醫(yī)藥潔凈廠房爆炸危險區(qū)域電氣設計

潘 建 芬

(浙江醫(yī)藥工業(yè)設計院有限公司, 浙江 杭州 310030)

0 引 言

醫(yī)藥工業(yè)經常用到乙醇、乙二醇二甲醚、苯肼、二甲苯、三乙胺、氯化芐、二苯醚、環(huán)氧乙烷等有機溶媒,在工藝裝置生產過程中會產生易燃易爆氣體。為了確保安全,上述介質儲存、灌裝、生產區(qū)域應按照GB 50058—2014《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》[1](以下簡稱《爆規(guī)》)要求進行電氣設計。爆炸危險區(qū)域電氣設計包括爆炸危險區(qū)域劃分、電氣設備選擇和安裝、布線系統(tǒng)、防靜電接地系統(tǒng)、可燃氣體檢測報警系統(tǒng)等。

1 爆炸危險區(qū)域劃分

爆炸危險區(qū)域劃分首先應按照工藝介質查《爆規(guī)》附錄C,確定可燃性氣體或蒸氣爆炸性混合物分級、分組,依據(jù)《爆規(guī)》附錄E確定爆炸性粉塵分級。然后按《爆規(guī)》附錄A表A.0.2確定易燃物質、工藝溫度和壓力、容器說明、通風條件、釋放源類型及說明,查《爆規(guī)》附錄B、附錄D分別確定爆炸性氣體、粉塵環(huán)境危險區(qū)域范圍,查GB 50074—2014《石油庫設計規(guī)范》附錄B確定爆炸性液體環(huán)境危險區(qū)域范圍[2]。易燃液體庫房爆炸危險區(qū)域劃分圖如圖1所示。易燃液體灌裝間爆炸危險區(qū)域一至區(qū)域三劃分圖如圖2～圖4所示。易燃液體泵房爆炸危險區(qū)域一至區(qū)域二劃分圖如圖5～圖6所示。圖中網格線填充區(qū)域為一區(qū),斜線填充區(qū)域為二區(qū)。由圖1～圖6可見,增加通風良好的緩沖門斗可大大縮小爆炸危險區(qū)域范圍。

圖1 易燃液體庫房爆炸危險區(qū)域劃分圖

圖2 易燃液體灌裝間爆炸危險區(qū)域一劃分圖

圖3 易燃液體灌裝間爆炸危險區(qū)域二劃分圖

圖4 易燃液體灌裝間爆炸危險區(qū)域三劃分圖

圖5 易燃液體泵房爆炸危險區(qū)域一劃分圖

圖6 易燃液體泵房爆炸危險區(qū)域二劃分圖

2 電氣設備選擇和安裝

爆炸危險區(qū)域電氣設備保護級別與爆炸危險區(qū)域對應關系應符合《爆規(guī)》中表5.2.2.1-1,電氣設備保護級別與電氣設備防爆結構對應關系應符合《爆規(guī)》中表5.2.2.1-2。防爆電氣設備的級別和組別不應低于該爆炸性氣體環(huán)境內爆炸性氣體混合物的級別和組別。當存在有兩種以上可燃性物質形成的爆炸性混合物時,應按照混合后的爆炸性混合物的級別和組別選用防爆設備,無據(jù)可查又不可能進行試驗時,可按危險程度較高的級別和組別選用防爆電氣設備。

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依據(jù)《爆規(guī)》中表5.2.3-2。

電氣設備配電室盡量設置在爆炸危險區(qū)域以外,對于可燃物質比空氣重的爆炸性氣體環(huán)境,位于爆炸危險區(qū)附加二區(qū)的變電所、配電所和控制室的電氣和儀表的設備層地面應高出室外地面0.6 m。

3 布線系統(tǒng)

醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房內的工藝配電線路宜按生產區(qū)域設置,消防及通風系統(tǒng)的配電線路宜根據(jù)不同防火分區(qū)設置。

爆炸危險區(qū)域一般應采用銅芯導體,導體載流量應不小于斷路器長延時整定電流或電動機額定電流的1.25倍,按機械強度選擇截面積時,電纜配線或鋼管配線應分別滿足《爆規(guī)》中表5.4.1-1、表5.4.1-2的要求。

爆炸危險區(qū)域應采用電纜配線或鋼管配線,鋼管應滿足GB/T 3091—2015《低壓流體輸送用焊接鋼管》或GB/T 20041《電氣安裝用導管系統(tǒng)》的規(guī)定。爆炸危險區(qū)域電纜溝內應充砂,并設置排水措施。電纜溝、電纜橋架或導管穿越墻板孔洞應用非燃性材料嚴密封堵。

4 防靜電接地系統(tǒng)

醫(yī)藥生產工藝中,帶電序列不同的氣態(tài)、粉態(tài)以及液體物料在輸送、攪拌等相對運動中會產生靜電。靜電電壓可能高達十幾千伏,會擊穿電子器件而導致電子設備性能下降,甚至損壞,擊穿可燃氣體引發(fā)爆燃、爆炸事故。靜電還會吸附塵埃,降低通風系統(tǒng)效率,影響環(huán)境空氣潔凈度。

通過工藝設計,降低介質速度、減少接觸面積可從源頭上減少靜電,但這些措施會降低生產效率。實際工程中,主要通過接地和等電位聯(lián)結來減少靜電。接地可以使靜電快速釋放至大地。等電位聯(lián)結可消除導體間的電位差而防止放電。

固定設備的金屬外殼應至少一處靜電接地,可燃粉塵袋式集塵設備的袋體金屬絲應接地,金屬儲罐防雷接地兼做防靜電接地,此外還應在登梯口、取樣口設置消除人體靜電裝置。管道在始端、終端、進出裝置處、分支處、每隔100 m接地一次,平行間距小于100 mm時每隔20 m接地一次,交叉間距小于100 mm時接地一次。4個螺栓緊固的法蘭應跨接等電位聯(lián)結線。

固定設備的靜電接地線一般用螺栓連接,移動設備或便攜式儀表可采用夾鉗、接地連接線和接地干線或接地體用螺栓連接或焊接。防靜電接地電阻應不大于100 Ω,通常與其他功能接地和安全接地共用接地裝置。

5 可燃及有毒氣體檢測報警系統(tǒng)

醫(yī)藥廠房中可燃、助燃氣體和可燃液體的儲存、使用場所、管道入口室、管道閥門、采樣口等可燃氣體介質容易發(fā)生泄漏,如果不能及時報警處置,會造成人身傷害或引發(fā)火災、爆炸事故,所以應設置可燃氣體檢測報警系統(tǒng)。有毒氣體泄漏會嚴重危及人身。有毒氣體的儲存和使用場所應設置有毒氣體檢測器。

敞開式場所可燃、有毒氣體檢測器距釋放源分別不應大于10 m、4 m。封閉或通風不良場所可燃、有毒氣體檢測器距釋放源分別不應大于5 m、2 m。如果介質輕于空氣,還應在頂部最高點易于積聚處設置探測器。探測器與釋放源空間凈距不應小于0.5 m。可燃及有毒氣體探測器安裝高度如表1所示?？扇技坝卸練怏w探測器報警值如表2所示。

表1 可燃及有毒氣體探測器安裝高度

表2 可燃及有毒氣體探測器報警值

報警信號應送至消防控制室,二級報警信號應聯(lián)動起動或手動起動相應的事故排風機。可燃及有毒氣體檢測應通過報警控制器接入火災自動報警系統(tǒng)。

6 結 語

醫(yī)藥工業(yè)涉及的易燃易爆炸化學危險品種類較多,電氣設計前應充分了解工藝介質物理特性、化學特性、工藝流程、建筑布局及通風條件,而后再確定釋放源種類,在確保安全的前提下使得爆炸危險區(qū)域盡量小,將對周邊環(huán)境影響降到最低。