淺淡化工企業(yè)防爆設(shè)備管理

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摘要：無論在日常生產(chǎn)過程中，還是檢維修、保養(yǎng)和改造過程中,化工企業(yè)都存在臨時使用防爆設(shè)備的情況。眾所周知，化工企業(yè)內(nèi)存在爆炸性氣體環(huán)境，在這種環(huán)境中必須使用防爆設(shè)備。通常爆炸性氣體環(huán)境又劃分為不同的爆炸危險區(qū)域等級，不同的環(huán)境等級對設(shè)備的防爆類型要求不同；如果錯誤地使用了不符合爆炸危險區(qū)域等級的防爆設(shè)備，就可能會導(dǎo)致安全事故。本文通過一家化工企業(yè)在臨時使用防爆設(shè)備時，由于使用了錯誤類型的防爆設(shè)備導(dǎo)致發(fā)生安全事故的例子來探索化工企業(yè)對在爆炸性氣體環(huán)境中如何正確選擇符合爆炸危險區(qū)域等級要求的防爆設(shè)備，如何在日常工作中做好對臨時使用防爆設(shè)備的安全管理來確保化工企業(yè)的安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè)；臨時使用；防爆設(shè)備；安全管理

2016年3月3日，某石化倉儲公司發(fā)生了一起汽油儲罐閃爆并著火燃燒的事故。當天中午12時30分，該公司現(xiàn)場操作班的班長接到對固定頂結(jié)構(gòu)的T2510汽油儲罐實施清罐作業(yè)的指令后，帶領(lǐng)3名操作員到現(xiàn)場將T2510汽油儲罐內(nèi)剩余的少量汽油使用電泵抽到槽車內(nèi)；下午約13時許將儲罐內(nèi)汽油抽完。此后，1名現(xiàn)場操作員拆掉儲罐的下部人孔口蓋板，觀察儲罐內(nèi)是否還有余料；另一名操作員拆掉儲罐底閥的端板，準備收集尾料。約13時30分確認該汽油儲罐內(nèi)無物料后，指令槽車出庫過磅。完成上述工作步驟后，當班班長又帶領(lǐng)2名操作員在已經(jīng)拆掉蓋板的T2510汽油儲罐的下部人孔口處臨時安裝了一臺防爆風機，經(jīng)檢查合格后通知電工送電。當防爆風機啟動的瞬間，現(xiàn)場一名操作員聽到防爆風機處有異常聲音，抬頭看見防爆風機上出現(xiàn)一團明火，緊接著發(fā)生儲罐閃爆并著火。接警后，企業(yè)專職消防隊迅速到達現(xiàn)場，及時撲滅了這起火災(zāi)。在這起事故中，為什么使用防爆風機會導(dǎo)致爆炸事故呢？到底是防爆風機有故障，還是人為的操作失誤，事故中的原因值得思考和探討。以下通過對爆炸性氣體環(huán)境和防爆設(shè)備選型來闡述引發(fā)化工企業(yè)爆炸事故的相關(guān)知識及發(fā)生事故的原因。

1爆炸性氣體環(huán)境的分類

又稱化學(xué)加工工業(yè)，泛指生產(chǎn)過程中化學(xué)方法占主要地位的過程工業(yè)。人們常將生產(chǎn)、儲存、使用、經(jīng)營、運輸危險化學(xué)品的單位，即危險化學(xué)品生產(chǎn)經(jīng)營單位，簡稱為化工企業(yè)。在化工企業(yè)中生產(chǎn)、儲存和使用大量的危險化學(xué)品，這些危險化學(xué)品中許多為易燃易爆類的危險化學(xué)品，會揮發(fā)出易燃易爆的氣體，如果積聚就會形成爆炸性氣體環(huán)境。1.1爆炸性氣體環(huán)境區(qū)域劃分作者:單位:現(xiàn)行國家標準《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50058-2014)第3.2.1條規(guī)定：爆炸性氣體、可燃蒸氣與空氣混合形成爆炸性氣體混合物的環(huán)境，按其出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間可分為以下3個區(qū)域等級：(1)0級區(qū)域(簡稱0區(qū))，在正常運行情況下，爆炸性氣體混合物連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)的環(huán)境。正常運行是指正常的開車、運轉(zhuǎn)、停車，可燃物質(zhì)產(chǎn)品的裝卸，密閉容器的開閉，安全閥、排放閥以及所有工廠設(shè)備都在其設(shè)計參數(shù)范圍內(nèi)工作的狀態(tài)。非正常運行情況是指有可能發(fā)生設(shè)備故障或誤操作的情況。(2)1級區(qū)域(簡稱1區(qū))，在正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境。(3)2級區(qū)域(簡稱2區(qū))，在正常運行時不太可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境，即使出現(xiàn)也是短時存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境。從本條規(guī)定中可以看出本起事故中汽油儲罐在正常運行時，儲存汽油后會出現(xiàn)揮發(fā)，產(chǎn)生爆炸性氣體，并且連續(xù)長期出現(xiàn)，可將儲罐內(nèi)部劃為0區(qū)；而儲罐頂部因存在呼吸閥、排氣孔使少量汽油的揮發(fā)氣體溢出，導(dǎo)致在呼吸閥、排氣孔的周邊可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物，但由于儲罐外部比較空曠，通風良好，出現(xiàn)的爆炸性氣體混合物容易擴散，通過空氣稀釋爆炸性氣體濃度，從而降低到混合物的爆炸極限濃度的下限以外，轉(zhuǎn)變成相對安全的非爆炸危險區(qū)域，因此，可將儲罐頂部呼吸閥、排氣孔周邊一定范圍內(nèi)劃分為1區(qū)；儲罐外部四周的其它部分，則可能在故障情況下出現(xiàn)或者短時存在的爆炸性氣體混合物，可將之劃分為2區(qū)。1.2氣體的釋放源級別劃分作者:單位:根據(jù)國家標準《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50058-2014)第3.2.3條規(guī)定：釋放源應(yīng)按可燃物質(zhì)的釋放頻繁程度和持續(xù)時間長短分為連續(xù)釋放源、一級釋放源、二級釋放源，釋放源的分級應(yīng)符合下列規(guī)定：(1)連續(xù)級釋放源應(yīng)為連續(xù)釋放或預(yù)計長期釋放的釋放源。下列情況可劃分為連續(xù)釋放源：a．沒有用惰性氣體覆蓋的固定頂蓋貯罐中的易燃液體的表面；b．油、水分離器等直接與空間接觸的易燃液體的表面；c．經(jīng)常或長期向空間釋放易燃氣體或可燃液體的蒸氣的自由排氣孔和其它孔口。(2)一級釋放源應(yīng)為在正常運行時，預(yù)計可能周期或偶爾釋放的釋放源。下列情況可劃為一級釋放源：a．在正常運行時，會釋放可燃物質(zhì)的泵、壓縮機和閥門等的密封處；b．貯有可燃液體的容器上的排水處，在正常運行時，當水排掉時，該處可能會向空間釋放可燃物質(zhì)；c．正常運行時，會向空間釋放可燃物質(zhì)的取樣點；d．正常運行時，會向空間釋放可燃物質(zhì)的泄壓閥、排氣孔和其他孔口。(3)二級釋放源應(yīng)為在正常運行時，預(yù)計不可能釋放，當出現(xiàn)釋放時，僅是偶爾和短期釋放的釋放源。下列情況可劃為第二級釋放源：a．正常運行時，不能出現(xiàn)釋放可燃物質(zhì)的泵、壓縮機和閥門的密封處；b．正常運行時，不能釋放可燃物質(zhì)的法蘭、連接件和管道接頭；c．正常運行時，不能向空間釋放可燃物質(zhì)的安全閥、排氣孔和其它孔口處；d．正常運行時，不能向空間釋放可燃物質(zhì)的取樣點。從本條規(guī)定中可以看出本起事故中汽油儲罐在正常運行時，儲罐內(nèi)部儲存的汽油后會產(chǎn)生揮發(fā)，因此儲罐內(nèi)部為連續(xù)級釋放源；而儲罐的頂部存在呼吸閥、排氣孔的周邊為一級釋放源；儲罐外部四周的其它部分為二級釋放源。儲罐下部的人孔口在拆掉蓋板打開人孔口前為二級釋放源；但當拆掉蓋板打開人孔口后，該處與儲罐內(nèi)部一樣屬于符合沒有用惰性氣體覆蓋的固定頂蓋貯罐中的易燃液體的表面，應(yīng)確定為連續(xù)級釋放源。根據(jù)國家標準《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50058-2014第3.2.5條的規(guī)定，存在連續(xù)級釋放源的區(qū)域劃分為0區(qū)，存在一級釋放源的區(qū)域劃分為1區(qū)，存在二級釋放源的區(qū)域劃分為2區(qū)。因此儲罐下部的人孔口處在打開前屬于2區(qū)，打開后為0區(qū)。1.3爆炸危險區(qū)域范圍作者:單位:根據(jù)國家標準《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50058-2014)附錄B.0.1第3款的規(guī)定：對于可燃物質(zhì)重于空氣的貯罐，爆炸危險區(qū)域的范圍劃分宜符合下列規(guī)定：(1)固定式貯罐，在罐體內(nèi)部未充惰性氣體的液體表面以上的空間可劃分為0區(qū)；(2)以放空口為中心，半徑為1.5m的空間和爆炸危險區(qū)域內(nèi)地坪下的坑、溝可劃分為1區(qū)；(3)距離貯罐的外壁和頂部3m的范圍內(nèi)可劃分為2區(qū)；(4)當貯罐周圍設(shè)圍堤時，貯罐外壁至圍堤，其高度為堤頂高度的范圍內(nèi)可劃分為2區(qū)。在本起事故中，由于汽油揮發(fā)出的氣體比空氣重，當拆掉蓋板打開儲罐的下部人孔口之前，貯罐的爆炸危險區(qū)域范圍如下圖1所示：由于儲罐的人孔口的直徑通常為DN450～600mm，而儲罐的排氣口直徑通常為DN50~100mm，并且通常安裝有呼吸閥或?qū)迌?nèi)充氮氣進行保護。當拆掉蓋板打開儲罐的下部人孔口之后，揮發(fā)出來的氣體量遠大于通過排氣口揮發(fā)的氣體量，因此不能將人孔口與排氣口同等對待，儲罐的人孔口周邊一定范圍內(nèi)應(yīng)當按0區(qū)對待。

2爆炸性氣體環(huán)境的設(shè)備選型

化工企業(yè)的固定設(shè)備通常由具有化工設(shè)計資質(zhì)的設(shè)計院設(shè)計設(shè)備選型，大型的化工企業(yè)在建設(shè)過程中還聘請了專門的設(shè)備工程師進行監(jiān)督檢查，因此對于化工企業(yè)的固定設(shè)備的選型能夠保證符合爆炸危險區(qū)域的要求。但對于臨時設(shè)備的管理則存在漏洞，對設(shè)備的防爆等級是否滿足爆炸危險區(qū)域的要求重視不夠，導(dǎo)致員工認為只要是防爆設(shè)備就可以使用在爆炸危險區(qū)域的誤解，出現(xiàn)錯誤使用不符合爆炸危險區(qū)域要求的防爆設(shè)備的情形。現(xiàn)行國家標準《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50058-2014)第5.2.2條的規(guī)定，適用0區(qū)的設(shè)備可以使用在1區(qū)和2區(qū)內(nèi)，適用1區(qū)的設(shè)備可以使用在2區(qū)內(nèi)；但適用1區(qū)和2區(qū)的設(shè)備不能使用在0區(qū)內(nèi)，2區(qū)的設(shè)備不能使用在0區(qū)和1區(qū)內(nèi)。如果錯誤地使用不符合爆炸危險區(qū)域要求的防爆設(shè)備，就可能會導(dǎo)致安全事故。現(xiàn)行國家標準《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50058-2014)第5.2.3條的規(guī)定：防爆電氣設(shè)備的級別和組別不低于該爆炸性氣體環(huán)境內(nèi)爆炸性氣體混合物的級別和組別，電氣設(shè)備允許的最高表面溫度不超過可能出現(xiàn)的任何氣體或蒸氣之間引燃溫度。從本條規(guī)定中可以看出適用氣體/蒸氣分級IIC級的設(shè)備可以適用于IIA、IIB級，IIB級的設(shè)備可以適用于IIA級，但不能將IIA級的設(shè)備適用于IIB、IIC級，也不能將IIB級的設(shè)備適用于IIC級，否則將會發(fā)生安全事故。從本條規(guī)定中可以看出溫度組別T1級的電氣設(shè)備可以適用于T1~T6級，T2級的設(shè)備可以適用于T2~T6級，但不能將T2級的設(shè)備適用于T1級，不能將T6級的設(shè)備適用于T1~T5級，否則可能會發(fā)生安全事故。從上述規(guī)定可以看出爆炸性氣體環(huán)境中的設(shè)備選型需要根據(jù)爆炸危險區(qū)域、爆炸性氣體級別、設(shè)備的最高表面允許溫度以及氣體/蒸氣引燃溫度來確定。例如一臺防爆標志為“ExdIICT4”的設(shè)備(見下圖2)為隔爆型、適用于1區(qū)(可適用于2區(qū))，適用于IIC級(可適用于IIA、IIB級)、電氣設(shè)備允許的最高表面溫度135℃的環(huán)境。示例：液體0區(qū)排氣孔，1區(qū)圍堤坑，1區(qū)地坪3.0mR1.5m2區(qū)2區(qū)圖1爆炸危險區(qū)域范圍圖在本起事故中，該公司使用的防爆風機的防爆標志為“ExdIIBT4”，該防爆風機為適用于1區(qū)的隔爆型風機，氣體/蒸氣分級為IIB類，允許的最高表面溫度為135℃的設(shè)備。前面已經(jīng)分析得出，當拆掉蓋板打開人孔口后，儲罐的人孔口周邊一定范圍內(nèi)應(yīng)當按0區(qū)對待；同時，從國家標準《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50058-2014)附錄C中查出，石油(包括車用汽油)，應(yīng)使用氣體/蒸氣分級為IIA類，溫度組別為T3的防爆設(shè)備。本起事故中將適用于1區(qū)等級的設(shè)備錯誤地用于0區(qū)，將溫度組別為T4級的設(shè)備錯誤地適用于T3級。因此，本起事故的直接原因是臨時使用的防爆設(shè)備不符合爆炸危險區(qū)域要求，屬于使用了錯誤設(shè)備。

3臨時使用防爆設(shè)備的安全管理

前面，我們分析了一家化工企業(yè)臨時使用了錯誤的防爆設(shè)備導(dǎo)致發(fā)生安全事故的原因，那么在日常工作中化工業(yè)企應(yīng)當如何對臨時使用防爆設(shè)備進行安全管理，避免發(fā)生類似的事故呢？我們認為應(yīng)當做好如下安全管理工作。3.1做好防爆知識的教育培訓(xùn)作者:單位:對包括外包工程人員在內(nèi)的員工進行爆炸性氣體環(huán)境的劃分和防爆設(shè)備分類方面的教育培訓(xùn)，具體為：(1)對企業(yè)生產(chǎn)儲存裝置現(xiàn)場的爆炸性氣體環(huán)境進行劃分，對員工進行教育培訓(xùn)，讓員工牢記各個爆炸危險區(qū)域的類別；或者通過舉例的方式讓員工能夠清楚爆炸性氣體環(huán)境的分類，自行判斷企業(yè)內(nèi)哪些區(qū)域為0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)。(2)通過將企業(yè)現(xiàn)有各類防爆設(shè)備以圖片展示的形式讓員工能夠讀準設(shè)備防爆標志的文字含義，掌握防爆設(shè)備的類型以及適用的爆炸危險區(qū)域范圍。(3)通過招聘和內(nèi)部培養(yǎng)的方式配備精通防爆設(shè)備的專業(yè)防爆人員負責企業(yè)的防爆設(shè)備的檢查和檢測，并對相關(guān)員工進行防爆設(shè)備知識的教育培訓(xùn)。(4)教育培訓(xùn)之后進行必要的考試或現(xiàn)場考核，以確保員工能夠準確的對爆炸性氣體環(huán)境的區(qū)域進行劃分、掌握防爆設(shè)備的類型及適用范圍。3.2進行防爆設(shè)備標識化管理作者:單位:對企業(yè)現(xiàn)有的，特別是對可移動的防爆設(shè)備進行清查，在設(shè)備上直接標識或設(shè)置標識卡，注明適用哪類防爆區(qū)域，禁止使用區(qū)域等，實行可視化管理。對新采購的防爆設(shè)備在入廠時做好標識。對外來的防爆設(shè)備安排專業(yè)防爆人員進行入廠檢查，確認適用的區(qū)域范圍，并進行標識。3.3做好維修和保養(yǎng)后的防爆設(shè)備的防爆認定防爆設(shè)備進行維修和保養(yǎng)后，可能會出現(xiàn)防爆間隙接合面或結(jié)構(gòu)間隙超過規(guī)定值、隔爆外殼嚴重變形或出現(xiàn)裂紋、隔爆接合面嚴重銹蝕或有凹坑、連接螺栓沒有壓緊而達不到不傳爆的要求、電纜進出線口沒有使用合格的密封膠圈或根本沒有密封膠圈、不用的電纜接線孔口沒有使用合格的密封擋板或根本沒有密封擋板、配件安裝不到位或丟失等等導(dǎo)致設(shè)備的防爆功能失效的情形。因此，對維修和保養(yǎng)后的防爆設(shè)備應(yīng)由專業(yè)防爆人員進行防爆認定，確保防爆設(shè)備的防爆功能完好。3.4做好爆炸性氣體環(huán)境區(qū)域的風險分析，注明使用防爆設(shè)備的類型在有爆炸危險區(qū)域進行動火、進入受限空間、臨時用電、吊裝等工作需要臨時使用防爆設(shè)備的場所辦理相關(guān)票證時，在票證單上的風險分析欄注明爆炸危險區(qū)域的類別和使用防爆設(shè)備的級別，以避免錯誤使用不符合防爆等級要求的防爆設(shè)備。3.5必要的臨時措施作者:單位:當出現(xiàn)現(xiàn)有的臨時設(shè)備級別不能符合爆炸危險區(qū)域等級要求而又必須使用時，可采取一些必要的臨時措施，確保符合爆炸危險區(qū)域等級的要求。就本起事故來說，可將防爆標志為“ExdIIBT4”的防爆風機安裝在T2510汽油儲罐下部人口10m之外的上風側(cè)，通過送風筒將風輸送到T2510汽油儲罐內(nèi)。這項措施實質(zhì)上將防爆風機從本起事故中的0區(qū)場所轉(zhuǎn)移到1區(qū)或1區(qū)之外的場所使用，滿足這臺防爆風機的適用條件。在化工企業(yè)中通常可采取臨時措施有：(1)采用符合防爆要求的氣體驅(qū)動或液體驅(qū)動的設(shè)備。(2)給非防爆設(shè)備制作一個鐵制高強度的密封外殼，外殼的接合面或結(jié)構(gòu)間隙必須達到一定的規(guī)定數(shù)值，如接合面達到25mm以上，孔洞口嚴格密閉，滿足隔爆型防爆設(shè)備的要求。(3)給非防爆設(shè)備制作一個基本密封的箱子，裝上壓力表，通過壓縮空氣或空氣壓縮機供氣、通過氮氣裝置供氣等，保持箱內(nèi)的氣體壓力高于外部的壓力。(4)根據(jù)現(xiàn)行國家標準《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》[1](GB50058-2014)第3.2.5條的規(guī)定：當通風良好時，可降低爆炸危險區(qū)域等級；當通風不良時，應(yīng)提高爆炸危險區(qū)域等級。加強通風，改變設(shè)備安裝處的爆炸危險區(qū)域等級，以滿足防爆設(shè)備的使用環(huán)境。(5)通過使用送風機創(chuàng)造一個安全的環(huán)境，確保該環(huán)境內(nèi)無爆炸性氣體或不會出現(xiàn)爆炸性氣體，將設(shè)備安裝在此環(huán)境之中。(6)將非防爆設(shè)備安裝在無防爆要求的安全區(qū)域，將低于爆炸危險區(qū)域等級要求的防爆設(shè)備安排在遠離爆炸危險區(qū)域等級場所一定距離的上風側(cè)，設(shè)置實時檢測爆炸性氣體濃度的儀器，并采取聯(lián)鎖控制和專人監(jiān)護措施。

參考文獻：

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,K中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB50058-2014爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，2014.

作者:鮑傳寶 單位:廣東省危險化學(xué)品應(yīng)急救援東莞基地