一、燃氣鍋爐釋放源

　　1.釋放源

　　根據(jù)GB 50058-1992《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》附錄一名詞解釋，釋放源是指可能釋放出形成爆炸性混合物的物質(zhì)所在的位置或地點。

　　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(shè)備連接處，即安全隔斷、控制、調(diào)節(jié)、測量等部件及其連接部位存在釋放源。如閥門密封處，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、使用明火地點附近可劃分為非爆炸危險區(qū)域

　　1.非爆炸危險區(qū)域條件

　　根據(jù)GB 50058-1992《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》第2.2.2條規(guī)定：符合下列條件之一時，可劃為非爆炸危險區(qū)域：在生產(chǎn)過程中使用明火的設(shè)備附近，或熾熱部件的表面溫度超過區(qū)域內(nèi)易燃物質(zhì)引燃溫度的設(shè)備附近。

　　2.明火地點

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

　　筆者認為，“固定”有“不變動或不移動的”意思，故建規(guī)給定的“明火地點”的術(shù)語可理解為以下兩種表現(xiàn)形式：

　　第一、有穩(wěn)定的、持續(xù)的外露火焰;

　　第二、有穩(wěn)定的、持續(xù)的赤熱表面，且其表面溫度超過燃氣引燃溫度。

　　3.常見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(zhuǎn)爐煤氣 550-630℃

　　也就是說，構(gòu)成明火地點的赤熱表面的固定地點其表面溫度起碼應(yīng)超過燃氣引燃溫度450-650℃。

　　三、加大防火間距判據(jù)的明火設(shè)備

　　1.明火設(shè)備

　　GB 50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》為確定設(shè)備、建筑物平面布置的防火間距，提出來“明火設(shè)備”的概念，即第2.0.8條：明火設(shè)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(shè)備和廢氣焚燒設(shè)備。“明火設(shè)備”與其他設(shè)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，與其他設(shè)備、建筑物的防火間距要求更嚴格。該規(guī)范條文說明明確，明火設(shè)備主要指明火加熱爐、廢氣焚燒爐、乙烯裂解爐等。

　　2.明火地點和明火設(shè)備的異同

　　明火地點和明火設(shè)備相同點是都存在外露火焰。

　　明火地點和明火設(shè)備不同點是，明火地點有穩(wěn)定的、持續(xù)的外露火焰，明火設(shè)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(jù)的明火設(shè)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區(qū)域內(nèi)易燃物質(zhì)引燃溫度，可看做加大防火間距判據(jù)的明火設(shè)備。

　　四、明火地點附近可劃分為非防爆區(qū)域的原理探討

　　筆者根據(jù)物理、化學原理，結(jié)合學習國家標準GB3836.14-2000 《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第14部分：危險場所分類》的體會，對明火地點附近可劃分為非防爆區(qū)域的原理進行淺顯探討。

　　1.自然對流和擴散現(xiàn)象

　　自然對流是指沒有外界驅(qū)動力但流體(以下僅討論氣體)依然存在運動的情況，引起氣體這種運動的內(nèi)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。

　　擴散現(xiàn)象是指由于氣體中某種分子的數(shù)密度的空間分布不均勻，使該種氣體分子從數(shù)密度較大區(qū)域自發(fā)地遷移到數(shù)密度較小的區(qū)域的現(xiàn)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(qū)域向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)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(xiàn)物質(zhì)兩端的溫度差可引起擴散流。

　　2.明火地點的自然對流、自然通風

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

　　明火地點由于風和自然對流作用造成的空氣流動，形成自然通風。也就是說形成空氣流通和新鮮空氣與原來空氣置換。

　　明火地點在露天場所自然通風通?？梢韵鏊谐霈F(xiàn)的爆炸性環(huán)境。

　　明火地點自然通風在某些戶內(nèi)場所(例如在墻壁上和或房頂有開口的建筑物)也可能有效。

　　3.易燃氣體分子遇火焰或赤熱表面燃燒

　　明火地點附近在自然通風過程中，空氣中含有少量易燃氣體分子(濃度低于爆炸下限)流動至火焰或赤熱表面時，會發(fā)生燃燒而“湮滅”，進一步降低了空氣中易燃氣體濃度含量。

　　4.明火地點附近可形成非爆炸危險區(qū)域

　　明火地點附近可形成非爆炸危險區(qū)域。是否形成非爆炸危險區(qū)域，取決于釋放源的釋放頻繁程度和持續(xù)時間長短(釋放速率)和通風速率。通風速率大小取決于明火地點溫度差(溫度梯度)的大小。對應(yīng)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，自然通風效果愈佳，通風速率就愈大，就愈有可能形成非爆炸危險區(qū)域，爆炸危險區(qū)域的范圍就愈小。

　　通風速率大于釋放源釋放速率時，釋放到大氣中的易燃性氣體可以通過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(qū)域。

　　戶外場所，一般通風良好，若僅存在第二級釋放源，明火地點附近可形成一定范圍的非爆炸危險區(qū)域。至于明火地點附近到底多遠距離可形成非爆炸危險區(qū)域，GB 50058-1992《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》沒有給出具體數(shù)值。

　　筆者認為，明火地點附近可否形成非爆炸危險區(qū)域，與具體工程實例的通風速率和釋放源釋放速率有關(guān)，與即時環(huán)境狀況密切相關(guān)?？梢罁?jù)國家標準GB3836.14-2000 《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第14部分：危險場所分類》的原理，根據(jù)通風等級通風有效性和釋放等級確定區(qū)域類型，但這些計算并不用于確定區(qū)域的范圍。

　　筆者尚未見到現(xiàn)行國家標準對確定非爆炸危險區(qū)域的范圍的相關(guān)規(guī)定。僅見石油化工電力行業(yè)標準，對在生產(chǎn)過程中使用明火的設(shè)備或熾熱部件的表面溫度超過區(qū)域內(nèi)易燃物質(zhì)引燃溫度的設(shè)備附近，有非爆炸危險區(qū)域的范圍的界定。

　　若釋放源釋放速率大于通風速率時，無論戶內(nèi)、戶外，都不會形成持續(xù)穩(wěn)定的非爆炸危險區(qū)域。

　　5.爆炸性氣體混合物進入明火地點必然會發(fā)生爆燃或爆炸

　　必須強調(diào)指出，爆炸性氣體混合物一旦進入明火地點，必然會發(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，通常可以消散明火地點附近出現(xiàn)的爆炸性混合氣體。所以，使用燃氣的明火地點或明火設(shè)備周圍，必須按照相關(guān)標準規(guī)范安裝可燃氣體探測器，以防止可燃氣體進入而引起火災(zāi)和爆炸。

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

　　1.燃氣鍋爐附近不存在穩(wěn)定的或持續(xù)的外露火焰

　　第一，爐膛是鍋爐設(shè)備的燃燒室，由燃燒設(shè)備、爐墻、爐拱和鋼架等部分組成。爐膛是一個四周用磚墻砌成(或用混凝土澆成)的里面裝有管子的長方形相對密閉空間，爐膛與爐外連通的僅有點火孔、看火孔、人孔、防爆門等。這些與爐外連通的孔均設(shè)有爐門，正常情況封閉或關(guān)閉。故燃氣鍋爐附近不存在穩(wěn)定的或持續(xù)的外露火焰。

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

　　2.燃氣鍋爐外部未經(jīng)證實不能確認存在作為排除爆炸危險區(qū)域判據(jù)的超過易燃物質(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?shù)暮穸龋勺畲笙薅确乐範t墻、構(gòu)架、管道、門孔向周圍環(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)證實不能確認存在穩(wěn)定的、持續(xù)的、超過易燃物質(zhì)引燃溫度的赤熱表面。

　　六、燃氣鍋爐附近通常應(yīng)劃分為爆炸危險區(qū)域并按電氣防爆設(shè)計

　　1.燃氣鍋爐附近通常劃分為爆炸危險區(qū)域的理由

　　燃氣鍋爐附近不存在穩(wěn)定的或持續(xù)的外露火焰;燃氣鍋爐外部未經(jīng)證實不能確認存在作為排除爆炸危險區(qū)域判據(jù)的超過易燃物質(zhì)引燃溫度的赤熱表面。與明火地點(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，自然通風效果較差，通風速率就較小，一般不應(yīng)劃分為非爆炸危險區(qū)域，而通常應(yīng)劃分為爆炸危險區(qū)域。

　　即時有充足的判據(jù)，參照石油化工行業(yè)標準，確認使用明火的設(shè)備(有穩(wěn)定的、持續(xù)的外露火焰)附近或(有穩(wěn)定的、持續(xù)的)熾熱部件的表面溫度超過區(qū)域內(nèi)易燃物質(zhì)引燃溫度的設(shè)備附近為非爆炸危險區(qū)域，但該區(qū)域亦僅為設(shè)備周圍1.5m范圍，設(shè)備1.5m范圍以遠仍應(yīng)根據(jù)釋放源級別和通風情況綜合判斷劃分爆炸危險區(qū)域。

　　2.爆炸危險區(qū)域劃分的步驟

　　爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域的劃分的應(yīng)按GB 50058-1992《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的步驟進行。

　　一是對釋放源級別進行辨識。按易燃物質(zhì)的釋放頻繁程度和持續(xù)時間長短分級，是連續(xù)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(yù)計在正常運行下不會釋放，即使釋放也僅是偶爾短時釋放的釋放源。

　　二是對通風條件進行判斷。燃氣鍋爐發(fā)電一般露天布置，通風良好。

　　三是按釋放源級別劃分區(qū)域的等級，并根據(jù)通風條件調(diào)整區(qū)域劃分。燃氣鍋爐爆炸危險區(qū)域，大多數(shù)情況屬于2區(qū)。在設(shè)計時應(yīng)采取合理措施，消除0區(qū)，避免1區(qū)。存在第二級釋放源區(qū)域可劃為2區(qū)。對于燃氣重于空氣的(如高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣等)，爆炸危險區(qū)域的范圍還應(yīng)劃分附加2區(qū)。

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

　　3.爆炸危險區(qū)域內(nèi)的電氣裝置應(yīng)符合防爆要求

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

　　七、結(jié)論

　　明火地點為有穩(wěn)定的、持續(xù)的外露火焰，或者有穩(wěn)定的、持續(xù)的赤熱表面，且其表面溫度超過燃氣引燃溫度的地點;使用明火地點附近可劃分為非爆炸危險區(qū)域;燃氣鍋爐附近一般不屬于作為排除爆炸危險區(qū)域判據(jù)的明火地點;燃氣鍋爐附近通常應(yīng)劃分為爆炸危險區(qū)域并按電氣防爆設(shè)計。