2.5場所分類的方法
場所分類方法的核心問題是對場所中可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境基本概率的分析,這需要有經(jīng)驗的專業(yè)人員的研究和參與,同時,要積累和收集場所中每臺設(shè)備的運行狀況和場所環(huán)境因素等資料。因此,場所分類應(yīng)由熟悉可燃性物質(zhì)性能、設(shè)備和工藝狀況的專業(yè)人員與從事安全、電氣及其他相關(guān)工程技術(shù)人員討論確定。具體方法如下:
(1)查找和確定釋放源
場所中存在可燃性氣體或蒸氣才有可能形成爆炸性氣體環(huán)境。因此,首先必須查找場所中的含有可燃性物質(zhì)的儲存設(shè)備、加工設(shè)備或輸送管道是否可能向場所中釋放出可燃性氣體或蒸氣,或者空氣是否可能進入容器內(nèi)與可燃性氣體或蒸氣混合形成爆炸性混合物。
每一臺設(shè)備(例如儲罐、管道、泵、壓縮機等),如果其內(nèi)部含有可燃性物質(zhì),就應(yīng)該被視為潛在的釋放源。如果它們不可能含有可燃性物質(zhì),那么很明顯它們的周圍就不會形成爆炸性混合物。如果該類設(shè)備雖含有可燃性物質(zhì),但不可能逸出或泄漏到場所中,則可以不視為釋放源(例如:設(shè)置于某一空間的無接縫的管道)。
如果已確認設(shè)備會向場所中釋放可燃性物質(zhì),則應(yīng)先確定釋放頻率和持續(xù)時間,并據(jù)此確定釋放源的等級:
1)連續(xù)級釋放源:連續(xù)釋放或預(yù)計長期釋放的釋放源。
如,固定頂?shù)挠凸奚喜靠臻g和排氣口;敞開的可燃性液體容器的液面附近處等,均應(yīng)視為連續(xù)級釋放源。
2)1級釋放源:在正常運行時,預(yù)計可能周期性或偶爾釋放的釋放源。
如,正常運行時,預(yù)計會向周圍場所釋放可燃性物質(zhì)的泵、壓縮機或閥門的密封處;含有可燃性液體的容器上的排水口處;正常工作時,預(yù)計可燃性物質(zhì)可能釋放到周圍場所中的取樣點;正常工作中,預(yù)計會釋放可燃性物質(zhì)的泄壓閥、排氣孔或其他開孔等均應(yīng)視為1級釋放源。
3)2級釋放源:在正常運行時,預(yù)計不可能釋放,如果釋放也僅是偶爾和短期釋放的釋放源。
如,正常運行時,不可能泄漏的壓縮機或閥門的密封處;正常運行時,不可能泄漏的法蘭、連接件或管道接頭;正常運行時,不可能向周圍場所釋放可燃性物質(zhì)的取樣點等均應(yīng)視為2級釋放源。
(2)確定危險場所的區(qū)域類型
劃分危險場所的區(qū)域類型主要依據(jù)場所中的釋放源等級和通風(fēng)條件。
一般來說,連續(xù)級釋放源形成0區(qū)危險場所;1級釋放源形成1區(qū)危險場所;2級釋放源形成2區(qū)危險場所。
同時應(yīng)根據(jù)通風(fēng)條件確定區(qū)域劃分。如通風(fēng)良好時,可降低危險場所的區(qū)域類別。反之,如通風(fēng)不良時,可提高危險場所的區(qū)域類別。這是因為釋放到周圍場所中的可燃性氣體或蒸氣,會借助于通風(fēng)形成的空氣流動或擴散,使其濃度稀釋至爆炸下限以下。
(3)確定危險場所的區(qū)域范圍
影響危險場所區(qū)域范圍的有可燃性氣體或蒸氣的釋放速率、氣體的爆炸下限、相對密度、通風(fēng)條件等諸多因素,因此要對它們的影響綜合分析后,確定危險場所的區(qū)域范圍。
2.6影響危險場所區(qū)域范圍的因素
(1)可燃性物質(zhì)的釋放速率
釋放速率越大,單位時間內(nèi)釋放到周圍場所中的可燃性物質(zhì)的量就越多,則危險區(qū)域的范圍相應(yīng)就越大。
(2)爆炸下限
對于一定的釋放量,爆炸下限降低,則濃度達到爆炸下限之上的爆炸性氣體混合物的量就相應(yīng)增加,危險區(qū)域的范圍也會相應(yīng)變大。
(3)氣體或蒸氣的相對密度
如果氣體或蒸氣的相對密度比空氣小,那么輕于空氣的氣體和蒸氣就向上飄逸,這樣,釋放源上方垂直方向的危險區(qū)域范圍將隨著相對密度的減小而擴大;如果氣體或蒸氣的相對密度比空氣大,那么重于空氣的氣體或蒸氣就趨于沉積在地面上,這樣,在地面附近,危險區(qū)域的水平范圍將隨著相對密度的減小而擴大。
(4)通風(fēng)
加大通風(fēng)量,可以縮小危險區(qū)域的范圍。這是因為通風(fēng)可以將場所中泄漏的可燃性氣體或蒸氣吹散或稀釋,使危險區(qū)域的范圍縮小。如果通風(fēng)效果良好,通風(fēng)換氣量足夠大,并且通風(fēng)連續(xù)存在,例如,有備用風(fēng)機等,則可以降低危險場所的區(qū)域類別。
此外,釋放源周圍的障礙物可以影響通風(fēng)效果,使危險區(qū)域的范圍擴大。另一方面,如果障礙物(如堤壩、圍墻、天花板等)能阻擋可燃性氣體或蒸氣向周圍進一步擴散,這時障礙物能限制危險區(qū)域的范圍進一步向外圍擴展。
不同的通風(fēng)條件對危險區(qū)域范圍的影響可以分析如下:
1)自然通風(fēng)和整體強制通風(fēng)時
如上所述,雖然通常情況下連續(xù)級釋放源形成0區(qū)場所,1級釋放源形成1區(qū)場所,2級釋放源形成2區(qū)場所。但是,實際的生產(chǎn)現(xiàn)場由于通風(fēng)的影響,情況要復(fù)雜得多。例如,通風(fēng)良好,也許會使危險場所的區(qū)域范圍小到忽略不計,也許會成為危險性較低的區(qū)域類別。如果通風(fēng)效果特別好,也許會成為非危險場所。反之,如果通風(fēng)不良,也許會擴大危險場所的區(qū)域范圍,也許會成為危險性較高的區(qū)域類別。
2)局部強制通風(fēng)時
一般情況下,采用局部強制通風(fēng)稀釋爆炸性混合物,比自然通風(fēng)和整體強制通風(fēng)的效果更好。其結(jié)果會使危險場所的區(qū)域范圍縮小,甚至?xí)s小至可忽略不計的程度。也許會成為危險性較低的區(qū)域類別。甚至成為非危險場所。
3)無通風(fēng)時
無通風(fēng)的場所存在釋放源時,連續(xù)級釋放源肯定會形成0區(qū)場所,1級釋放源也可能形成0區(qū)場所,2級釋放源也可能形成1區(qū)場所。但是,特殊情況下,例如釋放量極小或監(jiān)視釋放時,也可能使之成為危險性較低的類別。
4)障礙物限制通風(fēng)時
如果危險場所內(nèi)有障礙物影響通風(fēng)時,則會使危險場所的范圍擴大,或使之成為危險性較高的類別??紤]障礙物影響時,應(yīng)特別注意地坑及凹處的氣體或蒸氣的相對密度。
5)通風(fēng)裝置出現(xiàn)故障時
對危險場所進行分類是以通風(fēng)裝置正常工作為前提的。如果通風(fēng)裝置故障時的危險可以忽略不計(如另外設(shè)置有自動待機系統(tǒng)時),則沒有必要改變以通風(fēng)裝置正常工作為前提所確定的危險場所分類。但是,如果通風(fēng)裝置的故障危險不容忽視,則應(yīng)預(yù)測無強制通風(fēng)時爆炸性混合物的范圍的擴大程度,同時還應(yīng)預(yù)測通風(fēng)裝置出現(xiàn)故障的頻率及持續(xù)時間,并據(jù)此來確定場所的類別。
如果通風(fēng)裝置不出現(xiàn)故障或即使有故障也很短暫,則應(yīng)把因通風(fēng)裝置的故障而擴展的危險場所定為2區(qū)場所。
如果在通風(fēng)裝置出現(xiàn)故障時,能夠采取措施防止可燃性物質(zhì)的釋放(例如:工藝流程自動停止),則不必改變原確定的場所分類。
6)其它條件
氣候條件、地形等其它因素也能影響爆炸危險區(qū)域的范圍。綜上,在確定危險區(qū)域時應(yīng)注意以下事項:
重于空氣的氣體或蒸氣可能流入低于地面的空間,例如凹槽和溝;輕于空氣的氣體或蒸氣可能會滯留在高處的空間,例如屋頂空間;如果釋放源位于車間外面或場所附近,應(yīng)該采取措施防止大量的可燃性氣體或蒸氣進入車間或場所;通風(fēng)的狀況對爆炸危險場所的范圍影響很大,在進行區(qū)域劃分時應(yīng)十分注意。
2.7根據(jù)危險場所分類示意圖和危險場所劃分舉例確定場所類別及范圍
在生產(chǎn)現(xiàn)場僅根據(jù)成套設(shè)備或成套設(shè)備設(shè)計的粗略審查,就把設(shè)備周圍的各部分確定為0區(qū)、1區(qū)或2區(qū)場所幾乎是不可能的,而必須仔細地分析爆炸性混合物形成的各種可能性。
要想確定可燃性物質(zhì)釋放的頻度、釋放時間、釋放速率、濃度、通風(fēng)及其他影響危險場所類別、范圍的要素,就必須對可能形成釋放源的容納可燃性物質(zhì)的工藝流程用設(shè)備逐一進行仔細的考察分析。國家標(biāo)準(zhǔn)GB3836.14—2000《爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備第14部分:危險場所分類》中給出了"危險場所分類示意圖"及"危險場所劃分舉例"的提示性附錄,這些資料為掌握場所分類原理及方法提供了實際幫助。但是標(biāo)準(zhǔn)中給出的一些危險區(qū)域范圍示例都是在一定條件下劃分的,使用時應(yīng)注意其限定條件。標(biāo)準(zhǔn)中給出的示例僅是指導(dǎo)性范例,若要將標(biāo)準(zhǔn)中的例子用于實際的場所分類,必須考慮實際的特殊環(huán)境和各種不同情況的特殊細節(jié),例如,油井設(shè)施危險區(qū)域的劃分是指在一般情況下確定的。如果油井的油壓或氣壓非常高,則危險區(qū)域的相應(yīng)范圍就會擴大。此外,每個例子中只給出了一些影響參數(shù),而不是全部,一般情況下,考慮到這些因素是特殊規(guī)定的,而且有一些是定性的而不是定量的,所以分類結(jié)果較為保守。也就是說,若可能更嚴密地規(guī)定運行參數(shù),便會得到更準(zhǔn)確的場所分類結(jié)果。