中药提取车间电气防爆措施的探讨

中药提取车间电气防爆措施的探讨

宋忠雷

中国电子系统工程第二建设有限公司四川分公司四川成都610031

摘要：本文从防爆车间变配电室的设计要求、防爆电气设备的使用、防爆车间电缆、电线的敷设及引入方式、防爆钢导管施工、接地系统等多个方面分析探讨了中药提取车间电气防爆的具体措施。

关键词：中药提取车间电气防爆设计和施工

1、引言

易燃物质、氧化剂及点燃源形成了燃烧和爆炸的三个基本条件，为了防止火灾和爆炸危险的产生，应该采取相应措施，防止以上三个基本条件同时存在。了解了这三个基本条件，我们就能更好地理解在工程设计和施工时所采取的防爆措施了。

在制药厂房提取车间和合成车间，由于生产工艺上使用了大量具有挥发性的易燃物质（如：乙醇等），这些物质与空气混合成一定比例，达到一定浓度后，遇到高温、明火或电弧等，就会发生燃烧或爆炸，这些车间自然就成了易燃易爆危险区域。因此，此类车间在设计和施工中，都必须要考虑特殊的防爆措施，而此类措施又主要体现在电气防爆措施的方面。本文根据笔者多年施工中的接触和学习，从设计和施工等方面对中药提取车间的电气防爆措施做的一个浅显的分析和探讨。

本文的案例基础是一个生产中药注射液的提取车间，包括中药的提取、浓缩、过滤、冷藏、调醇、脱碳、配液、收集等工艺过程，其中提取、浓缩、过滤、冷藏、调醇、脱碳等工序主要是在防爆生产区完成的。

2、关于防爆车间变配电室的设计要求

防爆厂房，变、配电室的布置受到很多条件的约束和限制。《建筑设计防火规范》（GB500162006）第3.3.14规定“变、配电所不应设置在甲、乙类厂房内或贴邻建造，且不应设置在爆炸性气体、粉尘环境的危险区域内。供甲、乙类厂房专用的10kV及以下的变、配电所，当采用无门窗洞口的防火墙隔开时，可一面贴邻建造，并应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92等规范的有关规定”。

根据设计规范理解，防爆车间变配电室的布置，应既能接近负荷中心又能远离爆炸危险环境。

雅安三九新建提取车间是甲类厂房，为2区爆炸危险环境，其变配电室的设置大致如下图（图1）所示意：

图1提取车间变配电室布置示意图

由上图可以看出：提取车间内只在厂房端头设置了低压配电室，变电站没有设置在厂房内。此种设计既满足了防爆规范要求，又考虑到输电线路上的电压降和电能损耗，既经济又合理。

另外，关于变、配电室的设置，规范中要求“采用无门窗洞口的防火墙隔开”，因此如果防爆厂房变、配电室与防爆区仅有一墙之隔，那么，按照规范规定这堵墙上是不允许有任何洞口的。

由此可见，防爆厂房想要达到防爆要求，从设计源头就必须严格遵循相关规范要求，从根本上避免爆炸危险的发生，不能单一的靠施工中的防爆措施来控制，本末倒置。

3、防爆电气设备的使用

防爆厂房中安装的电气设备，按照其防爆形式和原理不同可以分为以下几种类型：隔爆型、本安型、增安型、正压型、油浸型、充砂型、浇封型等。防爆电气设备外壳都必须有防爆标志，可以根据防爆标志加以区分。根据实际需要，本项目提取车间使用的多为隔爆型、本安型和增安型产品。下面对这三种产品做一个简单介绍。

3.1“隔爆型”电气设备

“隔爆型”电气设备是指：具有隔爆外壳的电气设备，防爆标志“Exd”。隔爆外壳是指能承受内部的爆炸压力，并能阻止爆炸火焰向周围环境传播的防爆外壳。此类设备在正常运行或操作时会产生可燃电弧，所以需要有隔爆外壳做隔断。比如：防爆开关、按钮、电动机等都属于此类设备。本项目施工现场实例照片如下图（图2、3、4）所示，可供参考。

图2防爆照明开关图3防爆按钮箱图4防爆电机

3.2“本安型”电气设备

“本安型”设备字面理解也就是“本质安全型”设备，是指设备的电路正常工作或规定的故障状态下产生的电火花或热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物。防爆标志为“Exia、Exib”。其设备内部所有电路都是本安电路，且应使用安全栅将本安电路与非本安电路隔离开。此类设备主要使用在车间的自控或弱电系统，如本安型仪表、传感器、控制设备等。本项目施工现场实例照片如下图（图5、6）所示，可供参考。

图5本安型流量计图6安全栅

3.3“增安型”电气设备

“增安型”电气设备是指正常运行不会产生火花或电弧，并采取措施提高安全程度，以避免在正常和认可的过载条件下出现这些现象的电气设备。防爆标志为“Exe”。如：防爆接线盒、分线盒、照明配件、增安型灯具等。本项目施工现场实例照片如下图（图7、8）所示，可供参考。

图7防爆接线盒图8单插脚荧光灯

本项目施工中使用了大量的各种类型的防爆电气设备，可以说，防爆电气设备的使用是防爆车间电气防爆的重要措施，根据不同的防爆需求，合理选用合格的防爆设备产品是电气防爆施工的重中之重。

4、防爆车间电缆、电线的敷设

防爆厂房电气系统的布线对厂房的防爆安全也是十分重要的，根据本项目的情况简单归纳了以下几条需注意的事项，可供参考：

1）电缆及其附件的选型及设置应考虑机械损伤及化学腐蚀等的影响，无护套的单芯电线、电缆，不能直接无防护用作系统的布线。本项目选用的都是防腐型电缆，其保护外皮较普通电缆厚很多，具备较好的防护性能，可以大大降低因施工中电缆外皮破损导致的漏电或电火花产生的危险机率。本项目使用的电缆现场实例照片如下图（图9、10）所示：

图9防腐型电缆图10防腐型电缆

2）爆炸危险环境中布线，电缆不能有中间接头。当不可避免时，应在防爆盒内连接和分支。

3）绞线终端接头应用芯线套或定型端子压接，不能采用单独锡焊连接方法。

另外，防爆厂房内，工艺管道错综复杂，当电缆线路沿易燃气体或液体管道敷设时，应沿危险程度较低的管道一侧。

5、防爆钢导管施工注意事项

防爆车间钢导管主要是起到保护电缆和隔绝危险源的作用，如果施工中的方式、方法不对，就会留下安全隐患，所以也是施工中必须要严格控制的。钢导管的施工必须严格按照防爆车间施工验收规范和相关工艺标准要求进行。其中有几个需要重点注意的事项是必须要遵守的：

首先，爆炸危险环境中不准明敷绝缘导线，必须采用镀锌厚壁钢管布线。

其次，钢管、附件、电气设备之间，应采用螺纹连接。其有效的啮合扣数：DG25mm以下时，≥5扣；DG32mm以上时，≥6扣。锥管螺纹为5扣。螺纹连接部分涂电力复合脂或导电性防锈脂（导电膏），以起到密封和防静电跨接的作用。

另外，直径50mm以上的钢管距接线箱45cm处，及直径50mm以上钢管每隔15m处应安装隔离密封盒（如图11），以防止管路爆炸时产生较大压力。隔离密封盒内充填粉剂密封填料（对于隔爆型来讲），其填充宽度应大于钢管内径，最小应大于16mm。当钢管中含有三根以上绝缘导线时，其绝缘导线总截面积不得超过钢管截面积的40%。

图11隔离密封盒

6、关于电缆的引入方式

电缆引入到隔爆型电气设备时，须注意引入的方式和方法：

隔爆型电气设备的引入方式分为：直接引入和间接引入两种。其中，间接引入是将隔爆外壳内的电气元件（点燃源）与接线部分隔离开来，以提高安全性。如：带有单独接线腔室的防爆操作柱（附图12）。

图15橡胶密封圈抱紧电缆

注意：当电气设备的引入装置无隔离密封件时，导线引向引入装置前的管件处需设置隔离密封盒（如图11）。

7、防爆车间的接地系统

防爆厂房低压配电系统的接地同样是电气防爆措施的重要组成部分，接地形式多数为TN-S系统，采用总等电位联结，在厂房内设接地干线，采用25×4热镀锌扁钢距地或楼板0.3m处明设，并与厂房MEB总等电位联结端子板相连，同时接地干线应与混凝土柱内钢筋按规范要求联结成电气通路。所有正常不带电的设备金属外壳，暖通专业的风管，自动化专业的安全栅，工艺金属构架，钢平台和电缆桥架等均应接地，且连接点不少于2点。施工中，要严格按照规范及设计要求做好防爆车间各个系统的接地。

8、总结

从以上的分析探讨可以看出：中药提取车间的电气防爆措施是多种多样的，它是一个从设计到施工各方面综合措施，并不是单一形式存在的。而实际上，防爆车间的设计施工是一个综合体系，电气防爆只是其中的一个重要的组成部分，它还包含可燃气体报警系统、排风系统等，涵盖的内容很多。以上只是针对电气防爆措施做了一个简单的归纳总结，希望对以后的防爆车间施工能起到一点指导作用。

参考文献：

[1]《建筑设计防火规范》（GB500162006）第3.3.14条