小型液化石油氣站電氣安全設計探討

羅贊如

（化工部長沙設計研究院，湖南 長沙 410116）

隨著石油精細化工的發展，液化石油氣作為一種新型燃料和基礎化工原料，已越來越受到人們的重視。

它的主要成分是丙烷和丁烷，屬于易燃易爆物品，比空氣比重大，容易在低洼處聚集而形成爆炸危險源。它具有閃點低，爆炸威力大等特性，在管道流動時也會因摩擦而產生靜電，罐裝和儲存液化石油氣必須采取多種措施確保安全，電氣專業在設計上需采取多種安全措施。

1 爆炸危險區域等級和范圍的劃分

根據《城鎮燃氣設計規范》附錄E，液化石油氣站應按照以下規定來劃分生產用電場所的爆炸危險區域范圍和等級：

（1）液化石油氣站灌裝間用來灌裝液化氣瓶的灌裝嘴或汽車槽車的裝卸口屬第一級釋放源，其它可能產生氣體泄漏的場所釋放源屬第二級釋放源。

（2）具有良好通風的灌裝間、液化氣瓶倉庫、烴泵房、壓縮機室等生產性建筑的爆炸危險區域等級和范圍劃分如圖1，并宜符合下列規定：

①以釋放源為中心，15m的半徑內，地面以上7.5m的高度和7.5m的半徑，頂部與釋放源距離為7.5m的范圍劃為2區；

②屬于2區范圍內，但在地面以下的坑或溝等低洼處需劃為1區。

2 供電電源及其配電方式

根據《城鎮燃氣設計規范》8.11.1，液化石油氣站內的消防水泵和液化石油混氣站、氣化站的供電系統設計應按國家現行標準《供配電系統設計規范》中相關“二級負荷”的規定。

宜采用兩回線路供電作為二級負荷的供電系統。當地區供電條件困難或者負荷比較小時，二級負荷可由一回路6kV及以上專用的架空線路供電。當項目所在區域僅有一回路10kV線路，另一回路可采取柴油發電機做備用電源，滿足二級負荷的要求。

在緊急情況下，在危險場所外合適的地點或位置應采取一種或多種措施對危險場所設備斷電，連續運行設備除外。

3 爆炸性環境電氣設備的選擇

液化石油氣站屬于爆炸危險場所，該場所的電力設備選擇應符合國家現行標準《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》GB50058 中的相關規定。

表1 爆炸性氣體分級與電氣設備類別的關系

表2 II類電氣設備的溫度組別、最高表面允許溫度和引燃溫度之間的關系

根據爆炸性氣體混合物的分級，丙烷和丁烷級別都屬于ⅡA類，引燃溫度級別屬于T2。爆炸性環境的電力裝置宜將設備和線路布置在爆炸性環境以外。當需設在爆炸環境內時，應布置在危險性較小的地點。防爆炸電氣設備的引燃組別和級別不應低于該爆炸性氣體環境所含混合物的引爆組別和級別，并應符合表1、表2的規定：

通過表1、表2可以得出，液化石油氣站電氣設備選用ⅡA~C，設備溫度級別T2~T6，滿足要求。爆炸危險區域范圍劃分清楚之后， 根據危險區域選用相應的設備保護級別（EPL）。

4 爆炸性環境電氣線路的設計

在爆炸危險環境內，電力電纜截面或絕緣電線的選擇應滿足最少截面要求，并需符合以下規定：

圖1 良好通風的生產場所建筑爆炸危險區域范圍和等級劃分

（1）導體允許的載流量不應小于熔斷器額定電流或斷路器長延時過電流脫扣器整定電流的1.25倍。

（2）1區內單相負荷的中性線和相線均應該裝設短路保護，并應選取兩極開關同時斷開相線和中性線。

在1區內電纜線路嚴禁有中間接頭，在2區不應有中間接頭。爆炸性氣體環境不得允許架空電力線路跨越，架空線路與爆炸性氣體環境的水平距離應大于架空線路桿高度的1.5倍。

設備電機電源進口處與暗敷鋼管采用防爆擾性連接管連接。電纜保護管兩頭應用非燃性纖維石棉絨嚴密堵塞。相鄰爆炸性環境之間以及與非危險環境之間就進行隔離密封。

5 防雷、防靜電及接地

液化石油氣站的防雷設計應按《建筑物防雷設計規范》中“第二類防雷建筑物”的有關規定，其中關于伸出屋面的放散管相關規定應特別注意。

4.3.2 （2）條規定： 在爆炸危險環境劃分為0區和20區的場所裝有阻火器的排風管、呼吸閥、放散管，金屬物體可不裝接閃器，但應和屋面防雷裝置相連。

液化石油氣站的設計中，工藝專業使用了較多的放散管來排放泄漏的氣體，并高度伸出了屋面，其不在屋面接閃器的保護范圍。根據以上規范，在加阻火器后，可以直接與屋面防雷裝置相連，這對于防雷安全應尤為注意的。

處于爆炸危險場所的露天鋼質封閉氣罐，當其罐頂壁厚不小于4mm、高度不大于60m時，可不裝設接閃器，但應接地且不應少于2處，兩接地點間距不宜大于30m，沖擊電阻不大于30Ω。

裝置設備、工藝管道靜電接地做法參見《化工企業靜電接地安裝通用圖》CD90B。卸液臺設臨時接地柱，與整個接地系統相連，供車輛在卸液前除靜電或其它情況臨時接地使用。

6 可燃氣體泄漏檢測

在液化石油氣或者天然氣的實瓶庫、灌裝間、烴泵房、壓縮機房、混氣間、氣化室及儲罐區應裝設可燃氣體泄漏報警探測器和控制器，控制器宜安裝于非爆炸性場所中。當可燃氣體的泄漏濃度達到報警濃度時，報警器應當發出警報，當裝軸流風機時，應聯動起動軸流風機，從而強迫通風，將可燃氣體濃度降低到安全濃度。

檢測器檢測比空氣重的可燃氣體，其安裝高度應距地平0.3~0.6m，可采用鋼管和墻上兩種安裝方式。為保證停電的情況下，能連續監測可燃氣體泄漏，可燃氣體泄露報警系統的控制器應采取UPS做備用電源，或者選用自帶蓄電池的可燃氣體控制器。

[1]GB 50058-2014，爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范[S].