1 概述

爆炸危險環(huán)境是指在大氣條件下，氣體、蒸氣、粉塵、薄霧、纖維或飛絮與空氣形成的混合物引燃后，能夠保持燃燒自行傳播的環(huán)境。爆炸危險區(qū)域劃分通常用于確定在該區(qū)域內(nèi)所選用電氣設備的防爆安全性能要求。在城鎮(zhèn)燃氣領(lǐng)域，根據(jù)相關(guān)規(guī)范對輸配系統(tǒng)生產(chǎn)區(qū)域用電場所的爆炸危險環(huán)境區(qū)域等級和范圍進行劃分，以及燃氣的點燃溫度組別，選擇相適應的防爆電氣型式，以保證該場所發(fā)生燃氣泄漏時不會因電氣設備可能產(chǎn)生的火花引發(fā)爆炸安全事故。上述應用基于較為簡化的定性分析，并根據(jù)規(guī)范提供的典型場景圖例進行爆炸危險區(qū)域劃分，便于具體工程設計的執(zhí)行。

基于燃氣泄漏擴散和通風效果定量分析進行爆炸危險區(qū)域劃分的方法，不局限于參考套用典型場景圖例，適用于各種不同場景，有利于提高防爆分區(qū)劃分的科學合理性。本文僅針對計算分析方法在燃氣爆炸危險區(qū)域劃分的應用進行探討，不研究上述區(qū)域內(nèi)的電氣防爆設計。本文中的壓力均指絕對壓力。

2 爆炸危險區(qū)域劃分方法

GB 50058—2014《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》規(guī)定了在生產(chǎn)、加工、處理、轉(zhuǎn)運或貯存過程中出現(xiàn)或可能出現(xiàn)爆炸危險環(huán)境的爆炸危險區(qū)域劃分及電力裝置設計。GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》(2020年版)附錄D、附錄E分別規(guī)定了燃氣輸配系統(tǒng)生產(chǎn)區(qū)域和液化石油氣站用電場所的爆炸危險區(qū)域等級和范圍劃分要求。GB 3836.14—2014《爆炸性氣體環(huán)境 第14部分：場所分類》規(guī)定了可能出現(xiàn)可燃氣體、蒸氣或薄霧的危險場所分類，作為正確選擇和安裝這些危險場所用電氣設備的基礎(chǔ)。

我國在爆炸危險區(qū)域劃分的技術(shù)標準制定過程中參考了一些國際標準和國外影響力較大的標準，比如國際電工委員會標準IEC 60079-10-1《爆炸性環(huán)境 第10-1部分 區(qū)域分類—爆炸性氣體環(huán)境》、美國國家防火協(xié)會標準NFPA 497《化學加工區(qū)電氣裝置 可燃液體、氣體或蒸氣及危險場所劃分推薦做法》、美國石油學會標準APIRP 500《石油設施電氣裝置場所I級1區(qū)和2區(qū)區(qū)域劃分推薦做法》

。

國內(nèi)外相關(guān)標準對于爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域劃分的原理均基于可燃氣體釋放源在空間內(nèi)的釋放擴散和通風稀釋效果的研判，但應注意此項理論不適用于災難性故障，比如管道、容器、設備的破裂和損壞等。具體方法如下。首先需要確定空間內(nèi)是否存在可燃氣體釋放源，并按照釋放源的釋放頻繁程度和持續(xù)時間確定釋放源等級，比如GB 50058—2014第3.2.3條將可燃物質(zhì)釋放源分為3個等級：連續(xù)級釋放源是連續(xù)釋放或預計長期釋放的釋放源；一級釋放源是正常運行時，預計可能周期性或偶爾釋放的釋放源；二級釋放源是正常運行時預計不可能釋放，當出現(xiàn)釋放時，僅是偶爾和短期釋放的釋放源。然后分析釋放源所在空間的通風條件，綜合考慮釋放源級別和通風條件來最終確定爆炸危險區(qū)域的類別等級。比如GB 50058—2014第3.2.5條規(guī)定，存在連續(xù)級釋放源的區(qū)域可劃為0區(qū)，存在一級釋放源的區(qū)域可劃為1區(qū)，存在二級釋放源的區(qū)域可劃為2區(qū)，且當通風良好時，可降低爆炸危險區(qū)域等級，通風不良時，則應提高爆炸危險區(qū)域等級。

為簡化工作、便于執(zhí)行，GB 50058—2014和GB 50028—2006的附錄以示例圖的方式給出了爆炸危險區(qū)域的劃分依據(jù)，示例圖中明確了室內(nèi)外不同介質(zhì)特性和通風條件下的爆炸危險區(qū)域等級和具體范圍，其中對于存在釋放源的室內(nèi)場所，該房間及與其有門窗直接連通的其他房間全部劃分為同一危險區(qū)域和等級，通過門、窗、洞口與該房間直接連通的室外區(qū)域一定范圍內(nèi)也需劃入危險區(qū)域；對于存在釋放源的室外場所，以裝置或設備為釋放源中心，在一定的半徑和高度范圍內(nèi)劃定危險區(qū)域和等級。

GB 3836.14—2014等同采用IEC 60079-10-1：2008，GB 3836.14—2014提出爆炸危險區(qū)域范圍是爆炸性物質(zhì)在空氣中擴散到其體積分數(shù)低于爆炸下限之前形成的爆炸性環(huán)境，危險區(qū)域范圍依據(jù)計算或估算確定，并給出了爆炸危險環(huán)境釋放源和通風的多項指標計算方法。多項指標包括釋放源的釋放速率、達到危險濃度的釋放時間、稀釋危險物質(zhì)所需的新鮮空氣流速、爆炸氣體的假定體積、危險場所通風換氣效率等。其理論邏輯是爆炸危險環(huán)境的通風條件對釋放源產(chǎn)生稀釋作用的效果越有效，危險區(qū)域的范圍就越小，通風的可用性將影響爆炸危險環(huán)境的形成，也會影響到區(qū)域類型等級的劃分。在實際執(zhí)行過程中，該標準存在兩方面問題導致難以完成計算分析，一是未給出釋放源釋放距離的計算方法，無法支撐其提出的需通過計算確定危險范圍量化指標的基本理念；二是缺少部分關(guān)鍵參數(shù)選取或計算的依據(jù)，包括釋放源孔徑的選取依據(jù)，以及評估通風可用性時確定通風速度、稀釋效果等的依據(jù)。

IEC 60079-10-1：2020對相關(guān)計算方法和參數(shù)的選取進行了修改完善，本文關(guān)于燃氣爆炸危險環(huán)境分區(qū)計算的探討主要基于該標準。

L*、a、b值測定結(jié)果如圖4。烘焙0～40 min過程中，a值呈現(xiàn)先升高再降低而后繼續(xù)升高的趨勢，且a不帶殼＞a帶殼；b值持續(xù)降低，30 min后降低速度趨于平緩；L*值持續(xù)降低，30 min后降低速度趨于平緩，且L*帶殼＞L*不帶殼。說明烘焙過程中伴隨著呈色物質(zhì)的分解和生成，且對不帶殼種籽衣影響更為劇烈。Davis等[24]研究了烘焙（166 ℃，0～77 min）對花生種籽衣顏色的影響，表明在烘焙過程種籽衣顏色明顯變暗，并推測是由烘焙過程中美拉德反應引起的。

3 燃氣爆炸危險環(huán)境分區(qū)的計算

3.1 釋放源等級

燃氣工藝系統(tǒng)中較為典型的釋放源包括：管道法蘭、螺紋、卡套等機械接口的密封面，閥門、壓縮機、泵等工藝設備的密封件。安全放散閥閥口、氣瓶灌裝口、管道或設備的焊接接口一般不作為釋放源考慮。燃氣工藝系統(tǒng)中典型釋放源的分級如下。

斜撐桿配合穩(wěn)固滑塊進行調(diào)整支撐，主要輔助承受邊相導線自重。支架整體安裝在電桿后，可承受導線部分重量，減少導線與絕緣子連接部位所受剪切力。

① 連續(xù)級釋放源

固定頂儲罐中液相燃氣的上表面。

② 一級釋放源

a. 預計正常運行期間可能釋放燃氣的烴泵、壓縮機、閥門的密封點；

b. 預計正常運行操作時可能釋放燃氣的氣體取樣點、氣瓶灌裝口；

隨著社會信息化水平的不斷提高，各種高新技術(shù)被廣泛應用于建筑物中，使建筑物滿足最基本的居住辦公等生活需要后，更加智能高效和節(jié)能。根據(jù)GB/T 50314—2006《智能建筑設計標準》中的定義，智能建筑是指以建筑物為基本載體，并將現(xiàn)今信息網(wǎng)絡技術(shù)、材料、系統(tǒng)及各種功能集成到建筑中，使建筑具備感知、傳輸和記憶等能力，在滿足人們?nèi)粘Ｉ钷k公需求的同時，具有更加安全、便捷和環(huán)保的功能。

GB 3836.14—2014沒有提供釋放孔徑推薦值，需查詢其他標準或參考經(jīng)驗數(shù)據(jù)、借助故障樹分析等方法來確定

。

③ 二級釋放源

a. 預計正常運行期間不會釋放燃氣的烴泵、壓縮機、閥門的密封點；

b. 預計正常運行期間不會釋放燃氣的法蘭、連接件和其他附件；

通風稀釋效果可通過圖1進行評估。

3.2 釋放速率

釋放速率是影響危險區(qū)域范圍的最重要因素，釋放速率越高，危險區(qū)域的范圍越大。燃氣泄漏釋放時，可能形成高速噴射流或低速擴散流的狀態(tài)，具體主要取決于燃氣釋放壓力和釋放孔徑。燃氣的相對密度、燃氣與所處環(huán)境中空氣的混合程度及空氣流動情況對泄漏燃氣形成爆炸危險條件具有關(guān)鍵影響。

① 釋放孔徑

釋放速率與釋放孔徑相關(guān)，對孔徑的不適當估計可能導致對危險區(qū)域范圍的嚴重誤判，需要謹慎估算釋放孔徑。實際情況下，燃氣工藝系統(tǒng)的大多數(shù)釋放源孔口是不規(guī)則形狀，IEC 60079-10-1：2020給出了常見泄漏釋放源孔口等效面積的推薦值，見表1，并提出在計算釋放速率時乘以流量系數(shù)作為補償，以修正按照規(guī)則圓孔計算釋放速率可能引起的數(shù)據(jù)失真。

2.抓住重點，跟蹤監(jiān)督，強化外部項目經(jīng)濟活動的有效制約和監(jiān)管。外部項目部經(jīng)濟活動頻繁，環(huán)節(jié)眾多，要使外部項目始終處于嚴密監(jiān)管狀態(tài)，必須把合同管理、分包管理、物資采購和設備租賃、資金管理作為監(jiān)管重點，嚴格監(jiān)督檢查，查找管理漏洞，做到項目各類重大經(jīng)濟活動始終處于受控運行。

表1中的區(qū)間值選取可根據(jù)具體條件酌情確定，比如在遠低于設計壓力的工況下，選擇區(qū)間范圍內(nèi)的低值為宜；腐蝕性環(huán)境及存在振動、溫度急劇變化等不利條件時，選擇區(qū)間范圍內(nèi)的高值為宜。

c. 預計正常運行期間可能釋放燃氣的泄壓閥閥口。

② 釋放速率

人力資源信息化建設是一項需要巨大資金投入的大工程，企業(yè)應在充分認清自身經(jīng)濟實力的前提下，有計劃分步驟地實施人力資源管理信息化，堅決杜絕半途而廢，雷聲大雨點小等情況的發(fā)生。 在企業(yè)信息化建設過程中，要根據(jù)企業(yè)規(guī)模的擴大，適時調(diào)整信息化機構(gòu)的建設，并增加相應的投入，以保證企業(yè)信息化水平始終適應企業(yè)發(fā)展需要，還要以實用為前提，以建立多功能、全方位、反應靈敏信息資源網(wǎng)絡系統(tǒng)的原則，不做形象工程，確保資金充足的前提下，將每一分錢用在刀刃上。

燃氣在容器或管道內(nèi)部的壓力

高于臨界壓力

時，氣體孔口釋放為阻塞流狀態(tài)，理論釋放速度等于氣體聲速；壓力

不高于臨界壓力

時，氣體釋放為非阻塞流狀態(tài)，理論釋放速度為亞聲速。臨界壓力按下式計算：

(1)

式中

——臨界壓力，Pa

——摩爾氣體常數(shù)，J/(mol·K)，取8.314 J/(mol·K)

——多變指數(shù)

(2)

式中

——摩爾質(zhì)量，kg/mol

——比定壓熱容，J/(kg·K)

——環(huán)境壓力，Pa

燃氣在非阻塞流狀態(tài)亞聲速釋放，釋放質(zhì)量流量按下式計算：

如果不定期描跡，鈦合金中硅含量的測定結(jié)果會漂移，測定準確度下降，主要是隨著分析環(huán)境和時間變化(分光裝置中溫度變化等)，光譜中硅元素的譜峰會出現(xiàn)偏差。定期描跡，通過轉(zhuǎn)盤移動描跡位置，固定狹縫位置，調(diào)整峰位置偏差。若計算出的描跡值與上次相比偏差大于±2時，則需要重新描跡。

(3)

式中

——燃氣釋放質(zhì)量流量，kg/s

——流量系數(shù)，近似圓形的釋放源規(guī)則孔口取0.95～0.99，不規(guī)則釋放源孔口取0.50～0.75

——釋放源孔口等效面積，mm

2008年普京轉(zhuǎn)任俄總理，但其政黨政治改革戰(zhàn)略得以延續(xù)，繼任總統(tǒng)梅德韋杰夫以深化政治體制改革的方式在普京諸項改革所取得的成效的基調(diào)上進一步推進了政黨的現(xiàn)代化建設。2012年俄羅斯邁入新普京時代后，同年4月《政黨法》修正案正式生效，政治體制改革在穩(wěn)健步調(diào)下繼續(xù)實行，2014年經(jīng)俄國家杜馬的最終審議，新《俄羅斯國家杜馬代表選舉法》通過并于2016年得以落地實施，以此來增強議員的地區(qū)代表性，國家杜馬代表選舉制度因而獲得了進一步完善。

——室內(nèi)空間的寬度(或長度)，m

——燃氣在

、

條件下的壓縮因子

——燃氣溫度，K

燃氣在阻塞流狀態(tài)聲速釋放，釋放質(zhì)量流量按下式計算：

(4)

釋放流量按下式計算：

(5)

式中

——釋放流量，m

/s

——環(huán)境條件下燃氣密度，kg/m

(6)

式中

——環(huán)境溫度，K

4月22日，水利部抗震救災前方領(lǐng)導小組成立臨時黨支部，由水利部抗震救災前方領(lǐng)導小組組長、國家防辦副主任李坤剛擔任臨時黨支部書記。

GB 3836.14—2014中釋放速率計算公式未體現(xiàn)流量系數(shù)，僅舉例說明了不考慮釋放源幾何形狀的計算通常將得出保守的結(jié)果。

3.3 通風稀釋效果

燃氣釋放源所在環(huán)境的通風條件對釋放源周圍爆炸性氣體的稀釋效果起關(guān)鍵作用。比如對于一定釋放速率的釋放源，如果環(huán)境通風條件很好且通風效率足夠高，釋放氣體體積分數(shù)可能無法達到爆炸下限，則爆炸危險區(qū)域的范圍能夠減小到可以忽略的程度，并被視為非危險區(qū)域。

通風條件的稀釋效果由兩項參數(shù)決定——稀釋釋放源所需新風的最小體積流量、通風速度。

① 稀釋釋放源所需新風的最小體積流量

It is worth noting that there is also the Hadamard shift invariance relationship in the whole array,which is composed of two NLAs Xaand Ya.Hence,by defining two selection matrices

采用統(tǒng)計軟件SPSS17.0進行統(tǒng)計分析,計數(shù)資料(n,%)x2檢驗,計量資料(均數(shù)±標準差)t檢驗,P<0.05差異具有統(tǒng)計學意義。

用于稀釋釋放源氣體達到爆炸下限時所需新風的最小體積流量按下式計算：

(7)

式中

,min

——稀釋釋放源所需新風的最小體積流量，m

/s

——爆炸下限

② 通風速度

a.釋放源處于室外露天環(huán)境時

釋放源處于室外露天環(huán)境時，通風速度取風速，可基于氣象統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定，但是風速的氣象統(tǒng)計數(shù)據(jù)測量點位置一般高于燃氣工藝裝置，且釋放源所處的實際環(huán)境可能存在建構(gòu)筑物、自然地貌障礙等遮擋，相對復雜的工藝裝置本身也可能影響局部空氣流動，采用風速的氣象統(tǒng)計數(shù)據(jù)時需要考慮折減系數(shù)，具體取值存在一定的難度。IEC 60079-10-1：2020給出了室外通風不受阻區(qū)域風速推薦取值(見表2)以及室外通風受阻區(qū)域風速推薦取值(見表3)。

b.釋放源處于室內(nèi)環(huán)境時

事實上，重慶市對數(shù)字出版業(yè)的資金支持力度整體不強，且較為分散，無法形成合力，共同推進數(shù)字出版業(yè)的發(fā)展。

釋放源處于室內(nèi)環(huán)境時，通風速度可按下式計算：

(8)

式中

——通風速度，m/s

0

——單位時間通風換氣量，m

/s

——容器或管道內(nèi)的燃氣壓力，Pa

——室內(nèi)空間的高度，m

(9)

式中

——室內(nèi)通風換氣次數(shù)，次/h

——室內(nèi)空間容積，m

通風對釋放氣體產(chǎn)生的稀釋效果可通過稀釋度進行評估，稀釋度分為3個等級：高稀釋度：釋放源附近的氣體濃度快速降低，釋放停止后，危險區(qū)域基本不具有持續(xù)性；中稀釋度：釋放源附近的氣體濃度可以得到控制，危險區(qū)域形成穩(wěn)定的邊界，釋放停止后，爆炸危險環(huán)境不會過度持續(xù)；低稀釋度：釋放源在釋放過程中顯著聚積，或釋放停止后爆炸危險環(huán)境顯著持續(xù)存在。

③ 稀釋度

c. 預計正常運行期間不會釋放燃氣的放散口、通氣口或其他開口。

稀釋釋放源所需新風的最小體積流量與釋放源的釋放流量成正比，因此圖1直觀體現(xiàn)了釋放源釋放流量和通風速度對實際通風稀釋效果的影響。當釋放流量足夠大時，即使有較高的通風速度也不能使通風稀釋達到很好的效果。

稀釋度還應考慮釋放源氣體平均背景體積分數(shù)

，室外環(huán)境或高度通風的室內(nèi)環(huán)境可忽略釋放源氣體平均背景體積分數(shù)。更小的

表明更理想的通風稀釋效果。釋放源氣體平均背景體積分數(shù)

按下式計算：

(10)

式中

——釋放源氣體平均背景體積分數(shù)

——通風混合系數(shù)，取值1.0～5.0

但是近些年來，隨著社會發(fā)展速度的加快，為了滿足現(xiàn)代企業(yè)對信息化發(fā)展的需求，編程語言必須在現(xiàn)有基礎(chǔ)上實現(xiàn)便捷性和安全性的發(fā)展，擴大編程語言的使用范圍，為編程語言的進一步發(fā)展提供良好的發(fā)展環(huán)境，真正實現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展。

通風混合系數(shù)

體現(xiàn)了釋放源氣體與空氣的混合程度，混合程度高意味著通風向室外帶出釋放源氣體更多，通風效果更好。釋放源氣流受阻不明顯時，可視為高效混合，

取值1.0；釋放源氣流受阻嚴重時，視為低效混合，

取值5.0。

理想情況下，將釋放源氣體體積分數(shù)控制在爆炸下限以下即可避免爆炸危險環(huán)境形成，為便于分析

的危險程度，可假定爆炸下限以下的任意體積分數(shù)為預期控制危險體積分數(shù)臨界值

，與計算得到的

進行比較。當

>

時，表明預期室內(nèi)通風的稀釋度低，爆炸風險高于預期，此時不適合使用圖1評估稀釋效果。

喜姑與二狗伢的結(jié)合，完全是靠了山歌為媒，自那回在屋后菜園里與二狗伢對了歌又對了嘴，兩人就一發(fā)而不可收了，沒過多久，喜姑的肚子悄悄地鼓了起來，她的父母見女兒生米煮成熟飯，而且還坐了喜，彩禮都來不及要，趕緊把女兒嫁了。

實踐中，可根據(jù)具體情況參考專業(yè)技術(shù)規(guī)范提出的幾項關(guān)鍵體積分數(shù)取值選擇

。比如：GB 50058—2014第3.1.3條第3款第4項規(guī)定，爆炸性氣體體積分數(shù)接近爆炸下限的50%時，監(jiān)測裝置應能可靠地發(fā)出信號；第3.2.2條第2款規(guī)定，可燃物質(zhì)可能出現(xiàn)的最高體積分數(shù)不超過爆炸下限10%的區(qū)域可劃分為非爆炸危險區(qū)域。GB 50028—2006第9.4.20條規(guī)定，爆炸危險場所燃氣濃度報警器報警體積分數(shù)應取爆炸下限的20%。

3.4 通風可用性

通風可用性分為3個等級：良好：通風持續(xù)可靠存在；正常：正常運行期間基本保持通風，可能出現(xiàn)突發(fā)性的暫時中斷；差：不符合“良好”和“正?！钡燃壍耐L，但預計不會長期停止。

通風可用性主要表現(xiàn)通風是否足夠穩(wěn)定、可靠。比如：室內(nèi)自然通風可用性不能視為良好，這是因為室內(nèi)獲得持續(xù)自然通風必須在建筑物外墻或屋頂適宜的位置開設永久性的孔口，且自然通風效果很大程度上取決于室外氣溫和風力等不可控因素。室內(nèi)能夠保證連續(xù)啟動的機械通風可用性至少可視為正常，當設置有備用風機且能夠保障供電時，視為通風可用性良好；如果能夠在通風失效時連鎖切斷進入室內(nèi)的氣源，也可視為通風可用性良好。室外露天環(huán)境中的釋放源氣體噴射釋放時，由于稀釋擴散的空間足夠大，即使環(huán)境風速較低，也可視為通風可用性良好。

IEC 60079-10-1：2020關(guān)于通風條件的計算評估內(nèi)容與GB 3836.14—2014存在一定差異，特別是評估通風稀釋效果時，IEC 60079-10-1：2020提供了上述新方法。GB 3836.14—2014則通過計算假設體積

與釋放源所在空間容積

的對比來評估稀釋度，由于缺少風速

推薦值，假設體積

難以計算，且在評估室外環(huán)境稀釋度時，缺少空間容積

的計算方法，實際應用難度很大。IEC 60079-10-1：2020解決了以往存在的問題。

3.5 危險區(qū)域劃分

① 危險區(qū)域范圍

釋放源氣體可能形成的危險區(qū)域范圍主要取決于氣體的釋放速率，釋放后的氣流狀態(tài)可分為：高速噴射釋放，通常為阻塞流聲速釋放；低速噴射擴散釋放，通常為非阻塞流亞聲速釋放，釋放源附近存在障礙物導致高速射流碰撞減速時，可視為此種類型；地面蒸發(fā)擴散釋放(本文未進行探討)。高速噴射和低速噴射擴散釋放時，稀釋釋放源所需新風的最小體積流量按式(7)計算，釋放氣體達到爆炸下限的危險區(qū)域半徑可通過圖2進行估算，但應注意圖2是在忽略背景體積分數(shù)的條件下基于流體動力學仿真模擬(CFD)繪制，不適用于室內(nèi)釋放源中稀釋、低稀釋情況。

② 危險區(qū)域類型等級

危險區(qū)域類型等級取決于釋放源等級、稀釋度和通風可用性，高、中、低稀釋度環(huán)境不同釋放源等級和通風可用性條件的危險區(qū)域類型等級劃分見表4～6。

3.6 稀釋室內(nèi)釋放源氣體所需時間估算

釋放停止后，將室內(nèi)釋放源氣體從平均背景體積分數(shù)

稀釋至預期控制的危險體積分數(shù)臨界值

所需的理論時間可按下式估算：

(11)

式中

——將室內(nèi)釋放源氣體從平均背景體積分數(shù)

稀釋至預期控制的危險體積分數(shù)臨界值

所需的理論時間，s

——釋放源停止后的事故通風換氣次數(shù)，次/h

4 計算分析實例

某城市人工煤氣管網(wǎng)完成天然氣轉(zhuǎn)換后，將原有的中-低壓區(qū)域調(diào)壓室改造為天然氣次高-中壓調(diào)壓室，采用上述計算分析方法劃分該設施室內(nèi)爆炸危險區(qū)域等級。

調(diào)壓室室內(nèi)空間長6 m、寬4 m、高3.5 m，室內(nèi)通風換氣次數(shù)2次/h。調(diào)壓器入口公稱直徑150 mm，入口壓力1.5 MPa，出口公稱直徑350 mm，出口壓力0.3 MPa，閥口節(jié)流孔徑120 mm。管道之間采用焊接連接，管道與調(diào)壓器之間采用法蘭連接。

調(diào)壓裝置正常運行期間不會產(chǎn)生釋放源，因此沒有連續(xù)級和一級釋放源，非正常情況下潛在的二級釋放源包括法蘭密封面、調(diào)壓器和閥門的活動閥桿密封件。由于二級釋放源在正常運行時預計不會出現(xiàn)，因此在分析釋放源時不考慮多點同時釋放的情況，只分析室內(nèi)最大釋放源。表1中因腐蝕等因素可能導致擴大的孔口釋放源在實際運行時較常見且危害較大，因此假設調(diào)壓室內(nèi)可能的最大釋放源為調(diào)壓入口側(cè)的球閥閥桿密封件。

計算參數(shù)如下：環(huán)境壓力

=101 325 Pa，環(huán)境溫度

=293 K。釋放源氣體為天然氣，CH

體積分數(shù)按100%計算，摩爾質(zhì)量

=0.016 kg/mol，壓力

=1 601 325 Pa，溫度

=293 K，比定壓熱容

=2 328 J/(kg·K)，爆炸下限為5%。釋放源孔口等效面積

=2.5 mm

，孔口較不規(guī)則，流量系數(shù)

=0.75。室內(nèi)自然通風產(chǎn)生的混合效果一般，通風混合系數(shù)

=3.0，通風換氣次數(shù)

=2.0次/h。預期控制危險體積分數(shù)臨界值

按氣體爆炸下限的20%取值，即

=1%。通風可用性正常，

=12 次/h。

① 釋放源計算

按式(2)計算得到氣體多變指數(shù)

=1.29，按式(1)計算臨界壓力

=184 891 Pa，按式(6)計算

=0.67 kg/m

。

因為

>

，氣體為阻塞流聲速釋放，按式(4)計算質(zhì)量流量

=5.12×10

kg/s，按式(5)計算體積流量

=7.69×10

m

/s。

② 通風稀釋計算

按式(7)計算稀釋釋放源氣體所需新風最小體積流量

,min

=0.15 m

/s。

計算得到室內(nèi)空間容積

=84 m

，按式(9)計算得單位時間通風換氣量

0

=46.67×10

m

/s。

按式(10)計算釋放源氣體平均背景體積分數(shù)

=49%，遠大于

，評估通風稀釋效果為低稀釋度。

③ 危險區(qū)域劃分

調(diào)壓室室內(nèi)釋放源為二級，通風稀釋度低，通風可用性正常，根據(jù)表6，室內(nèi)爆炸危險區(qū)域劃分為1區(qū)。

④ 事故通風稀釋所需時間

假設調(diào)壓室設有緊急切斷裝置和事故通風裝置，切斷釋放源后，事故通風換氣次數(shù)

=12次/h，按式(11)估算將室內(nèi)釋放源氣體從平均背景體積分數(shù)

稀釋至預期控制危險體積分數(shù)臨界值

所需的理論時間

=3 510 s。

5 結(jié)語

可燃氣體釋放源的物理特性、爆炸下限、壓力、溫度參數(shù)，釋放源的幾何形狀與尺寸，釋放源所在空間通風稀釋效果和通風可用性均對爆炸危險程度和范圍產(chǎn)生影響。IEC 60079-10-1：2020提出通過基于上述參數(shù)進行量化計算來劃分爆炸危險區(qū)域等級，比示例圖法具有更強的適應性和科學合理性，有利于在保證安全的前提下選用更加經(jīng)濟的防爆電氣設備，并有助于評估釋放源的爆炸危害和區(qū)域內(nèi)的通風稀釋效果，從而采取一定的措施限制爆炸危險環(huán)境中爆炸條件的形成和減輕爆炸危險程度。

[1] 項云林. 北美爆炸性危險場所新分類方法介紹[J]. 電氣防爆，2005(3)：23-28.

[2] 李向光，付薇，李寶云. 淺談國內(nèi)外爆炸危險環(huán)境的電氣設計[J]. 電氣防爆，2014(4)：26-29.