一、燃氣鍋爐釋放源

　　1.釋放源

　　根據GB 50058-1992《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規范》附錄一名詞解釋?zhuān)尫旁词侵缚赡茚尫懦鲂纬杀ㄐ曰旌衔锏奈镔|(zhì)所在的位置或地點(diǎn)。

　　2.燃氣鍋爐存在釋放源

　　燃氣鍋爐燃氣管道干管和支管與設備連接處，即安全隔斷、控制、調節、測量等部件及其連接部位存在釋放源。如閥門(mén)密封處，法蘭、連接件和管道接頭，放散管、取樣口、吹掃口，壓力、溫度等傳感器與燃氣管道連接處等。

　　二、使用明火地點(diǎn)附近可劃分為非爆炸危險區域

　　1.非爆炸危險區域條件

　　根據GB 50058-1992《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規范》第2.2.2條規定：符合下列條件之一時(shí)，可劃為非爆炸危險區域：在生產(chǎn)過(guò)程中使用明火的設備附近，或熾熱部件的表面溫度超過(guò)區域內易燃物質(zhì)引燃溫度的設備附近。

　　2.明火地點(diǎn)

　　根據GB 50016-2006《建筑設計防火規范》第2.0.15條明確，明火地點(diǎn)為室內外有外露火焰或赤熱表面的固定地點(diǎn)(民用建筑內的灶具、電磁爐等除外)。

　　筆者認為，“固定”有“不變動(dòng)或不移動(dòng)的”意思，故建規給定的“明火地點(diǎn)”的術(shù)語(yǔ)可理解為以下兩種表現形式：

　　第一、有穩定的、持續的外露火焰;

　　第二、有穩定的、持續的赤熱表面，且其表面溫度超過(guò)燃氣引燃溫度。

　　3.常見(jiàn)燃氣鍋爐燃氣引燃溫度舉例

　　天然氣 550℃

　　焦爐煤氣 450-650℃

　　高爐煤氣 550-650℃

　　轉爐煤氣 550-630℃

　　也就是說(shuō)，構成明火地點(diǎn)的赤熱表面的固定地點(diǎn)其表面溫度起碼應超過(guò)燃氣引燃溫度450-650℃。

　　三、加大防火間距判據的明火設備

　　1.明火設備

　　GB 50160-2008《石油化工企業(yè)設計防火規范》為確定設備、建筑物平面布置的防火間距，提出來(lái)“明火設備”的概念，即第2.0.8條：明火設備是指燃燒室與大氣連通，非正常情況下有火焰外露的加熱設備和廢氣焚燒設備。“明火設備”與其他設備、建筑物的防火間距，要比“控制室、機柜間、變配電所、化驗室、辦公室”等產(chǎn)生明火及火花的地點(diǎn)，與其他設備、建筑物的防火間距要求更嚴格。該規范條文說(shuō)明明確，明火設備主要指明火加熱爐、廢氣焚燒爐、乙烯裂解爐等。

　　2.明火地點(diǎn)和明火設備的異同

　　明火地點(diǎn)和明火設備相同點(diǎn)是都存在外露火焰。

　　明火地點(diǎn)和明火設備不同點(diǎn)是，明火地點(diǎn)有穩定的、持續的外露火焰，明火設備只有在非正常情況下才有火焰外露。

　　3.燃氣鍋爐可看做加大防火間距判據的明火設備

　　燃氣鍋爐在非正常情況下可能有火焰外露，或熾熱部件的表面溫度超過(guò)區域內易燃物質(zhì)引燃溫度，可看做加大防火間距判據的明火設備。

　　四、明火地點(diǎn)附近可劃分為非防爆區域的原理探討

　　筆者根據物理、化學(xué)原理，結合學(xué)習國家標準GB3836.14-2000 《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第14部分：危險場(chǎng)所分類(lèi)》的體會(huì )，對明火地點(diǎn)附近可劃分為非防爆區域的原理進(jìn)行淺顯探討。

　　1.自然對流和擴散現象

　　自然對流是指沒(méi)有外界驅動(dòng)力但流體(以下僅討論氣體)依然存在運動(dòng)的情況，引起氣體這種運動(dòng)的內在力量是溫度差(溫度梯度)或者(組分的)濃度差。

　　自然對流的機理，是由于氣體存在著(zhù)溫度差，使得各部分氣體的密度不同，溫度高的氣體密度小，必然上升;溫度低的氣體密度大，必然下降，從而引起氣體的流動(dòng)。

　　擴散現象是指由于氣體中某種分子的數密度的空間分布不均勻，使該種氣體分子從數密度較大區域自發(fā)地遷移到數密度較小的區域的現象。擴散有互擴散、自擴散、熱擴散、熱流逸及強制擴散等形式。

　　氣體的擴散與濃度有關(guān)。氣體分子從高濃度區域向低濃度區域轉移直到均勻分布。擴散的速率與物質(zhì)的濃度梯度成正比。

　　氣體的擴散與溫度差有關(guān)。法國人索里特1879年就發(fā)現物質(zhì)兩端的溫度差可引起擴散流。

　　2.明火地點(diǎn)的自然對流、自然通風(fēng)

　　明火地點(diǎn)(有外露火焰或赤熱表面的地點(diǎn))由于溫度差(溫度梯度)引起自然對流。

　　明火地點(diǎn)由于風(fēng)和自然對流作用造成的空氣流動(dòng)，形成自然通風(fēng)。也就是說(shuō)形成空氣流通和新鮮空氣與原來(lái)空氣置換。

　　明火地點(diǎn)在露天場(chǎng)所自然通風(fēng)通?？梢韵?chǎng)所中出現的爆炸性環(huán)境。

　　明火地點(diǎn)自然通風(fēng)在某些戶(hù)內場(chǎng)所(例如在墻壁上和或房頂有開(kāi)口的建筑物)也可能有效。

　　3.易燃氣體分子遇火焰或赤熱表面燃燒

　　明火地點(diǎn)附近在自然通風(fēng)過(guò)程中，空氣中含有少量易燃氣體分子(濃度低于爆炸下限)流動(dòng)至火焰或赤熱表面時(shí)，會(huì )發(fā)生燃燒而“湮滅”，進(jìn)一步降低了空氣中易燃氣體濃度含量。

　　4.明火地點(diǎn)附近可形成非爆炸危險區域

　　明火地點(diǎn)附近可形成非爆炸危險區域。是否形成非爆炸危險區域，取決于釋放源的釋放頻繁程度和持續時(shí)間長(cháng)短(釋放速率)和通風(fēng)速率。通風(fēng)速率大小取決于明火地點(diǎn)溫度差(溫度梯度)的大小。對應一定的釋放速率，溫度差(溫度梯度)愈大，自然對流作用愈強烈，自然通風(fēng)效果愈佳，通風(fēng)速率就愈大，就愈有可能形成非爆炸危險區域，爆炸危險區域的范圍就愈小。

　　通風(fēng)速率大于釋放源釋放速率時(shí)，釋放到大氣中的易燃性氣體可以通過(guò)逸散或擴散的方法在空氣中稀釋直到其濃度低于爆炸下限為止，形成非爆炸危險區域。

　　戶(hù)外場(chǎng)所，一般通風(fēng)良好，若僅存在第二級釋放源，明火地點(diǎn)附近可形成一定范圍的非爆炸危險區域。至于明火地點(diǎn)附近到底多遠距離可形成非爆炸危險區域，GB 50058-1992《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規范》沒(méi)有給出具體數值。

　　筆者認為，明火地點(diǎn)附近可否形成非爆炸危險區域，與具體工程實(shí)例的通風(fēng)速率和釋放源釋放速率有關(guān)，與即時(shí)環(huán)境狀況密切相關(guān)?？梢罁覙藴?/span>GB3836.14-2000 《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第14部分：危險場(chǎng)所分類(lèi)》的原理，根據通風(fēng)等級通風(fēng)有效性和釋放等級確定區域類(lèi)型，但這些計算并不用于確定區域的范圍。

　　筆者尚未見(jiàn)到現行國家標準對確定非爆炸危險區域的范圍的相關(guān)規定。僅見(jiàn)石油化工電力行業(yè)標準，對在生產(chǎn)過(guò)程中使用明火的設備或熾熱部件的表面溫度超過(guò)區域內易燃物質(zhì)引燃溫度的設備附近，有非爆炸危險區域的范圍的界定。

　　若釋放源釋放速率大于通風(fēng)速率時(shí)，無(wú)論戶(hù)內、戶(hù)外，都不會(huì )形成持續穩定的非爆炸危險區域。

　　5.爆炸性氣體混合物進(jìn)入明火地點(diǎn)必然會(huì )發(fā)生爆燃或爆炸

　　必須強調指出，爆炸性氣體混合物一旦進(jìn)入明火地點(diǎn)，必然會(huì )發(fā)生爆燃或爆炸。明火不能防止爆炸的發(fā)生。只是自然對流形成的自然通風(fēng)，通?？梢韵⒚骰鸬攸c(diǎn)附近出現的爆炸性混合氣體。所以，使用燃氣的明火地點(diǎn)或明火設備周?chē)?/span>必須按照相關(guān)標準規范安裝可燃氣體探測器，以防止可燃氣體進(jìn)入而引起火災和爆炸。

　　五、燃氣鍋爐附近一般不屬于作為排除爆炸危險區域判據的明火地點(diǎn)

　　1.燃氣鍋爐附近不存在穩定的或持續的外露火焰

　　第一，爐膛是鍋爐設備的燃燒室，由燃燒設備、爐墻、爐拱和鋼架等部分組成。爐膛是一個(gè)四周用磚墻砌成(或用混凝土澆成)的里面裝有管子的長(cháng)方形相對密閉空間，爐膛與爐外連通的僅有點(diǎn)火孔、看火孔、人孔、防爆門(mén)等。這些與爐外連通的孔均設有爐門(mén)，正常情況封閉或關(guān)閉。故燃氣鍋爐附近不存在穩定的或持續的外露火焰。

　　第二，負壓燃燒鍋爐正常運行不存在外露火焰。為防止爐前端爐門(mén)等處向外噴火，負壓燃燒鍋爐正常運行時(shí)爐膛保持20-30pa負壓。故正常運行時(shí)，燃氣鍋爐附近不存在外露火焰。

　　2.燃氣鍋爐外部未經(jīng)證實(shí)不能確認存在作為排除爆炸危險區域判據的超過(guò)易燃物質(zhì)引燃溫度的赤熱表面

　　因為爐膛溫度很高，最里面的墻使用能耐高溫的耐火磚，為了高溫爐膛保溫，防止熱量散失，耐火磚外面采用保溫磚。與高溫火焰接觸的一層采用耐火混凝土，耐火耐火混凝土外面再澆一層保溫混凝土，再外面用硅石保溫磚。

　　爐墻等采用絕熱性能良好的材料筑成并有效保溫，且具有相當的厚度，可最大限度防止爐墻、構架、管道、門(mén)孔向周?chē)h(huán)境散熱造成的熱損失，提高鍋爐效率。故燃氣鍋爐外部，未經(jīng)證實(shí)不能確認存在穩定的、持續的、超過(guò)易燃物質(zhì)引燃溫度的赤熱表面。

　　六、燃氣鍋爐附近通常應劃分為爆炸危險區域并按電氣防爆設計

　　1.燃氣鍋爐附近通常劃分為爆炸危險區域的理由

　　燃氣鍋爐附近不存在穩定的或持續的外露火焰;燃氣鍋爐外部未經(jīng)證實(shí)不能確認存在作為排除爆炸危險區域判據的超過(guò)易燃物質(zhì)引燃溫度的赤熱表面。與明火地點(diǎn)(有外露火焰或赤熱表面)相比，溫度差(溫度梯度)較小，自然對流作用較弱，自然通風(fēng)效果較差，通風(fēng)速率就較小，一般不應劃分為非爆炸危險區域，而通常應劃分為爆炸危險區域。

　　即時(shí)有充足的判據，參照石油化工行業(yè)標準，確認使用明火的設備(有穩定的、持續的外露火焰)附近或(有穩定的、持續的)熾熱部件的表面溫度超過(guò)區域內易燃物質(zhì)引燃溫度的設備附近為非爆炸危險區域，但該區域亦僅為設備周?chē)?/span>1.5m范圍，設備1.5m范圍以遠仍應根據釋放源級別和通風(fēng)情況綜合判斷劃分爆炸危險區域。

　　2.爆炸危險區域劃分的步驟

　　爆炸性氣體環(huán)境危險區域的劃分的應按GB 50058-1992《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規范》規定的步驟進(jìn)行。

　　一是對釋放源級別進(jìn)行辨識。按易燃物質(zhì)的釋放頻繁程度和持續時(shí)間長(cháng)短分級，是連續級釋放源，還是第一級釋放源或第二級釋放源。燃氣鍋爐存在釋放源一般屬于第二級釋放源，即預計在正常運行下不會(huì )釋放，即使釋放也僅是偶爾短時(shí)釋放的釋放源。

　　二是對通風(fēng)條件進(jìn)行判斷。燃氣鍋爐發(fā)電一般露天布置，通風(fēng)良好。

　　三是按釋放源級別劃分區域的等級，并根據通風(fēng)條件調整區域劃分。燃氣鍋爐爆炸危險區域，大多數情況屬于2區。在設計時(shí)應采取合理措施，消除0區，避免1區。存在第二級釋放源區域可劃為2區。對于燃氣重于空氣的(如高爐煤氣、轉爐煤氣等)，爆炸危險區域的范圍還應劃分附加2區。

　　四是確定爆炸區域的范圍。對于燃氣重于空氣(如高爐煤氣、轉爐煤氣等)、通風(fēng)良好且為第二級釋放源，其爆炸危險區域按GB50028-1992第2.3.3條進(jìn)行范圍劃分。對于燃氣輕于空氣(如天然氣、焦爐煤氣、炭黑尾氣等)、通風(fēng)良好且為第二級釋放源，其爆炸危險區域按GB50028-1992第2.3.7條進(jìn)行范圍劃分。

　　3.爆炸危險區域內的電氣裝置應符合防爆要求

　　燃氣鍋爐爆炸危險區域內的電氣裝置，如配套輔機設備、電氣控制箱柜、消防控制箱、照明、傳感器、接線(xiàn)及接線(xiàn)盒等的設計安裝必須符合相關(guān)標準規范防爆要求。

　　七、結論

　　明火地點(diǎn)為有穩定的、持續的外露火焰，或者有穩定的、持續的赤熱表面，且其表面溫度超過(guò)燃氣引燃溫度的地點(diǎn);使用明火地點(diǎn)附近可劃分為非爆炸危險區域;燃氣鍋爐附近一般不屬于作為排除爆炸危險區域判據的明火地點(diǎn);燃氣鍋爐附近通常應劃分為爆炸危險區域并按電氣防爆設計。