田潔東
(中國石油運輸有限公司,新疆烏魯木齊 830014)
依據(jù)國家相關規(guī)定及技術設計標準,爆炸性氣體區(qū)域的范圍大小受可燃物的性質(zhì)、運行經(jīng)驗,通風換氣量、障礙物及生產(chǎn)條件,釋放源的級別和位置等因素的影響,由設計、安全管理、工藝技術等相關人員綜合評估確定。成品油罐車修理工間主要修理運輸汽油、航空煤油和柴油運輸車,屬于甲、乙和丙類物品運輸車修車庫,現(xiàn)階段修理工間內(nèi)部使用的大部分修理設備屬于非防爆設備,建設過程中只對修車庫開關箱、頂部照明燈具進行了防爆設計,汽修過程中,除對明火作業(yè)嚴格監(jiān)管外,其他均為常規(guī)維修作業(yè),未按照爆炸氣體環(huán)境的作業(yè)要求進行維修作業(yè)。因此,根據(jù)有關標準和規(guī)范,參考以往的經(jīng)濟和行業(yè)特點,嚴格、細致地劃分成品油運輸車修車庫爆炸危險區(qū)域和等級,在安全的前提下,合理劃分爆炸危險區(qū)域范圍,對成品油運輸車修理工間的防爆電氣設計,指導修車工間的作業(yè)安全等方面具有重要的指導作用。
首先是釋放源確定,根據(jù)釋放源的級別,確定爆炸危險區(qū)域類別,然后綜合各種因素確定范圍大小,如通風條件、儲存量等。
在生產(chǎn)、使用、儲運易燃氣體、易燃液體每個環(huán)節(jié)中,每個加工設備(如罐、泵、管道、容器、閥門等)都應視為潛在釋放源。根據(jù)可燃物質(zhì)的釋放頻率和連續(xù)釋放時間長短對釋放源進行分類,分為連續(xù)級釋放源、一級釋放源和二級釋放源等3個類別。
爆炸性氣體環(huán)境根據(jù)釋放源級別分為0 區(qū)、1 區(qū)和2 區(qū)。
根據(jù)作業(yè)過程中室內(nèi)、室外強制通風的情況、釋放源的級別和所處位置、生產(chǎn)條件、運行經(jīng)驗以及障礙物等環(huán)境條件,經(jīng)設計人員、安全管理、工藝技術等相關人員綜合評估確定。
爆炸危險區(qū)域范圍大小的劃分方面,國際上和國家層面還未明確規(guī)定。我國技術設計標準主要參考了國際電工委員會(International Electro technical Commission,IEC)內(nèi)容,爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域范圍典型范例,是引用國際上廣泛采用的美國石油學會和美國國家防火協(xié)會的有關規(guī)定及示例圖。
由于國標GB 50058—2014 中爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域范圍典型示例圖無相關甲、乙物品運輸車修車庫的示例圖,主要參考《石油庫設計規(guī)范》(GB 50074—2014)和《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》(GB 50156—2012)中相關爆炸危險區(qū)域劃分示例圖,結(jié)合修理工間工程建設實際和現(xiàn)場維修作業(yè)實際,對成品油罐車修理工間內(nèi)的爆炸危險區(qū)域范圍大小進行劃分。
(1)在GB 50074—2014 中,易燃液體汽車罐車棚、易燃液體重桶堆放的爆炸危險區(qū)域劃分(圖1),其工間整個區(qū)域應劃分為2 區(qū)。
(2)在GB 50156—2012 中,成品油罐車和卸油閥的爆炸危險區(qū)域界定范圍劃分如圖2 所示。
(3)依據(jù)上述2 個示例圖的對比,未采取相應措施的成品油罐車修車工間爆炸危險區(qū)域的等級和范圍劃分應按如下原則進行劃分(圖3)。
圖1 易燃液體汽車罐車棚、易燃液體重桶堆放棚爆炸危險區(qū)劃分
圖2 汽油的地面油罐、油罐車和密閉卸油口爆炸危險區(qū)域劃分
成品油車罐體內(nèi)部的底部剩余油品以上的各分倉內(nèi),屬于0 區(qū)。以安裝在人孔上的內(nèi)置呼吸閥為球心,由罐體外表面和半徑為1.5 m 的球型形成區(qū)域和以卸油閥、油氣回收發(fā)為球心,球形半徑為0.5 m 的區(qū)域,屬于1 區(qū)。除油罐車周圍1 區(qū)以外范圍,修理工間的內(nèi)部空間均應劃分為2 區(qū)。
圖3 未采取措施的修理工間爆炸危險區(qū)域的等級和范圍劃分
(4)縮小成品油罐車修理工間爆炸危險區(qū)域范圍的依據(jù)。依據(jù)GB 50058—2014 規(guī)定,在采取強制通風稀釋措施等有效措施后,車間內(nèi)爆炸危險環(huán)境爆炸性范圍可以適當縮小,降低爆炸性氣體環(huán)境區(qū)域級別,減少作業(yè)的危險性。修理廠裝設通風設備,滿足每平米建筑面積每分鐘至少提供的0.3 m3的空氣或至少1h 通風換氣6 次時,可以認為是通風良好,達到了新鮮空氣量使可燃物質(zhì)很快稀釋至低于到爆炸下限值的1/4,可以降低縮小爆炸危險區(qū)域范圍。依據(jù)GB 50016—2014,采用卸油油氣回收系統(tǒng)的地埋臥式汽油儲罐,爆炸危險區(qū)域劃分如圖4 所示,汽油罐通氣管管口1 區(qū)范圍縮小了1/2,2 區(qū)范圍縮小為2/3。
現(xiàn)油罐車罐頂人孔安裝內(nèi)置呼吸閥,只有油罐內(nèi)壓力高于外部壓力(6~8)kPa時,呼吸閥才會自動開啟,釋放罐體內(nèi)油氣,不同于傳統(tǒng)的敞開式通氣管;另一方面,現(xiàn)國家進行環(huán)境治理,油庫及加油站均采用油氣回收系統(tǒng)進行油品裝卸,有效的降低了油罐內(nèi)油氣濃度。
圖4 埋地臥式汽油儲罐爆炸危險區(qū)域劃分
現(xiàn)階段大部分成品罐車修理工間內(nèi),使用的修理設備屬于非防爆設備,建設過程中只對修車庫開關箱、頂部照明燈具進行了防爆設計,維修作業(yè)過程中,除對明火作業(yè)進行作業(yè)許可外,其他均為常規(guī)汽修作業(yè)中,未按照爆炸氣體環(huán)境的作業(yè)要求進行作業(yè),現(xiàn)場管理中,進行常規(guī)汽修作業(yè),未發(fā)生燃爆事故。
綜上所述,如果成品油罐車修理車間達到通風良好條件,油罐車裝卸采用油氣回收系統(tǒng),在車輛的靜止修理的過程中,呼吸閥有效工作的情況下,成品油罐車人孔上呼吸口周圍的爆炸危險區(qū)域可參照采用卸油油氣回收系統(tǒng)的地埋臥式汽油儲罐的劃分原則,則成品油罐車修車工間爆炸危險區(qū)域的等級和范圍劃分應按如下原則進行劃分(圖5)。
成品油車罐體內(nèi)部的底部剩余油品表面以上的各分倉內(nèi),劃分為0 區(qū)。以安裝在人孔上的內(nèi)置呼吸閥為球心,球形半徑為0.75 m 的區(qū)域和以卸油閥、油氣回收閥為球心,球形半徑為0.5 m 的區(qū)域,應劃為1 區(qū)。以安裝在人孔上的內(nèi)置呼吸閥為球心,球形半徑為2 m 的區(qū)域并延至地面的空間和以卸油閥、油氣回收閥為球心,球形半徑為1.5 m的區(qū)域延至地面的空間,包括修理地溝區(qū)域,應劃為2 區(qū)。
成品罐車修理工間主要修理運輸介質(zhì)為汽油、航空煤油、原油和柴油為主,屬于甲類、乙類和丙類易燃易爆類別,選取危險性最大的汽油作為制定修理工間爆炸危險環(huán)境作業(yè)安全措施易燃易爆物質(zhì)。
(1)根據(jù)以上修理工間中油罐車爆炸危險區(qū)域的劃分范圍,應嚴禁在1 區(qū)范圍內(nèi)作業(yè),在2 區(qū)內(nèi)作業(yè)未采取有效措施將爆炸混合物的濃度降低到爆炸下限的25%的情況下,不得在罐車爆炸危險區(qū)域進行明火作業(yè)。
(2)依據(jù)爆炸性氣體環(huán)境電氣選型原則,汽油的爆炸性氣體混合物的爆炸級別為ⅡA,引燃溫度是(200~300)℃,屬于T3 組爆炸危險物質(zhì),故在修理工間2 區(qū)范圍內(nèi)應選用不低于Ex nⅡA T3 型的防爆電氣設備。
(3)修理工間電氣設備線路應盡量避免設置的爆炸危險區(qū)域內(nèi),必要時,須將開關箱等易產(chǎn)生高溫、火花等電氣設備,設置在修理工間外。工間頂部照明應設置在修理工位之間,高度不小于6 m,行車電機高度應高于6 m,地溝內(nèi)嚴禁設置非防爆插座開關等。
(4)對于在2 區(qū)范圍內(nèi)作業(yè),除保證修理工間通風換氣設備正常運轉(zhuǎn)外,還應使用強制風扇、軸流風機,對作業(yè)區(qū)域進行強制通風,實施檢測爆炸混合物的濃度在爆炸下限的25%以下,方可進行作業(yè)。針對明火作業(yè),應嚴格動火作業(yè)許可,制定詳細的安全控制方案,經(jīng)屬地責任人簽字確認,落實相關措施后,并有專人監(jiān)督的情況下,方可作業(yè)。
(5)應定期對工間內(nèi)的防爆電器設備、通風換氣設備、消防器材等進行檢查,保證設備處于完好狀態(tài)。
(6)易燃易爆物品嚴禁存放在修理工間,定期清理地溝、修理工位地面修理里產(chǎn)生的油污,消除火災隱患,嚴禁外來火源進入修理工間,油罐車在修理工間內(nèi),應關閉防火罩。
(7)作業(yè)人員應穿防靜電工作服,油罐車導靜電拖地帶應有效接地,防止靜電聚集。
(8)制定詳細的爆炸危險區(qū)域作業(yè)安全操作規(guī)程,作業(yè)人員須培訓考核合格后方可上崗。
圖5 采取措施的修理工間爆炸危險區(qū)域的等級和范圍
爆炸危險區(qū)域環(huán)境內(nèi)作業(yè)安全,除本文所述準確劃分爆炸危險環(huán)境區(qū)域范圍、選用防爆電氣設備、加強通風外,還需考慮影響爆炸危險環(huán)境作業(yè)安全的多種因素。文中所寫內(nèi)容,僅為作者對規(guī)范部分條目的理解和工作中實踐的提煉,希望能對成品油罐車修理工間設計、建設以及修理過程中的安全作業(yè)工作起到拋磚引玉的作用。