电气防爆技术在化工危险区域的应用与优化

引言

作为国民经济发展的重要支柱性产业，化工行业特点显著，产品的生产、运输、存储等多个环节都存在极大的危险性。相关统计显示，化工火灾爆炸事故的出现与电气设备的使用安全息息相关，因此就需要灵活应用防爆技术，安装防爆电气设备，为化工生产的安全有序进行奠定基础。

1 电气防爆技术原理

所谓的电气防爆主要是灵活应用相关措施实现对电火花、电弧等的传播的防控，以降低爆炸问题的发生概率。通常情况下主要涉及到以下几种方式：首先为增加电气间隙。电气间隙为两个导电部件之间、导电部件与接地部件之间的最短空间距离，在应用电气防爆技术砨过程中，通过增加电气间隙的方式，能够有效控制电弧的传播。其次为增加爬电距离。所谓的爬电距离，是沿着绝缘表面所测得的两个导电部件之间、导电部件与绝缘材料之间的最短距离，增加爬电距离具有控制电弧沿着绝缘表面传播的重要作用。最后为应用特殊的材料结构。特殊材料的合理化应用是提升电气防爆设备防爆性能的重要措施，将高强度铸铁、铸钢材料制成隔爆型电气设备外壳，即时承受极大的外部暴差压力，也依然能够保证结构的完整性。

2 化工危险区域电气防爆技术应用问题

2.1 技术问题

化工危险区域中，隔爆设备由于长期承受爆炸压力，因此就出现了体积和质量明显增大的问题。比如说，某型号 Exd 电机外壳壁厚达 15mm ，不仅自身重量高于普通电机的五成左右，同时还需投入更多的安装成本，不利于设备的灵活应用。特别是系统安装阶段，还会受到电路能量阈值的限制，信号传输距离相对较短，为了满足管线监测要求，还需要另外部署中继器，无形中增加了整体投入。

2.2 匹配问题

一些化工企业为了节约生产成本，所选用的设备整体匹配性不足，无法满足不同区域的基本使用需求，对自身的防爆性能产生了不良影响。比如说，某化工企业将 ExdIIB 级电机应用到氢气储罐区（1 区，IIC 级）中，造成电机隔爆外壳无法充分承受氢气的爆炸压力，在生产运行阶段出现了外壳的破裂问题，最终造成爆炸事故。

2.3 管理问题

目前，我国国内企业 IECEx 认证时间相对较长，达到了 6-8 个月，涉及环节众多，同时加之 ATEX 与 GB3836 标准在设备接地电阻、外壳防护等级等细节方面存在明显差异，因此就增加了跨国企业的设备改造成本和发展压力。

2.4 成本问题

现阶段 Exd 型低压电机使用较多，同普通的电机相比，不仅单价高，同时所需要投入的维护成本也明显增加，因此就在造成了一些中小化工企业的防爆设备普及率不达标，为了节约成本违规使用普通设备的情况下，加大了隐患问题的发生概率。

2.5 兼容问题

对于化工企业来讲，不同类型防爆设备使用阶段的兼容性问题不容忽视。比如说由于接地方式不同，本质安全型传感器与隔爆型控制柜之间的信号传输就会受到干扰。另外，正压型配电柜与增安型电机由于电源匹配不当，便会引发电机过载问题等。

3 电气防爆技术优化策略

3.1 建立全生命周期运维体系

首先，落实定期检测与记录。根据实际情况制定防爆设备运行维护计划，每 6 个月进行隔爆型设备隔爆面间隙、螺栓扭矩的检测，每 3 个月进行安全性设备的安全参数校准和绝缘电阻检测，每月检查正压型设备的压力系统、气纯系统，并建立完善的检修数据和维修档案。

其次，落实人员培训考核。每年至少组织电气运维人员进行 40 学时的电气防爆技术培训，确保工作人员能够掌握防爆原理、检测方法、应急处理办法等。并通过考核确保全体工作人员持证上岗。

3.2 检查使用环境

由专门检查人员负责进行电气设备所处环境中粉尘、气体等易燃易爆物质的检查，主要涉及到可燃气体、蒸汽以及可能产生爆炸性混合物的查验。比如说，在化工企业当中，负责环境检查的工作人员需要重点关注设备周围所泄漏的易燃易爆物质情况，保证通风系统的稳定运行。与此同时，为了避免电气防爆设备运行期间所产生的热量受到通风散热不足问题的影响出现设备过热情况，最终造成故障、爆炸等情况，工作人员需确定设备的通风和散热情况，检查设备周围的通风口和散热片情况，避免出现堵塞、遮挡等问题。

3.3 强化技术兼容性设计

首先，需要统一技术标准。对于统一区域的防爆设备，所采用的接地标准、信号传输协议需保持统一，避免相互之间不兼容而影响工作效果。

其次，实施系统集成验证。在新设备安装之前，开展相关兼容性测试，确保测试合格后才能投入使用。对于相对复杂的系统，为保证信号的稳定性，提升防爆性能，需要根据具体情况实施整体联合调试。

3.4 落实安全检查

根据不同设备的类型、制造生活、使用环境的因素制定相应的电气防爆设备安全检查周期。通常情况下，防爆电气设备最多 3 年进行一次检查，而移动式电气设备的自身使用环境相对复杂，为此检测周期也有所缩短，需要每一年检测一次，如果是需要经常打开的外壳区域，则需要每半年进行一次详细的检查。另外，检查人员在实施日常工作的过程中，需要进行比如说不同设备的检查日期、设备名称、设备型号、检查人员、存在问题、检查结果、处理措施等多项内容的详细记录，为后续维护管理问题的处理提供参考，为相关故障的解决提供依据。

在检查中发现设备的绝缘电阻值过低，应在记录中注明这一点，并提出更换绝缘材料或加强绝缘措施的处理建议。

3.5 全生命周期精细化管理

第一，设计选型管理。按照严格的危险评估要求实施设备选型和危险区域砨精准划分，灵活选择安全性能高、技术先进性高的防爆型设备。

第二，安装管理。根据施工规范要求，控制电缆的引入，保证装置密封严格、接地系统连续可靠、隔爆面完好无损，全面落实标准化安装作业。

第三，监测预警管理。合理应用在线监测技术，可进行故障问题的早期预警，比如说能够实时监控正压柜的气压情况和大型电机的轴承温度以及振动情况等。

第四，维护管理。通过实施防爆电气设备档案的建立，可定期完成专业的检查与维护任务，加大人员操作专项安全培训，在带电状态下严禁开盖操作。

最后，技术升级管理。在工业物联网技术发展的过程中，需要积极应用相关智能防爆设备，内置传感器的应用，能够实现对设备状态、环境参数、故障信息等情况的实时监测。同时借助本安无线技术完成数据向安全区域的准确传送，在完成预测性维护的同时，具有提升智能化安全管理的重要作用。

结语

总之，在化工安全生产的过程中，电气防爆技术的应用尤为关键，通过开展设计、选型、安装、维护、报废等全过程的管理，可有效提升化工生产安全水平。尤其是在时代不断发展和进步的过程中，电气防爆技术的应用需要朝着精细化方向迈进，合理应用物联网、大数据等先进技术，推动防爆设备朝着主动化、智能化方向迈进，比如说本案技术等高安全等级防爆模式的应用，能够从源头上降低风险的影响，不仅实现了系统的优化和创新，更为电气防爆技术的可持续发展提供安全保障。

参考文献：

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