爆炸和火灾危险环境电气安装技术

爆炸和火灾危险环境电气安装技术中交三航局第三工程有限公司安装工程处Page2防爆电气设备选型概念和定义防爆电气安装工程规范工程案例：联合安能液体石化码头工程1234目录Page3爆炸危险环境概念爆炸危险环境是指生产、使用、储存易燃易爆物质，并能形成爆炸性混合物，且有爆炸危险的场所。按照爆炸性物质的物态，分为爆炸性气体危险环境和爆炸性粉尘危险环境。爆炸性气体环境是指在大气条件下，可燃性物质以气体或蒸气的形式与空气形成的混合物，被点燃后，能够保持燃烧自行传播的环境。爆炸性粉尘环境是指在大气条件下，可燃性物质以粉尘、纤维或飞絮的形式与空气形成的混合物，被点燃后，能够保持燃烧自行传播的环境。本次培训从我公司参建的工程类型及特点等实际需要出发，重点解读爆炸性气体危险环境电气安装技术。火灾危险环境概念火灾危险环境是指在生产过程中，产生、使用、加工、储存或转运闪点高于场所环境温度的可燃液体，或者有可燃粉尘、可燃纤维，或者有固体状可燃物质，并在可燃物质的数量上和配置上，能引起火灾危险的场所。Page4防爆电气设备概念爆炸和火灾危险环境多见于煤炭、石油化工、燃气、危险品码头、综合管廊等。在这类工程和环境中，电气设备是引起燃烧、爆炸的主要危险源。防爆电气设备是在爆炸危险环境中使用的电气设备，其结构上能够防止因正常工作产生的火花、电弧或危险温度而成为安装地点爆炸性混合物的引燃源。Page5类别类别（细分）适用环境代表性物质Ⅰ类/煤矿瓦斯气体环境甲烷Ⅱ类ⅡA类除煤矿甲烷气体之外的其他爆炸性气体环境丙烷ⅡB类乙烯ⅡC类氢气Ⅲ类ⅢA类除煤矿以外的爆炸性粉尘环境可燃性飞絮ⅢB类非导电性粉尘ⅢC类导电性粉尘防爆电气设备的类别根据GB50058-2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》规定，防爆电气设备分为三类，如下表：Page6爆炸性气体危险环境的危险区域划分根据《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB50058-2014)规定，爆炸性气体危险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：0区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境。1区：正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境。2区：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。其他规定：附加2区：当高挥发性液体可能大量释放并扩散到15m以外时，爆炸危险区域的范围应划分为附加2区。Page7防爆电气设备选型概念和定义防爆电气安装工程规范工程案例：联合安能液体石化码头工程1234目录Page81、设计规范GB50058-2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》——适用于爆炸危险环境GB50016-2014《建筑设计防火规范》——适用于火灾危险环境2、施工规范GB50257-2014《电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》3、图集HG21508-92《爆炸危险环境的配线和电气设备安装通用图》图集12D401-3《爆炸危险环境电气线路和电气设备安装》Page9施工及验收规范的执行要求：GB50257-2014规范主要是针对爆炸和火灾危险环境中的电气设备的施工及验收，用于这类环境的电气设备有防爆电气设备，也还有大量的普通电气设备，而且防爆电气设备除了在外部结构、温升控制等方面有些特殊要求外，在许多地方跟普通电气设备是近似的，故爆炸和火灾危险环境的电气装置的安装，除应按本规范执行外，尚应符合现行国家标准电气装置安装工程系列中的“高压电器”、“电力变压器、油浸电抗器、互感器”、“母线装置”、“旋转电机”、“盘、柜及二次回路结线”、“电缆线路”、“接地装置”、“电气照明”、“配线工程”等施工及验收规范和现行国家标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150以及其他各专业标准规程的有关规定。Page10防爆电气设备选型概念和定义防爆电气安装工程规范工程案例：联合安能液体石化码头工程1234目录Page111、根据爆炸危险环境的属性，确定防爆电气设备的类别。例如：除煤矿甲烷气体之外的其他爆炸性气体环境，选用Ⅱ类防爆电气设备。（依据详见PPT课件第5页）2、根据危险区域划分，确定防爆电气设备的保护等级EPL（Ga＞Gb＞Gc）。以爆炸性气体危险环境为例，防爆电气设备的保护级别EPL与危险区域划分的关系应符合下表：危险区域设备保护级别0区Ga1区Ga或Gb2区Ga、Gb或Gc附加2区参照2区Page123、根据保护等级EPL，确定防爆电气设备的防爆结构和防爆形式。防爆电气设备的保护级别EPL和防爆结构的关系应符合下表：设备保护级别EPL电气设备防爆结构防爆形式Ga本质安全型ia浇封型ma由两种独立的防爆类型组成的设备，每一种类型达到保护级别“Gb”的要求——光辐射式设备和传输系统的保护opisGb隔爆型d增安型e本质安全型ib浇封型mb油浸型o正压型px、py充砂型q本质安全现场总线概念（FISCO）——光辐射式设备和传输系统的保护opprPage13防爆电气设备的保护级别EPL和防爆结构的关系应符合下表：设备保护级别EPL电气设备防爆结构防爆形式Gc本质安全型ic浇封型mc无火花n、nA限制呼吸nR限能nL火花保护nC正压型pz非可燃现场总线概念（FNICO）——光辐射式设备和传输系统的保护opshPage144、根据爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别，确定防爆电气设备的级别和组别。这里首先要理解两个概念：①爆炸性气体混合物的分级和分组。（判断危险性大小）分级：爆炸性气体混合物应按其最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流比（MICR）分级。安全间隙的大小反映了爆炸气体混合物的传爆能力。间隙愈小，其传爆能力就愈强，危险性愈大。按照危险性大小，3个级别排序为：ⅡC＞ⅡB＞ⅡA。分组：爆炸性气体混合物应按引燃温度分组，引燃温度愈低的物质愈容易引燃，危险性愈大。按照危险性大小，6个组别排序为：T6＞T5＞T4＞T3＞T2＞T1。爆炸性气体混合物的级别和组别，可查询设计规范GB50058-2014中第48~64页“附录C”。Page15②防爆电气设备的分级和分组。（判断安全性高低）分级：防爆电气设备的分级对应于爆炸性气体混合物的分级。按照安全性高低，3个级别排序为：ⅡC＞ⅡB＞ⅡA。分组：防爆电气设备的分组亦对应于爆炸性气体混合物的分组。按照安全性高低，6个级别排序为：T6＞T5＞T4＞T3＞T2＞T1。防爆电气设备的级别和组别不应低于该爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。（也就是，设备的安全性要高于环境的危险性）防爆电气设备的级别爆炸性气体混合物的级别ⅡA、ⅡB或ⅡCⅡAⅡB或ⅡCⅡBⅡCⅡC防爆电气设备的级别与爆炸性气体混合物的级别的关系应符合下表：Page16防爆电气设备温度组别与爆炸性气体混合物温度组别的关系应符合下表：防爆电气设备温度组别防爆电气设备允许最高表面温度爆炸性气体混合物温度组别爆炸性气体混合物引燃温度爆炸性气体混合物的引燃温度T1~T6T1允许温度最高，安全性最低；T6允许温度最低，安全性最高T1450＜t引燃温度最高，危险性最小T2~T6T2300＜t≤450引燃温度↓危险性↑T3~T6T3200＜t≤300T4~T6T4135＜t≤200T5~T6T5100＜t≤135T6T685＜t≤100引燃温度最低，危险性最大Page17防爆电气设备选型概念和定义防爆电气安装工程规范工程案例：联合安能液体石化码头工程1234目录Page18工程概况：联合安能液体石化码头安装工程于2013年9月15日开工建设，2014年6月15日完工。工程近期规划用于成品汽油、柴油的装卸。设计年吞吐量为280万吨，其中接卸汽柴油等225万吨，出运汽柴油等55万吨。远期规划中装卸物料的种类详见下页。油工艺系统包括2路柴油管道、2路93#汽油管道、2路97#汽油管道以及其他设备。在码头区域设3个装卸区：1#、3#装卸区，布置DN300输油臂各4座；2#装卸区，布置DN250、DN200输油臂各1座。Page19货种名称比重引燃温度（℃）闪点（℃）熔点（℃）危险等级柴油0.8425765－10乙B汽油0.73415～530－50－30甲B燃料油0.9225090～12025丙A甲醇0.7938516-97.8甲B乙醇0.7936214-117.3甲B石油沥青1.15～1.25485204.4/丙B远期规划装卸物料的种类和特性：（1）物料：包括汽油、柴油、燃料油、甲醇、乙醇、石油沥青及液体化工品。（2）主要物料的理化特性：见下表。Page20危险区域划分：本工程爆炸危险区域在码头装卸区范围内划分为1区、2区、附加2区。码头和引桥管道区域，根据GB50058规定应划分为“非爆炸危险区域”。（在生产装置区外，露天或开敞设置的输送可燃物质的架空管道地带。）Page21本工程设计选用的防爆电气设备共约254台/套，清单见右表。除“防爆型手动报警按钮”和“移动手持设备”采用本质安全型外，其余均采用隔爆型。根据供电专业设计说明要求：防爆级别和温度组别分别不低于ⅡB、T4。本工程中配线钢管采用低压流体输送用镀锌焊接钢管，柔性连接处采用防爆挠性连接管；电力电缆采用阻燃铜芯电缆，控制电缆采用阻燃屏蔽铜芯电缆。Page22解读本工程防爆电气设备的选型思路：Page23防爆电气设备的级别、组别与使用环境条件相符，才能保证安全。按新防爆电气设备产品标准的规定，对为保证安全，指明在规定条件下使用的电气设备和低冲击能量的电气设备在防爆合格证编号后加有特殊标志“X”。此外为指定环境条件而设计的产品在产品型号后缀有规定的符号，如：户外环境用产品——W湿热带环境用产品——TH中等防腐环境用产品——FI等标志安装时需要注意。Page24以下内容以联合安能石化码头为例，结合施工及验收规范GB50257-2014，阐述爆炸危险环境电气安装施工工艺及技术要点，具体如下：1、防爆电气设备进场验收设备和器材到达现场后，应进行验收检查，并应符合下列规定：1）包装及密封应良好；2）开箱检查清点，其型号、规格和防爆标志，应符合设计要求；3）附件、配件、备件应完好齐全；4）产品的技术文件应齐全；5）设备应有“Ex”标志和标明防爆电气设备的类型、级别、组别标志的铭牌，并应在铭牌上标明防爆合格证号。6）设备外观检查应无损伤、无腐蚀、无受潮。Page25本项目实施过程中，项目部根据材料设备市场行情和工程现场实际需要，针对防爆电气设备的防爆等级，完成了以下设计优化和变更。案例1：设备进场验收时，监理和业主提出防爆电箱的规格型号与图纸不符，项目部核对防爆合格证和铭牌后，确认设备实际防爆等级高于图纸要求，可以使用。但应监理单位的坚持和要求，最终还是办理了设计变更手续。变更主题（防爆电箱防爆等级和型号变更）：原设计图纸要求，本工程防爆电气设备的防爆等级为dⅡBT4，防爆型式为隔爆型。由于电动阀门配电箱、扫线泵控制箱、防爆操作柱、防爆断路器4种电箱，均由开关室和电缆接线室组合而成，按照防爆电气设备常规做法，开关室采用隔爆型，电缆接线室采用增安型。因此，我部建议将以上4种电箱的的防爆型式由“隔爆型”修改为“隔爆+增安组合型”，防爆等级和温度组别不低于ⅡBT4。详见下表。Page26案例2：消控、通信设备选型变更。考虑到弱电工程中手持移动设备等的便携性，变更隔爆型为本安型。为了降低对讲机采购成本，选用温度组别符合规范要求的T3级。Page272、低压电器安装低压电器应安装在用钢管、型钢、钢板等制作的金属支架上，支架可采用预埋、膨胀螺栓、尼龙塞、塑料塞以及焊接法等方法固定。支架应牢固，有振动的电气设备的固定螺栓应有防松装置。灯具安装形式有法兰立杆式、挂墙挂柱式等，电箱安装形式有落地台架、落地立柱、挂墙挂柱式等，安装形式的选用须满足结构牢固、操作和观察方便、布局美观等条件。设备安装用的紧固件，除地脚螺栓外，铁制紧固件及支架应采用镀锌制品。Page28Page29Page30第4.1.6条：事故排风机的按钮，应单独安装在便于操作的位置，且应有醒目