電氣防火和廠房防爆 第一部分電氣防火2009 5 個人簡介 王國光 曾先后在國防工業 省環保部門工作 高級工程師 現在鄭州市消防學校任教 一 前言 全世界每年電氣火災約占火災總數的14 以上 我國每年電氣火災約占火災總數的24 以上 且仍有上升的趨勢 應引起我們的高度關注 二 電氣火災及其原因分析由于電氣方面原因產生的火源而引起的火災稱為電氣火災 電氣火災原因 1 電氣設備短路 凡電流未經一定的用電負載 阻抗或未按規定路徑而就近自成通路的狀態 稱為短路 此時導線的發熱易劇增 不僅能使絕緣燃燒 而且還會使金屬熔化或引起鄰近的易燃 可燃物質燃燒釀成火災 歐姆定律 I V R電功 W IVT電功率 P IV 電火花與電弧 電火花是電極間放電的結果 大量密集的電火花構成了電弧 電弧溫度可達3000 5000 因此它們能引起周圍可燃物質燃燒 使金屬熔化或飛濺構成危險的火源 引發火災 2 電氣設備過負荷 過載 電氣設備或電線的功率或電流超過其額定值稱作過負荷 過負荷使導體中的電能轉變成熱能 當導體和絕緣物局部過熱 達到一定溫度時 就會引起火災 3 電氣連接點接觸電阻過大 會形成局部過熱 也會出現電弧 電火花 造成潛在點火源 4 此外 用電器設備烘烤 摩擦 雷電 靜電等在一定的條件下也都會引起火災 三 電氣防火與防爆的一般措施 1 排除可燃易爆物質 為有效地排除現場可燃易爆的氣體 蒸汽 粉塵和纖維 或把它們的濃度降低到不致引起火災和爆炸的限度之內 必須保持良好通風和加速空氣流通與交換 加強密封減少可燃易爆物質的來源 可燃易爆物質的生產設備 儲存容器 管道接頭和閥門等均應嚴密封閉并經常巡視監測 以防止可燃易爆物質發生跑 冒 滴漏等現象 2 排除各種電氣火源 對正常運行時會產生火花 電弧和危險高溫的電氣裝置 不應設置在有爆炸和火災危險的場所 爆炸和危險場所內的電氣設備 應根據危險場所等級合理選用防爆電氣設備的類型 電力設備和線路在布置上應使其免受機械損傷 并應有防塵 防腐 防潮和防日曬雨雷的措施 在爆炸和火災危險場所內 各電氣設備的金屬外殼應有可靠接地或接零 以便碰殼接地短路時能迅速切斷電源 防止短路電流產生高溫高熱引發爆炸與火災 3 保證電器設備的防火間距及通風 保持防火間距 為防止電火花或危險溫度引起火災 各種電器用具或設備的設置都應避開易燃易爆物品 對電氣開關及正常運行時產生火花的電氣設備 離開可燃物存放地點的距離不應少于3M 對設備實施密封 在有爆炸危險場所裝設電氣設備時 應采取密封措施 將產生電弧 電火花的電氣設備與易燃易爆物質隔離開來而達到防爆目的 此外在發生局部燃燒爆炸時 密封還可以防止事故的進一步擴大 保持通風良好 A 變壓器室一般采用自然通風 若采用機械通風 送風系統不應與爆炸危險場所的送風系統相連 且供給的空氣不應含有爆炸性混合物或其他有害物質 B 蓄電池室可能有氫氣排出 故更應注意良好的通風 C 爆炸危險場所內事故排風用的控制開關應設在便于操作的地方 并妥善管理 D 通風系統的電源必須可靠 應采用雙回路供電方式 4 正確選用和安裝電氣設備 1 電氣設備的選用A 火災危險場所電氣設備的選型 正常運行時有火花的和外殼表面溫度較高的電氣設備 應盡量遠離可燃物質 選用電氣設備時 應根據場所等級 電氣設備的種類和使用條件進行選擇 B 爆炸危險場所電氣設備的選型 選用時應根據爆炸危險場所的類別 等級和電火花形成的條件 并結合爆炸性混合物的危險性進行選擇 C 危險場所線路導線的選擇 對用于火災爆炸危險場所的線路導線除應滿足一般安全要求外 還應符合防火防爆要求 應有足夠的機械強度 絕緣導線都要穿鋼管敷設 耐熱等 2 設備安裝時的注意事項A 安裝施工中不能損傷導體的絕緣 B 危險場所不準裝設插座或敷設臨時線路 同時嚴禁使用電熱器具 C 露天安裝時應有防雨 防雪措施 在高溫場所應采用瓷管 石棉 耐熱絕緣的耐熱線 在有腐蝕介質的場所 應采用鉛皮線或耐腐的穿管線 D 有爆炸危險的場所 應將所有設備的金屬部分 金屬管道以及建筑物的金屬結構全部接地 或接零 E 有爆炸或火災危險的場所 安裝人員不應穿戴晴綸 尼龍及滌綸織物的服裝和襪子 手套 圍巾 同時所使用的工具也盡量不采用塑料或尼龍制品 5 防止設備故障及過負荷 1 防止電氣設備發生短路的措施A 電氣設備的安裝應嚴格按要求施工 B 導線絕緣強度必須符合電源電壓的要求 220V絕緣導線選用250V級 380V的絕緣導線選用500V級 C 定期用絕緣電阻表檢測設備絕緣情況 發現問題及時處理 D 敷設線路時導線之間 導線對地及對建筑物的距離應符合規定的安全距離要求 E 穿墻或穿越樓板的導線應用瓷管或硬塑料管保護 以免導線絕緣遭到損壞 F 應安裝符合規定的熔斷器及保護裝置 使線路發生短路時能迅速切斷電源 2 防止電氣設備過負荷的措施A 通過導線的電流不得超過其安全載流量 不能在原線路上擅自增加用電設備 B 電氣設備的容量要與實際負載功率相匹配 也不要 大馬拉小車 造成浪費 6 防止電氣設備絕緣老化根據不同環境選擇安裝位置 盡可能避開熱源 陽光直射處以及腐蝕介質場所 7 防止接觸電阻過大導線與導線或導線與電氣設備接線端子的連接 應接觸良好 在易發生接觸電阻過大的部位 可涂上變色漆或安放示溫片 便于監督 四 電氣安全基礎知識 1 低壓配電系統 相電壓220V線電壓380V人體電阻值通常取800 1000 2 人體觸電方式 單相觸電兩相觸電跨步電壓接觸電壓和雷擊觸電 五 電氣火災滅火災安全技術 1 電氣火災的特點 電氣火災與一般性火災相比 有兩個突出特點 一是著火后電氣裝置可能仍然帶電 且因電氣絕緣損壞或帶電導線斷落等接地短路事故發生時 在一定范圍存在著危險的觸電電壓和跨步電壓 滅火時若未注意或未預先采取適當安全措施 便會引起觸電傷亡事故 二是充油電氣設備 如變壓器 油開關 電容器等 受熱后有可能發生噴油 甚至爆炸 造成火災蔓延并危及救火人員的安全 因此在撲救電氣火災時 應根據起火場所和電氣裝置的具體情況 有針對性地進行有效撲救 2 滅火前的電源處理發生電氣火災時 應盡可能先切斷電源 然后再使用相應的滅火器材進行滅火 以加強滅火效果和防止救火人員在滅火時發生觸電 3 帶電滅火注意事項電氣火災發生后 如果處于無法切斷或不允許切斷電源 時間緊迫來不及斷電或不能肯定確實已斷電的情況下應實行帶電滅火 在帶電滅火時必須注意以下幾點A 帶電滅火必須有可帶電滅火的滅火器 如CO2 CCI4滅火器B 滅火器機嘴及人體與帶電體之間應保持足夠安全距離 C 高壓電氣設備或導線斷落在地面發生接地時 應劃出一定警戒范圍以防止跨步電壓觸電 D 水槍滅火時應采用噴霧水槍 同時必須采取安全措施 E 遇到變壓器 油開關電容器等油箱破裂 火勢很猛時 一定要立即切除電源并將絕緣油導入儲油坑 坑內的油火可采用干砂或泡沫滅火劑等撲滅 地面的油火則不準用直流水噴射 以防止油火四濺使著火面擴大 小面積可用噴霧水撲滅 此外 還要防止燃燒著的油流入電纜溝內引起蔓延 F 工作中的電動機著火時 為防止設備的軸與軸承變形 應使其慢速轉動并用噴霧水槍撲救 使其均勻地冷卻 也可采用CO2滅火器撲救 但不可使用干粉 砂子或泥土等滅火 以免造成電機的絕緣破壞和軸承受損 六 變配電所防火 變配電所在電力系統中起著變換電能和交換電壓的作用 由于其含有大量大功率電氣設備 電纜和油系統 發生火災事故的幾率較大 1 配電所內 火災危險性最大的是變壓器 斷路器和電容器等電氣設備 2 電力變壓器 油浸電力變壓器和干式變壓器 圖示 地下室不宜選用礦物油變壓器 3 蓄電池室 蓄電池在充電時 會有氫氣和氧氣逸出 因此蓄電池室內的電氣設備 通風機和照明燈具等 應采用密封防爆式電氣設備 油浸電力變壓器和干式變壓器 七 防雷 雷電是自然界的一種大氣放電現象 雷電災害是最嚴重的自然災害之一 當地面上的建筑物和電力系統內的電氣設備遭受直接雷擊或雷電感應時 其放電電壓可達數百萬伏至數千萬伏 電流達數十萬安倍 遠遠大于發供電系統的正常值 因此其破壞性極大 我國每年因雷擊造成的人員傷亡估計為3000 4000人 財產損失估計在50 100億元左右 防雷措施主要是設置防雷裝置 圖示 完整的一套防雷裝置都是由接閃器 引下線和接地裝置三部分組成的 1 接閃器 避雷針 避雷線 架空避雷網和避雷帶實際上都是接閃器 避雷針主要用來保護露天發電 變配電裝置和建筑物 避雷線對電力線路等較長的保護物最為適用 避雷網和避雷帶主要用于保護建筑物 2 引下線 引下線為避雷裝置的中段部分 上接接閃器 下接接地裝置 引下線是連接接閃器與接地裝置的金屬導體 應滿足機械強度 耐腐蝕和熱穩定性的要求 引下線一般采用圓鋼或扁鋼 3 接地裝置 接地裝置包括接地地線和接地體 接地裝置可采用扁鋼 圓鋼 角鋼 鋼管等鋼材制成 接地裝置其允許的接地電阻值為10 30 八 防靜電 1 固體靜電 固體材料的起電通常包括 接觸 分離起電 物理效應起電 感應起電等起電類型 在生產工藝中 某些物質在擠出 過濾 粉碎 研磨過程中均可能有靜電產生 而產生的靜電往往能引起火災和電擊等事故 2 粉體靜電 粉體是指由固體物質分散而成的細小顆粒 在生產過程中 例如在研磨 攪拌 篩選 過濾和料管中氣力輸送等工序中經常有靜電產生 輕者使操作人員遭到電擊 影響生產 重則引起重大爆炸事故 3 液體靜電 液體在流動 攪拌 沿降 過濾 搖晃 噴射 飛濺 沖刷 灌注等過程中都可能產生靜電 這種靜電常常能引起易燃液體的火災和爆炸 4 氣體靜電 氣體在管道內加壓流動時 接觸 分離的機會大大增加 同時氣體加壓后流動速度非常快 這樣就會帶有很高的靜電 加之在內部存在大量的灰塵 金屬粉末 液滴 水銹等微小顆粒 就更增大帶電的可能性 一般蒸汽調整 噴出 靜電 帶電可達幾百到十幾萬伏的靜電電壓 因此氣體帶電現象應引起足夠重視 特別是在排放液氫 排除石油液化氣儲罐中的廢氣時 一定要限制排放速度 防止產生爆炸事故 5 防止靜電危害的方法措施 防止或減少靜電的產生A 正確地選擇材料B 工藝的改進C 降低摩擦速度和流速D 減少特殊爆炸中的靜電 設法減少靜電積累 防止有足夠能量的靜電放電A 靜電接地B 增加空氣的相對濕度C 采用抗靜電添加劑D 采用靜電消除器防止帶電E 其他方法 防止危險性混合物的形成A 用非可燃物取代易燃介質B 降低爆炸混合物在空氣的濃度C 減少氧含量或采取強制通風措施 第二部分廠房防爆 一 生產火災爆炸危險性分類工業廠房的防爆 首先要確定生產物品的火災爆炸危險性類別 然后按照所屬火災爆炸危險性類別確定建筑物的耐火等級 層數 面積和設置必要的防火分隔物 安全疏散設施 防爆泄壓設施與周圍建筑物的防火間距等 生產物品的火災爆炸危險性分類 固體是按照該物質的物理 化學特性以及火災危險特點進行分類 液體按閃點進行分類 氣體按爆炸極限進行分類 生產的火災危險性是按生產過程中使用或加工的物品的火災危險性進行分類的 根據 建筑設計防火規范 GBJ16 87 將其分為五類因甲乙丙類有防爆要求故下表中丁戊類刪略生產的火災危險性分類 二 廠房的防爆措施 廠房的防爆措施一般包括三個方面的內容 一是防爆泄壓 二是合理考慮建筑布局及建筑本身的平面布置 三是防爆電氣設備的選用 1 廠房防爆泄壓的措施A 有爆炸危險的甲 乙類廠房宜采用敞開或半敞開式的廠房 且宜采用鋼筋混凝土柱 鋼柱承重的框架或排架結構 鋼柱宜作防火保護層 B 有爆炸危險的甲 乙類廠房 應設置必要的泄壓設施 泄壓設施應采用輕質屋蓋 易于泄壓的門窗或輕質墻體作為泄壓面積 作為泄壓面積的輕質屋蓋 輕質墻體其每平方米重量不宜超過120KG C 泄壓面積與廠房體積的比值宜采用0 05 0 22 爆炸介質威力較強或爆炸壓力上升速度較快的廠房 應盡量加大比值 D 散發較空氣輕的可燃氣體 可燃蒸汽的甲類廠房 宜采用全部或局部輕質屋蓋作為泄壓設施 頂棚應盡量平整 避免死角 廠房上部空間要通風良好 E 散發較空氣重的可燃氣體 可燃蒸汽的甲類廠房以及有粉塵 纖維爆炸危險的乙類廠房應采用不發生火花的地面 如采用絕緣材料作整體面層時 應采取防靜電措施 地面下不宜設地溝 如必須設置時 其蓋板應嚴密 并應采用非燃燒材料緊密填實 于相鄰廠房連通處 應采用非燃燒材料密封 F 散發可燃粉塵 纖維的廠房內表面平整 光滑 并易于清掃 2 有爆炸危險的廠房的總體布局和平面布置A 有爆炸危險的甲乙類廠房宜獨立設置B 泄壓面積的設置應避開人員集中的場所和主要交通道路 并宜靠近容易發生爆炸的部位 C 有爆炸危險的甲乙類生產部位 宜設在單層廠房靠外墻或多層廠房的最上一層外墻處 有爆炸危險的設備應盡量避開廠房的梁 柱等承重構件布置 D 有爆炸危險的甲乙類廠房內不應設置辦公室 休息室 如必須貼鄰本廠房設置時 應采用一 二級耐火等級建筑 并應采用耐火極限不低于3h的非燃燒體防護墻隔開和設置直通室外或疏散樓梯的安全出口 E 有爆炸危險的甲乙類廠房總控制室應獨立設置 其分控制室可毗鄰外墻設置 并應用