粉尘爆炸危险区域的划分方法

粉尘爆炸危险区域的划分方法

粉尘爆炸危险区域的划分方法

1 粉尘爆炸危险区域划分的意义

可燃性粉尘在具备一定浓度(超过爆炸下限)和足够引燃能量的条件下会发生爆炸。可燃性粉尘的存在形成了一个潜在的爆炸环境，这些区域的危险性有高低之分，因此有必要对这些危险区域进行分类，以便按照危险区域的类型采取相应的防爆措施，将可燃性粉尘出现爆炸浓度的可能性，或任意点燃源出现的可能性，以及使二者同时出现的可能性尽可能减小，将粉尘爆炸的可能性降到最低程度。国家安全生产监督管理局在《安全验收评价守则》中明确规定，对于粉尘爆炸的危险环境，有无科学准确的区域划分是验收检验项目中的一项重要内容。同时，科学地划分危险区域对于节约项目投资也有着重要意义。粉尘防爆设备的价格是普通产品的2—3倍，只有科学地划分危险区域，才能合理地选用防爆电气设备，避免浪费。

2 粉尘爆炸危险区域划分的原则

我国很早就制定了粉尘爆炸危险区域的划分原则，如《爆炸危险场所电气安全规程》(GBJ58—83)、《爆炸性粉尘环境电气设备:粉尘防爆电气设备》

(GB12476.1—2000) .( 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范)(GB50085—92),(粮食加工、储运系统粉尘爆炸安全规程)(GB 17440—1998)等都有详细说明。国际电工委员会(IEC )、美国电气规程(NEC)以及德、日等国对区域划分原则均有规定。但随时间的推移和国情不同，划分原则不尽一致。目前国内流行的是“二区”(爆炸危险区域和非爆炸危险区域)、“二级”(10区和11区)，GB50085—92和GB17441)—1998均按此划分。此划分方法正在被IEC1241—3和

GB12476.1—2000“二区”(分级区域和非分级区域)、"3级”(20区、21区、22区)所代替，但两者均按爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间进行分区，见表1。

表1 几种流行的爆炸区域划分标准

粉尘爆炸危险区域的划分方法

GB17440强调10区的“封闭环境”，这只是粉尘爆炸的相对条件或充要条件。

IEC 12 41 确定了按释放源出现爆炸性粉尘/空气混合物的可能性大小(即释放源等级和粉尘状态)，确定危险区域的原则见表2。

表2 按释放源划分粉尘爆炸危险区域

表3 释放源的分级

粉尘爆炸危险区域的划分方法

所谓释放源，是指粉尘从某一点或某一位置释放或升起，导致爆炸性粉尘/空气形成。其分级原则是按出现频率、时间长短确定的，见表3。

释放源的确定是划分危险区域与危险级别的基础，因为区域级别的划分是以释放源的危险性和释放粉尘状态确定的，区域范围是按相对释放源位置的距离确定的，因此可以说，正确确定释放源是区域划分的前提。释放源位置的确定原则如下:

(1)其位置出现于加工设备、加工工序或加工操作的过程。

(2)该位置产生粉尘云释放/生成或粉尘云堆积。

确定释放源时应考虑下列因素:

(1)内外有别——在封闭设备内部即使没有粉尘释放，其堆积粉尘也因可能产生粉尘云而视为释放源，而设备外部堆积粉尘因厚度可控而视为非释放源。

(2)用途有别——即使都是封闭设备内部，通常不用于粉尘堆积可视为非释放源。

(3)以内定外——如封闭设备内部的正压或负压，对其外部形成粉尘区域的可能性影响程度不同，甚至相反。

此外，还要考虑工艺因素，如工艺设备的材料性能;加工过程的粉尘释放速度、下落高度及粉尘特性(如含水量大小)等的影响。

释放源的类型即级别，反映释放源形成爆炸性粉尘的危险程度，分级原则是按其出现频率和时间长短确定的。

3 粉尘爆炸危险区域的分级过程和方法

综上所述，危险区域的划分取决于粉尘状态、释放源等级，此外还与通风环境、实际经验、行业特点有关。区域划分方法和具体过程如下:

(1)专业技术人员对易燃粉尘进行物理性能和粉尘爆炸性能测试。如颗粒大小、水分含量、密度、导电性能、粉尘云(或层)点燃温度和电阻值等。

(2)工艺技术人员对释放源发生的可能性进行分析，明确释放源的存在位置，明确其可能出现在的某个工艺设备、工艺工序或操作过程，明确使用环境条件、工作条件。

(3)安全人员、工艺人员、技术人员等根据每一位置释放源的危险性，分析粉尘释放发生的程度和出现时间，确定其释放等级。

粉尘爆炸危险区域的划分方法

(4)按释放源释放等级和粉尘状态，对区域进行分级。

但在容器外部任何形式的泄漏产生不能接受的(依粉尘特性和电气设备表面温度而定)、不受控制的粉尘层，若不能保证粉尘层或堆积物及时清除，即使22区也应划人20区。原则上，设备外部粉尘层均为可控厚度而可划入22区。

(6)划分区域范围。即确定释放源影响的范围，这个范围不仅是平面，而且是三维立体空间。GB17440采取以厂房为单位划分范围的方法。该方法简单，但易扩大影响范围而增加防爆的投人。一般设备外部是不允许有爆炸性粉尘/空气混合物连续存在的，20区的应通过良好的管理使其降为21区，也应考虑到低一级范围内局部包含高一级区域的情况。

IEC1241指出，一个典型释放源通常产生爆炸性粉尘/空气混合物的范围在源四周1 m立体区间内，并垂直向下扩展到地面，同时这个空间还随该释放源的

区域更科学合理、更符合实际。

(7)画出粉尘爆炸危险区域图及整理有关文件资料。区域图应指明区域类型和范围、点燃温度和温度组别。有关文件应说明释放源的位置和类别、各区域的防范原则、设立范围的说明和区域划分的过程记录等。

4 结语

粉尘爆炸危险区域的划分具有安全性和经济性两方面的意义，科学合理的划分应在对可燃粉尘和释放源进行大量评估和测试后进行。尤其应结合粉尘特性、工艺特性合理降低区域级别，这是划分区域的目的，也是划分区域的难点。国际电工委员会提供的划分区域原则和方法具有较好的灵活性、科学性、实用性和经济性。