí)霈F(xiàn)接地體斷線以及其他連接線斷開等情況。如果接地體中大量采用銅材和接地模塊，防雷、防靜電和電氣設(shè)備接地的被保護體會失去電子被腐蝕。因此，在進行接地裝置防腐蝕工程中，應(yīng)該對當(dāng)?shù)氐耐寥狼闆r進行調(diào)研，盡量選用鈦合金的防腐蝕材料。

6.結(jié)語

易燃易爆場所一直都是火災(zāi)發(fā)生的高危地帶，易燃易爆物質(zhì)的大量增加并沒有使得存放易燃易爆物質(zhì)的場所的安全性得到很大的提高。本文以油氣生產(chǎn)場所的電氣防火為例，從防火間距、電氣設(shè)計、電氣安裝、防雷、防腐蝕等幾大因素展開討論制定了一系列消防安全對策，對我國加強易燃易爆場所的電氣防火消防安全管理、制定合理的滅火預(yù)案具有重大的意義。

[1]GB50058-92,爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范[S].

[2]GB50183-2004,石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范[S].

[3]成新華.淺議易燃易爆場所消防安全對策[J].科學(xué)之友,2011,2(1):111-112.

[4]劉東旗.電氣火災(zāi)的分析和預(yù)防[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2011(7):56-57.

[5]朱考華.淺談公共場所電氣火災(zāi)成因與預(yù)防對策[J].廣東科技報,2005(8):32-34.

[6]王立偉.關(guān)于商場的電氣防火與管理[J].東方企業(yè)文化,2011(11):121-123.