герб

ГОСТы

флаг

Классификация взрывоопасных зон в национальных и международных стандартах, правилах

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ, ПРОЕКТНЫЙ И ПРОЕКТО-КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ ПО КОМПЛЕКСНОЙ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
"ТЯЖПРОМЭЛЕКТРОПРОЕКТ"
имени Ф.Б. Якубовского

КЛАССИФИКАЦИЯ ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОН
В НАЦИОНАЛЬНЫХ И МЕЖДУНАРОДНЫХ
СТАНДАРТАХ, ПРАВИЛАХ

Главный инженер института

___________ А.Г. Смирнов

Начальник технического отдела

___________ Л.Б. Годгельф

Москва 1992

Содержание

1. Вводная часть

2. Нормативно-техническая документация СССР

2.1. Глава 7.3 ПУЭ 6 изд. Общие принципы классификации

2.2. Глава 7.3 ПУЭ 7 изд. (проект). Общие принципы классификации

2.3. Классификация отдельных взрывоопасных установок

2.3.1. Окрасочные производства

2.3.2. Производства, связанные с обращением газообразного водорода

2.3.3. Зарядные помещения зарядных станций, передвижных тяговых аккумуляторных батарей

2.3.4. Стационарные кислотные аккумуляторные батареи

2.3.5. Котельные и утилизационные установки

2.3.6. Вентиляционные системы

2.3.7. Аммиачные производства

3. МЭК. Публикация 79-10

4. США. Национальный электротехнический код (NEC )

5. Германия. Стандарт DIN 57165/ VDE0165

6. Европейские нормы EN

7. Япония. Указания по классификации взрывоопасных зон

8. Сопоставление классов и размеров взрывоопасных зон, принятых национальными и международными стандартами, правилами

Приложение I справочное.

Примеры классификации взрывоопасных зон, согласно рекомендациям МЭК

Приложение 2 справочное.

Классификация специальных установок согласно требованиям NEC

I. ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Определение классов взрывоопасных зон - важнейший этап проектирования взрывоопасных установок, имеющий цель - снижение вероятности, предотвращение инициированных электрооборудованием взрывов газовых и пылевоздушных смесей, которые, как правило, влекут за собой человеческие жертвы и значительный материальный ущерб. Проблемам обоснованной классификации взрывоопасных зон посвящены специально международные и национальные стандарты, правила, другие нормативные документы.

Данная разработка проведена в связи с переизданием Правил устройства электроустановок, глава 7.3 которых посвящена электроустановкам взрывоопасных производств.

В работе приведены обоснования нормативных требований в части классификации, причины проведенной корректировки, планы предложения по их дальнейшему совершенствованию. Значительное внимание уделено геометрии и размерам взрывоопасных зон для ряда характерных производств.

Нормы СССР сопоставлены с нормативными документами МЭК (публикация 79-10), США (национальный электротехнический код, раздел 500), Германии (стандарт VDE0165) и Японии.

Разработана таблица унификации классов взрывоопасных зон для вышеперечисленных документов.

Работой рекомендуется пользоваться при проектировании и эксплуатации электроустановок взрывоопасных производств любой отрасли народного хозяйства.

2. НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ СССР

2.1. Глава 7.3. ПУЭ 6 изд. Общие принципы классификации

В Советском Союзе классификация взрывоопасных зон производится в настоящее время согласно требованиям главы 7.3. "Электроустановки во взрывоопасных зонах" ПУЭ 6 изд. (1985 г.).

В основу классификации взрывоопасных зон положены следующие факторы:

- Возможность образования взрывоопасной смеси при нормальных режимах работы, а также в результате аварий или неисправностей;

- Характеристики горючих веществ (газ, сжиженный газ, пары ЛВЖ, пыли и волокна);

- Объем образовавшейся газо- и паровоздушной смеси в помещении. Если объем взрывоопасной смеси превышает 5 % свободного объема помещения - взрывоопасная зона занимает весь объем помещения; если объем взрывоопасной смеси равен или менее 5 % свободного объема помещения - имеет место ограниченная взрывоопасная зона в помещении в пределах до 5 м горизонтали и вертикали от источника выделения.

Критерий (5 % свободного объема помещения) заимствован из методики категорирования производства.

До 1985 г. Категорирование производства по взрывоопасной и пожарной опасности (категории А, Б, В, Г, Д, Е) производилось согласно СНиП II-90-81 "Производственные здания промышленных предприятий". В основу категорирования, определяющего строительные объемно-планировочные и конструктивные решения зданий и помещений, был также положен критерий объема взрывоопасной смеси (при превышении 5 % свободного объема помещения, последние относились к взрывоопасным категориям А или Б или взрывоопасной категории Е). Определение объема взрывоопасной смеси производилось согласно инструкции СН 463-74 Госстроя СССР "Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности".

Целесообразность использования единого критерия для категорирования производства и классификации взрывоопасных зон была подтверждена многолетней практикой проектирования промышленных предприятий, что нашло отражение в решении совещания по проблемам категорирования производств и классификации зон, проведенного под эгидой ГКНТ СССР в г. Черноголовке в 1986 г.

В помещениях при нормальном режиме работы имеют место:

- взрывоопасная зона класса В- I при выделении горючих газов или паров ЛВЖ. Зона занимает весь объем помещения при объеме взрывоопасной смеси, превышающем 5 % свободного объема помещения. При незначительных количествах горючих газов, паров ЛВЖ, исключающих образование взрывоопасной зоны в объеме, превышающем 5 % свободного объема помещения, имеет место локальная взрывоопасная зона класса В- Iб (сфера радиусом 5 м от места выделения газов, паров);

- взрывоопасная зона класса В- II при выделении горючих пыли или волокон. Размеры взрывоопасной зоны класса В- II требованиями главы 7.3 не установлены, но на практике принимается, что зона этого класса занимает весь объем помещения.

В помещениях при авариях и неисправностях (включая ошибочные действия эксплуатационного персонала) имеют место:

- взрывоопасные зоны классов В- Iа, В- Iб - при выделении газов или паров ЛВЖ. Как правило, зона класса В- Iа занимает весь объем помещения, зона В- Iб - часть объема помещения;

- взрывоопасная зона класса В- IIа при выделении горючей пыли, волокон. При проектировании, как правило, принимается что зона этого класса занимает весь объем помещения.

Для наружных взрывоопасных установок определена взрывоопасная зона класса В- Iг. Размеры зоны В- Iг главой 7.3 регламентируются для ограниченного числа установок: клапаны, задвижки, сливо-наливные устройства, резервуары с ЛВЖ и некоторые другие.

Общие принципы классификации взрывоопасных зон согласно требованиям главы 7.3 ПУЭ 6 изд. представлены в табл. 1.

Таблица 1

Горючие вещества

Объемы взрывоопасной смеси

Класс взрывоопасной зоны

Размеры взрывоопасной зоны

Категория производства по
СНиП II-90-81

Норм. работа

Авария, неисправность

Взрывоопасные установки в помещениях

Горючие газы, ЛВЖ

Более 5 % свободного объема помещения

В - I

В - I а

Весь объем помещения

А, Б

Равно или менее 5 % свободного объема помещения

В - I б

В - I б

Часть объема помещения

В, Г, Д

Горючие пыли, волокна с НКПР < 65 г/м3

Независимо от объема взрывоопасной смеси

В - II

В - II а

Не нормированы

Б (при объеме смеси > 5 %)

Наружные взрывоопасные установки

Горючие газы, ЛВЖ

-

В - I г

В - I г

Согласно п. 7.3.44

Не категорируются

ПРИМЕЧАНИЯ: 1. Горючие пыли, волокна с НКПР ³ 65 г/м3 образуют в помещениях пожароопасные зоны класса П- II .

2. Горючие жидкости (температура вспышки паров выше 61 ° С) образуют в помещениях пожароопасные зоны класса П- I , в наружных установках - пожароопасную зону класса П- III .

Действующими требованиями допускается при выполнении ряда профилактических мероприятий относить взрывоопасные зоны класса В- I с легкими газами к взрывоопасной зоне класса В- Iа.

Требованиями главы 7.3 оговариваются особенности определения взрывоопасных зон для помещений со специфическими производствами; окрасочные цеха, котельные, установки с обращением газообразного водорода, аммиачные производства, вытяжные венткамеры и др. (см. раздел 2.3).

К недостаткам действующей в настоящее время в СССР классификации взрывоопасных зон следует отнести:

1. Несоответствие классам взрывоопасных зон, рекомендуемым публикацией МЭК 79-10 (первое издание 1972 г. и второе издание 1986 г.) к использованию в национальных стандартах в максимально возможной степени, хотя представители СССР высказались за опубликование публикации.

В настоящее время публикация МЭК 79-10 положена в основу классификации взрывоопасных зон практически всеми развитыми странами.

Следует отметить, что рекомендации МЭК 79-12, 79-0, касающиеся обозначений смесей газов и паров с воздухом, маркировок взрывозащищенного электрооборудования, ранее были учтены в главе 7.3 ПУЭ 6 изд.

2. Недостаточная обоснованность критерия отнесения горючих пылей, волокон к взрывоопасным (НКПР < 65 г/м3), содержащегося и в ПУЭ предыдущих изданий. Практика эксплуатации взрывоопасных установок подтвердила значительную опасность пылевоздушных смесей, НКПР которых превосходит 65 г/м3.

3. Установленные геометрия и размеры локальных зон (5 м по вертикали и горизонтали от места выброса) не учитывают удельную плотность взрывоопасной смеси по отношению к воздуху и не зависят от энергетической характеристики горючих веществ.

2.2. Глава 7.3 ПУЭ 7 изд. (проект). Общие принципы классификации

С 01.01.87 г. были введены в действие общесоюзные нормы технологического проектирования "Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности" (ОНТП инструкция СН 463-74 Госстроя СССР была аннулирована.

В основу категорирования помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности был положен энергетический подход взамен ранее действующего объемного, а именно, при расчетном давлении взрыва в помещении, превышающем 5 кПа, помещение категорируется как взрывопожароопасное (категории А или Б). При этом в качестве расчетного должен приниматься наиболее неблагоприятный вариант аварии, при котором во взрыве участвует наибольшее количество горючих веществ или материалов.

Следует отметить, что введение и объемного и энергетического критериев категорирования производств по взрывопожароопасности преследует одну цель - обеспечить максимальную сохранность строительных конструкций здания, сооружения при возможном взрыве обращающихся горючих веществ. Энергетический подход позволяет более точно оценить последствия взрыва по сравнению с объемным, поэтому целесообразность его введения не вызывает сомнений. Однако установление единой величины расчетного избыточного давления взрыва (5 кПа) для разных строительных конструкций должно привести к необоснованным затратам при сооружении многих зданий и сооружений промышленных предприятий.

С 1986 г. начались работы по подготовке выпуска ПУЭ 7 изд. Разработка главы 7.3. ПУЭ была поручена институтам Тяжпромэлектропроект (Москва) и ВНИИВЭ (Донецк). В 1988 г. разработка проекта главы 7.3 ПУЭ 7 изд. была завершена. Существенным изменениям по сравнению с ПУЭ 6 изд. был подвергнут раздел, касающийся классификации взрывоопасных зон. Это было вызвано следующими факторами:

- В главе 7.3. должны быть учтены требования общесоюзных норм ОНТП 24-86, в первую очередь касающиеся перехода на энергетический критерий категорирования производств по взрывопожароопасности;

- Госстандарт СССР предложил при разработке главы 7.3 ПУЭ в максимально возможной степени учесть рекомендации публикаций: 79-10 "Классификация опасных зон" (второе издание, 1986 г.) и 79-14 "Электрические установки во взрывоопасных газовых средах" (первое издание, 1984 г.), разработанные ТК 31 МЭК и одобренные представителями СССР в ТК 31;

- К моменту разработки ПУЭ 7 изд. имелись конкретные замечания и предложения проектных и научно-исследовательских организаций и промышленных предприятий, касающиеся классификации взрывоопасных зон.

В проекте главы 7.3 ПУЭ 7 изд. в основу классификации взрывоопасных зон положены следующие принципы:

1. Определения и обозначения классов взрывоопасных зон приняты исходя из учета в максимально возможной степени рекомендаций 79-10 и из соображений преемственности требований по классификации взрывоопасных зон, чтобы облегчить переход на новую классификацию специалистам проектировщикам и службам эксплуатации и надзора.

2. Класс взрывоопасной зоны определяется в зависимости от частоты и длительности присутствия взрывоопасной смеси. Газовые взрывоопасные смеси образуют взрывоопасные зоны классов 0, 1, 2, 3. В зоне класса 0 газовая взрывоопасная среда присутствует постоянно или в течение длительного времени, в зоне класса 1 взрывоопасная среда может образоваться при нормальной работе, в зоне класса 3 взрывоопасная среда присутствует кратковременно, в зоне класса 2 - в результате аварий и неисправностей.

При разработке проекта главы 7.3. ПУЭ 7 изд. высказывались пожелания в определениях зон заменить качественные критерии на количественные. Это признано нецелесообразным, так как качественные критерии, как показывает многолетняя практика, достаточно четкие и не допускают неоднозначной трактовки при принятии решения. Кроме того, учитывая многообразие условий образования взрывоопасных смесей для конкретных производств, практически невозможно определить единые количественные критерии. Поэтому в проекте главы 7.3. ПУЭ имеется указание, что классы взрывоопасных зон характерных производств должны содержаться в нормах технологического проектирования или в отраслевых перечнях производств по взрывопожароопасности.

Следует также отметить, что в нормативных документах как национальных, так и международных количественные критерии для определения взрывоопасных зон не содержатся.

3. В отличие от рекомендаций публикации 79-10 проектом главы 7.3. ПУЭ 7 изд. принято:

- взрывоопасная зона класса 0 может иметь место только в пределах корпусов технологического оборудования и трубопроводов, которые нельзя изолировать от проникновения в них воздуха;

- взрывоопасная зона класса 2 имеет место только при авариях, неисправностях (например, нарушение прокладок на трубопроводах и оборудовании, перезаполнение резервуаров, отключение вентиляции, разрыв уплотнений насосов, разрыв трубопроводных линий или фланцевых стыков, случайные проливы ЛВЖ). При этом аварии катастрофических размеров, такие как разрыв трубопроводов высокого давления или резервуаров значительной емкости не должны рассматриваться при проектировании электроустановок;

- дополнительно введено понятие взрывоопасной зоны класса 3.

4. Взрывоопасная зона класса I имеет место только при нормальной работе, например, при разгрузке аппаратов. При проектировании взрывоопасных установок, особенно в помещениях, должны быть приняты меры (совершенствование технологического процесса, объемно-планировочные решения, повышенные требования к вентиляции), чтобы количество взрывоопасных зон класса I было минимальным, а их размеры незначительны.

5. В дополнение к публикации 79-10 главой 7.3. ПУЭ 7 изд. устанавливается, что газовые взрывоопасные смеси в помещениях могут образовать взрывоопасную зону класса 3 (аналогия зоне класса В- Iб согласно ПУЭ 6 изд.). К взрывоопасной зоне класса 3 отнесено пространство в помещениях, внутри которого образование газовой взрывоопасной среды маловероятно, а если и образуется, то присутствует лишь кратковременно. К зоне класса 3 также относится пространство в помещениях, в котором по условиям технологического процесса горючие газы, ЛВЖ имеются в незначительных количествах и при их воспламенении в нормальном и аварийном режимах работы исключается образование расчетного избыточного давления взрыва в помещении, превышающего 5 кПа.

Таким образом взрывоопасная зона класса 3 отсутствует, с одной стороны, зоне 2 согласно публикации 79-10, образуемой только при нормальной работе, и, с другой стороны, взрывоопасной зоне класса В- Iб согласно главе 7.3. ПУЭ 6 изд. Во взрывоопасной зоне класса 3 может устанавливаться взамен взрывозащищенного оборудования электрооборудование общего назначения со степенью защиты оболочки не менее IP44. В остальном должны выполняться требования главы 7.3. Многолетняя практика эксплуатации электроустановок, размещенных во взрывоопасных зонах класса В- Iб, подтвердила правомерность этих решений. Это решение корреспондируется и с зарубежной практикой. Для отдельных установок, отнесенных к взрывоопасной зоне класса 2, стандартами ФРГ, США допускается установка электрооборудования без средств взрывозащиты.

6. Пылевоздушные взрывоопасные смеси в помещениях образуют взрывоопасные зоны классов 10 (при нормальном режиме работы) и 11 (при авариях, неисправностях), если при их воспламенении развивается расчетное избыточное давление взрыва, превышающее 5 кПа.

Действующий в главе 7.3. ПУЭ 6 изд. критерий 65 г/м3 исключен как необоснованный. Обозначения зон 10 и 11 соответствуют проекту публикации МЭК и уже принятым в стандарте DIN57165/ VDE0165.

7. Классы и размеры взрывоопасных зон для наружных взрывоопасных установок должны приниматься в соответствии с отраслевыми нормами технологического проектирования, учитывающими особенности технологических процессов и опыт эксплуатации соответствующих действующих взрывоопасных установок.

Допускается принимать для наружных установок при отсутствии ужесточений в отраслевых нормативных документах взрывоопасную зону класса 2 в пределах до:

а) 0,5 м по горизонтали и вертикали от закрытых и дверных проемов в наружной ограждающей конструкции помещения при примыкании к проему взрывоопасных зон классов 1, 10 (исключение - проемы окон, заполненных стеклоблоками);

б) 3 м по горизонтали и вертикали от закрытых технологических аппаратов, содержащих горючие газы или ЛВЖ; от вытяжных вентиляторов, установленных снаружи (на улице) и обслуживающих помещения со взрывоопасными зонами классов 1, 10;

в) 5 м по горизонтали и вертикали: от устройства для выброса из предохранительных и дыхательных клапанов емкостей и технологических аппаратов с горючими газами или ЛВЖ; от открытых проемов в наружной ограждающей конструкции помещения при примыкании к проему взрывоопасных зон классов 1, 2, 10; от расположенных на ограждающих конструкциях зданий устройств для выброса воздуха из систем вытяжной вентиляции помещений с взрывоопасными зонами классов 1, 10;

г) 10 м по горизонтали и вертикали от места открытого слива и налива для эстакад с открытым сливом и наливом ЛВЖ.

У установок, выделяющих непрерывно в атмосферу горючие газы, пары ЛВЖ при нормальной работе, имеет место ограничения взрывоопасная зона класса 1 (например, у дыхательных клапанов, нефтяных ловушек, мест открытого слива и налива ЛВЖ). При отсутствии данных в ведомственных нормативных документах зону класса 1 допускается принимать в пределах не более 1 м от мест выделения газов, паров ЛВЖ. Вокруг зоны 1 будет, как правило, иметь место взрывоопасная зона класса 2.

Пространство у трубопроводов горючих газов, ЛВЖ не является взрывоопасным за исключением зон класса 2 в пределах до 3 м по горизонтали и вертикали от запорной арматуры и фланцевых соединений трубопроводов.

8. Принципы классификации взрывоопасных зон должны быть увязаны между собой. Это требование реализовывалось в предыдущих изданиях глав 7.3 и 7.4 ПУЭ.

9. Вновь принимаемое обозначение классов взрывоопасных зон в ПУЭ 7 изд. соответствует принятым в главе 7.3 ПУЭ 6 изд. классам:

0 Л В- I

1 Л В- I, В- Iг

2 Л В- Iа, В- Iг

3 Л В- Iб

10 Л В- II

11 Л В- IIа

Общие принципы классификации взрывоопасных зон представлены в табл. 2.

Таблица 2

Общие принципы классификации взрывоопасных зон
согласно требованиям гл. 7.3. ПУЭ 7 изд.

Горючие вещества

Расчетное избыточное давление взрыва в помещении

Класс взрывоопасной зоны

Размеры взрывоопасной зоны

Категория помещения по ОНТП 24-86

нормальная работа

авария, неисправность

1

2

3

4

5

6

Взрывоопасные установки в помещениях

Горючие газы, ЛВЖ

более 5 кПа

0, 1

2

весь объем помещения

А, Б

равно или менее 5 кПа

0, 1, 3

3

часть объема помещения

В, Г, Д

Горючие пыли, волокна

более 5 кПа

10

II

Весь объем помещения

Б

равно или менее 5 кПа

II - II

II - II

согласно главе 7.4

В

Вещества и материалы, способные образовывать опасные смеси при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом

более 5 кПа

-

2

весь объем помещения

А

равно или менее 5 кПа

-

3

часть объема помещения

В, Г, Д

Перегретые горючие жидкости

более 5 кПа

-

2

весь объем помещения

Б

равно или менее 5 кПа

-

II - I

согласно главе 7.4

В, Г, Д

Наружные взрывоопасные установки

Горючие газы, ЛВЖ

-

0, 1

2

согласно 7.3.52

-

Горючие пыли, волокна

-

II - III

II - III

согласно главе 7.4

-

ПРИМЕЧАНИЕ: Взрывоопасная зона класса 0 может иметь место только в пределах корпусов технологического оборудования.

10. В части геометрии и размеров взрывоопасных зон, принимаемых согласно требованиям главы 7.3. ПУЭ, необходимо отметить:

10.1. Понятие взрывоопасной зоны в помещении было введено в стране в 1980 г. главой 7.3. ПУЭ 5 изд. До того времени принималось, что при наличии взрывоопасной смеси помещение целиком считалось взрывоопасным того или иного класса.

Введение понятия взрывоопасной зоны преследовало экономические цели, так как на практике нередко имели место случаи, когда в производственном помещении находилась единичная взрывоопасная установка, что вынуждало во всем помещении необоснованно применять дефицитное взрывозащищенное электрооборудование.

Введение понятия взрывоопасной зоны дало возможность за пределами зоны устанавливать электрооборудование без средств взрывозащиты.

10.2. При расчетном избыточном давлении газовой взрывоопасной смеси в помещении, превышающем 5 кПа, взрывоопасная зона занимает весь объем помещения. При давлении, равном или менее 5 кПа; взрывоопасная зона занимает часть объема помещения и представляет собой ограниченную взрывоопасную зону. Согласно требованиям главы 7.3. ПУЭ 6 изд. ограниченная зона принималась в пределах 5 м по горизонтали и вертикали от места выделения горючего вещества. В главе 7.3. ПУЭ 7 изд. принято, что ограниченная взрывоопасная зона представляет собой цилиндр с радиусом и высотой, определяемыми согласно норм технологического проектирования или рассчитываемыми технологами согласно ГОСТ 12.1.004-85.

12.3. Органы пожнадзора предписывают размеры взрывоопасных зон определять расчетом в соответствии с ГОСТ 12.1.004-85. Однако выполнение расчета согласно упомянутому стандарту требует детальных исходных данных, которые реально могут иметься только при выполнении рабочей документации. Но задача по определению размеров взрывоопасных зон должна решаться на более ранней стадии проектирования, когда определяются объемно-планировочные решения помещений и зданий.

Представляется, что по этим причинам практика определения размеров ограниченных взрывоопасных зон за рубежом иная. Для ряда технологических установок, предприятий разработаны отраслевые рекомендации, в которых указаны класс и размеры ограниченных зон для конкретного оборудования, установленного как внутри, так и вне помещений. Размеры и габариты зон определялись на основании экспериментальных обследований аналогичных установок действующих производств с учетом опыта их эксплуатации.

10.4. Учитывая, что определение размеров ограниченных взрывоопасных зон согласно ГОСТ 12.1.004-85 сопряжено со значительными трудностями, главой 7.3. ПУЭ 7 изд. допускается принимать радиус цилиндра равным 5 м, а высоту цилиндра для легких газов - 1 м, а для тяжелых газов и паров - А + 1 м, где А - расстояние от пола до уровня источника выброса горючего вещества. Высота считается от пола вверх помещения для тяжелых газов и паров и от потолка вниз помещения для легких газов. Это решение базируется на практике зарубежных стран и рекомендациях МЭК (см. справочные приложения I и 2).

Подтверждением этому могут служить выводы экспериментальной научно-исследовательской работы, выполненной в 1983 г. одним из НИИ совместно с ВНИИПО МВД СССР. Рекомендуемые предложения по результатам исследований представлены в табл. 3.

Таблица 3

Рекомендации по геометрии и размерам взрывоопасных зон
в помещениях, вытекающие из выполненной в 1983 г.
экспериментальной научно-исследовательской работы

Характеристика взрывоопасной зоны

Геометрия и размер (м) взрывоопасной зоны

Ограниченная взрывоопасная зона, образуемая тяжелыми газами в помещении категорий В, Г, Д

Ограниченная взрывоопасная зона, образуемая легкими газами в помещении категорий В, Г, Д

Ограниченная взрывоопасная зона, образуемая парами ЛВЖ в помещении категорий В, Г, Д

Объем взрывоопасной смеси газов, паров превышает 5 %, свободного объема помещения, поэтому помещение отнесено к категории А или Б

ПРИМЕЧАНИЕ : Размеры по горизонтали могут быть уточнены дальнейшими исследованиями

10.5. Согласно определению зоны 3, она является локальной. Однако учитывая, что зоны от различных источников выброса могут перекрывать друг друга, нередко все помещение целиком классифицирует как взрывоопасную зону класса 3.

11. Ниже прокомментированы ряд отличий требований проекта главы 7.3. ПУЭ 7 изд. от главы 7.3. ПУЭ 6 изд.

11.1. Проектом главы 7.3 ПУЭ 7 изд. принято, что ограниченная взрывоопасная зона при нормальной работе классифицируется как зона классов 1 или 3, при авариях, повреждениях - как зона класса 3. Согласно ПУЭ 6 изд. ограниченная взрывоопасная зона в обоих случаях относилась к классу 3. Ужесточение требования обосновывается органами надзора постоянным или длительным присутствием взрывоопасной газовой среды при нормальной работе установки.

11.2. Ограниченные взрывоопасные зоны класса 3 не имеют места в помещении, если работа с горючими газами и ЛВЖ производится под вытяжными зонтами или в вытяжных шкафах. Кроме того, в проекте главы 7.3 ПУЭ 7 изд. указано, что помещения лабораторий с ограниченными взрывоопасными зонами класса 3 при выполнении профилактических мероприятий согласно 7.3.54 допускается относить к невзрывоопасным.

11.3. В главе 7.3 ПУЭ 6 изд. отсутствовал критерий, при котором можно было бы зоны вообще не относить к взрывоопасным. В ПУЭ 7 изд. такой критерий введен. Принято, что при расчетном давлении взрыва в помещении, не превышающем 0,5 кПа, зоны не относятся к взрывоопасным (согласно проведенным исследованиям установлено, что при этом не разрушаются стеклянные ограждения).

2.3. Классификация отдельных взрывоопасных установок

2.3.1. Окрасочные производства

Классификация взрывоопасных зон при применении для окраски горючих материалов производится в настоящее время согласно п. 7.3.49. ПУЭ 6 изд. в зависимости от соотношения площадей окрасочных и сушильных камер и общей площади помещения.

Если общая площадь камер не превышает 200 м2 при общей площади помещения до 2000 м2 или 10 % при общей площади помещений более 2000 м2 - имеют место взрывоопасные зоны в пределах до 5 м горизонтали и вертикали от открытых проемов камер. При большей площади камер должен определяться объем взрывоопасной смеси при максимально возможном выбросе горючих материалов. При объеме взрывоопасной смеси, превышающем 5 % свободного объема помещения, все помещение следует относить к взрывоопасной зоне класса В- Iа. При объеме взрывоопасной смеси, равном или менее 5 % свободного объема помещения, в местах возможного пролива ЛВЖ будут ограниченные взрывоопасные зоны класса В- Iб, при этом у открытых проемов окрасочных и сушильных камер будут иметь место 5 м взрывоопасные зоны.

Аналогичный подход к классификации взрывоопасных зон был принят при бескамерной окраске изделий на открытых решетках.

Классы пятиметровых взрывоопасных зон у открытых проемов окрасочных, сушильных камер и от краев решеток при бескамерной окраске в п. 7.3.49 ПУЭ 6 изд. не указаны. На практике принималось, что 5 м взрывоопасная зона у проемов окрасочных камер и от краев решеток при бескамерной окраске относились к классу В- Iа, у проемов сушильных камер - к классу В- Iб.

Проектирование электроустановок окрасочных производств согласно п. 7.3.49. ПУЭ 6 изд. выявило ряд нечеткостей, содержащихся в этом параграфе:

а) Неправомерна запись " ¼ если общая площадь этих камер не превышает 200 м2 при общей площади помещения до 2000 м3 ¼", введенная в ПУЭ с целью учета фактически сложившейся ситуации при сооружении небольших окрасочных производств. При площади помещения значительно меньшей 2000 м2 имело место неоправданное снижение требований в части взрывобезопасности установки.

б) Указание, что окрасочные и сушильные камеры располагаются в общем технологическом потоке производства, вызывает разночтение при применении требований 7.3.49 к сооружению отдельных окрасочных цехов.

в) Следовало конкретизировать классы 5 - метровых взрывоопасных зон у открытых проемов камер и у открытых решеток.

Следует отметить, что наряду с главой 7.3. ПУЭ 6 изд. действуют еще ряд нормативных документов, касающихся классификации взрывоопасных зон окрасочных производств:

а) ГОСТ 12.3.005-75* "Работы окрасочные. Общие требования безопасности" устанавливает у открытых проемов окрасочного оборудования в радиусе 5 м пожаро- и взрывоопасные зоны. Класс зоны при этом не указывается.

б) Правила и нормы техники безопасности, пожарной безопасности и производственной санитарии для окрасочных цехов (издательство "Машиностроение", 1977 г.), утвержденные Минхимнефтемаш и согласованные с Госстроем СССР, ГУПО МВД СССР, ЦК профсоюза и объединением "Союзкраска" определяют взрывоопасную или пожароопасную зону в радиусе 5 м от открытых проемов камер, если общая площадь, занимаемая окрасочным оборудованием, не превышает 200 м2 или 10 % площади помещения. В табл. 4 правил приведена классификация взрывоопасных зон для различных видов окрасочного оборудования, при этом окрасочные камеры и прилегающее пространство в радиусе 5 м от открытых проемов окрасочных камер отнесено, как правило, к взрывоопасной зоне класса В- Iа, а сушильные камеры и прилегающее пространство в радиусе 5 м от проема отнесено к классу В- Iб.

в) Общесоюзными нормами технологического проектирования ОНТП 03-86 Минавтопрома определено, что внутри окрасочных и сушильных камер имеют место соответственно взрывоопасные зоны классов В- Iа и В- Iб. У открытых проемов камер нормами установлена 5 - метровая взрывоопасная зона класса В- Iб и указано, что класс этих 5 м зон следует принимать В- Iа в случае, если все помещение окрасочного цеха отнесено к классу В- Iа.

Анализ приведенных требований доказывает как противоречивость указанных нормативных документов, так и необоснованность ряда требований в части классификации взрывоопасных зон.

В проекте главы 7.3. ПУЭ 7 изд. требования к классификации взрывоопасных зон окрасочных производств сформулированы следующим образом: "При применении для окраски материалов, которые могут образовать взрывоопасные смеси, зона считается взрывоопасной в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от открытых проемов окрасочных и сушильных камер.

При бескамерной окраске изделий зона считается взрывоопасной в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от края решетки, от свежеокрашенных изделий и от емкостей с горючими материалами.

Класс 5 - метровых взрывоопасных зон определяется отраслевыми нормативными документами в зависимости от способа окраски и характеристики лакокрасочных материалов, при этом должен учитываться класс взрывоопасной зоны помещения, определенный согласно 7.3.47".

Учитывая, что окрасочные производства содержатся в составе разнообразных отраслей и их проектирование обычно вызывает много запросов по толкованию тех или иных нормативных требований, считаем целесообразным дать комментарий к приведенной формулировке.

1. Учитывая многолетнюю практику сооружения и эксплуатации окрасочных цехов и требования ГОСТ 12.3.005-75* решено сохранить 5 - метровые взрывоопасные зоны у открытых проемов окрасочных сушильных камер и у краев решеток при бескамерной окраске.

5 - метровые взрывоопасные зоны имеют место лишь при расчетном давлении взрыва в помещении (определенном в соответствии с ОНТП 24-86), равном или менее 5 кПа. Классы 5 - метровых зон у проемов камер следует определять согласно отраслевым перечням по категорированию производств по взрывопожароопасности. При отсутствии таковых могут быть приняты следующие классы 5 - метровых взрывоопасных зон:

У проемов окрасочных камер для пневматического и безвоздушного распыления

- 2

Участки, оборудованные напольными вытяжными решетками для бескамерной окраски деталей

- 2

У проемов окрасочных камер для нанесения лакокрасочных материалов в электростатическом поле высокого давления

- 3

Установки окрашивания методом окунания и струйного облива

- 2

У проемов сушильных камер

- 3

Пространство за пределами 5 - метровых взрывоопасных зон следует считать невзрывоопасным, если нет других факторов, создающим в нем взрывопожароопасность. На практике это пространство обычно классифицируется как взрывоопасная зона класса 3 или пожароопасная зона класса II- I.

2. При расчетном давлении взрыва в помещении, превышающем 5 кПа, весь объем помещения, включая 5 - метровые пространства у открытых проемов камер и у решеток, следует относить к взрывоопасной зоне класса 2.

Подобное решение нежелательно, так как в настоящее время сушильные камеры изготавливаются для установки только во взрывоопасной зоне класса 3.

3. Требования главы 7.3. ПУЭ распространяются на электрооборудование, устанавливаемое внутри окрасочных и сушильных камер, в той мере, в какой это предусмотрено техническими условиями или стандартами на изготовление окрасочных и сушильных камер. Отнесение пространства внутри окрасочных и сушильных камер к взрывоопасным зонам согласно требованиям главы 7.7 ПУЭ правомерно, если это отражено в конструкторской документации на изготовление камер.

2.3.2. Производства, связанные с обращением газообразного водорода

Согласно требованию 7.3.42 п. 2 ПУЭ 6 изд. помещения, где располагаются подобные установки, в которых по условиям технологического процесса исключается образование взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5 % свободного объема помещения (от отметки 0,75 общей высоты помещения до перекрытия, но не ниже кранового пути, если таковой имеется).

Примером такой установки является помещение электролиза воды, имеющие естественную вентиляцию через постоянно открытые дефлекторы в перекрытии, которые обеспечивают удаление водорода из помещения намного быстрее, чем за счет диффузии в помещении образуется взрывоопасная смесь в объеме, превышающем 5 % свободного объема помещения. Многолетняя практика эксплуатации сотен электролизных установок в СССР подтвердила, что ниже отметки 0,75 общей высоты помещения водород практически не обнаруживается. Аналогичная практика и в развитых зарубежных странах (Япония, Великобритания), где преобразовательные агрегаты в общепромышленном исполнении располагаются в одном помещении с электролизерами.

Образование объема взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5 % свободного объема помещения, возможно только в геометрически закрытом помещении. В этом случае взрывоопасная зона будет занимать весть объем помещения и относиться к классу В- I, если выделение водорода имеет место в нормальном режиме работы, или к классу В- Iа, если выделение водорода происходит в результате аварии, неисправности.

Согласно требованиям главы 7.3. ПУЭ 7 изд. помещения производств, связанных с обращением газообразного водорода, в которых по условиям технологического процесса с учетом действия естественной вытяжной вентиляции исключается появление расчетного избыточного давления взрыва, превышающего 5 кПа как при нормальной работе, так и при аварии, неисправности, имеют взрывоопасную зону класса 3 только в верхней части помещения. Отличие этого требования от приведенного в ПУЭ 6 изд. заключается в учете действия естественной вытяжной вентиляции. Расчеты, выполненные согласно ОНТП 24-86 подтверждают, что при наличии естественной вентиляции, обеспечивающей однократный обмен воздуха в помещении, избыточное давление взрыва не превышает 5 кПа. Это требование, естественно, не должно распространяться на технологические установки в помещениях, где имеет место обращение газообразного водорода под значительным давлением. Для подобных установок необходимо в соответствии с ОНТП 24-86 выполнить соответствующие расчеты и определить класс зоны помещения. Расчеты и практика показывают, что при давлении несколько десятков бар взрывоопасная зона класса 2 может занимать весь объем помещения. Поэтому классификация конкретных технологических установок должна производиться согласно отраслевым перечням по категорированию производств.

Для наружных взрывоопасных установок с обращением газообразного водорода размеры взрывоопасных зон классов I или 2 должны приниматься в соответствии с отраслевыми нормами технологического проектирования, отражающими особенности технологических процессов.

Для ряда производств, характеризуемых выделением газообразного водорода (например, цеха анодного, химического оксидирования и глубокого размерного травления деталей из алюминиевых сплавов, отдельные гальванические производства) расчетным путем может быть подтверждена невозможность образования в помещении взрывоопасной смеси. В таких помещениях взрывоопасная зона класса В- Iб (3) в верхней части помещения не устанавливается.

В проекте главы 7.3. ПУЭ 7 изд. исключено имеющееся в предыдущем издании требование, что электромашинные помещения с турбогенераторами с водородным охлаждением имеют нормальную среду. Это требование, при соответствующем обосновании, должно содержаться в отраслевом перечне производств по взрывопожароопасности.

2.3.3. Зарядные помещения зарядных станций
передвижных тяговых аккумуляторных батарей.

Проектирование электротехнической части зарядных станций осуществляется в настоящее время согласно "Указаниям по проектированию зарядных станций тяговых и стартерных аккумуляторных батарей" (далее по тексту - Указания), разработанным институтом Тяжпромэлектропроект и опубликованным в Инструктивных Указаниях института № 7-1974 г. и № 11-1976 г. Согласно Указаниям зарядные помещения в верхней части (до отметки 0,75 общей высоты помещения, считая от уровня пола, но не выше кранового пути, если таковой имеется) относятся к взрывоопасной зоне класса В- Iб, при этом зарядное помещение по взрывопожарной опасности отнесено к категории А.

При разработке ПУЭ 7 изд. было решено включать в состав ПУЭ новую главу "Зарядные станции тяговых аккумуляторных батарей", так как зарядные станции являются массовыми установками и сооружаются на промышленных предприятиях различных отраслей народного хозяйства. В основу разработки были положены действующие Указания и общесоюзные нормы ОНТП 24-86. В настоящее время глава 7.11. ПУЭ 7 изд. разработана и находится на согласовании.

В проекте главы 7.11. классификация взрывоопасных зон зарядных помещений производится в зависимости от категории помещения по взрывопожарной опасности:

- при отнесении зарядного помещения к категории Д верхняя его часть является взрывоопасной зоной класса 3, нижняя часть помещения не является взрывоопасной зоной. Граница между верхней и нижней частями условно принимается на отметке 0,75 общей высоты помещения, считая от уровня пола;

- при отнесении зарядного помещения к категории А взрывоопасная зона класса 2 занимает весь объем помещения.

Категория зарядных помещений по взрывопожарной опасности определяется по ОНТП 24-86 в зависимости от величины расчетного избыточного давления взрыва. При расчетном избыточном давлении взрыва, равном или менее 5 кПа зарядное помещение, следует относить к категории Д, при давлении более 5 кПа - к категории А.

Так как технологами аккумуляторных установок являются электрики, ниже приводится расчет избыточного давления взрыва в зарядном помещении.

Расчетное избыточное давление взрыва

 кПа

где Р max максимальное давление взрыва газовоздушной смеси в замкнутом объеме

Р max = 900 кПа

Р0 - начальное давление допускается принимать Р0 = 101 кПа

М - масса водорода, находящаяся в помещении, кг.

Определяется по методике, приведенной в пособии к главе 7.11. ПУЭ 7 изд. (проект) "Зарядные станции тяговых аккумуляторных батарей

 - свободный объем помещения, м3;

 - коэффициент участия горючего во взрыве.

Допускается принимать для горючих газов  = 0,5

 - плотность водорода, равная 0,0899 кг ×м-3;

Сст - стехиометрическая концентрация горючего газа, %.

Определяется по формуле         

где  - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания

, , ,  - число атомов С, Н, О галлоидов в молекуле горючего

 %

Кн - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения.

Допускается принимать Кн = 3.

При проектировании новых и реконструкции действующих зарядных станций приходится решать задачу по определению свободного объема зарядного помещения для определенного набора аккумуляторных батарей при котором гарантируется расчетное избыточное давление взрыва в помещении, равное или менее 5 кПа.

При   £ 5 кПа имеем:

Подставляя значение массы водорода М, определяемое согласно пособию к главе 7.11 для щелочных и кислотных тяговых аккумуляторных батарей было выведено уравнение

 м3

где  - номинальная емкость аккумулятора, А ×ч;

n - количество аккумуляторов;

 - свободный объем зарядного помещения.

Если фактический объем помещения АБ превосходит , то это помещение должно быть отнесено к категории Д.

Приведенное уравнение выведено исходя из следующих условий:

- заряд всех батарей осуществляется одновременно;

- концентрация водорода в помещении в момент, предшествующий прекращению заряда, определяется по условию обеспечения санитарно-гигиенических норм согласно ГОСТ 12.1.005-88;

- отказ принудительной вентиляции в режиме заряда имеет место в конце заряда;

- при отказе принудительной вентиляции зарядка батареи прекращается;

- определяется количество водорода, выделяемое в течение 1 ч в режиме саморазряда;

- в помещении действует естественная вентиляция с кратностью обмена I/ч.

2.3.4. Стационарные кислотные аккумуляторные батареи

Проектирование аккумуляторных установок производится согласно требованиям главы 4.4 ПУЭ 6 изд. Помещения АБ, в которых производится заряд аккумуляторов при напряжении более 2,3 В на элемент, относятся к взрывоопасным класса В- Iа. Помещения АБ, работающие в режиме постоянного подзаряда и заряда с напряжением до 2,3 В на элемент относятся к взрывоопасной зоне класса В- Iа только в периоды формовки батарей и заряда после их ремонта с напряжением более 2,3 В на элемент.

В условиях нормальной эксплуатации с напряжение до 2,3 В на элемент помещение АБ не относится к взрывоопасной зоне.

Отнесение помещения АБ к взрывоопасной зоне класса В- Iа, т.е. к зоне, имеющей место лишь в результате аварий, неисправностей, означает, что взрывоопасная среда возникает только при отказе принудительной вентиляции.

При разработке главы 4.4 для ПУЭ 7 изд. в основу категорирования помещений АБ были положены ОНТП 24-86. Расчеты выделяющегося при заряде АБ водорода и избыточного давления взрыва позволили выявить следующее соотношение:

 м3

где  - свободный объем помещения АБ;

 - номинальная емкость аккумуляторной батареи, А ×ч;

n - число одновременно заряжаемых элементов.

Если свободный объем помещения АБ превосходит это значение , то расчетное давление взрыва в помещении будет менее 5 кПа и помещение АБ следует относить к категории Д. При этом в верхней части помещения будет иметь место взрывоопасная зона класса В- Iб (согласно гл. 7.3 ПУЭ 6 изд.) или класса 3 (согласно проекту главы 7.3. ПУЭ 7 изд.).

Если свободный объем помещения АБ будет меньше рассчитываемой величины , то помещение АБ следует относить к категории А и взрывоопасная зона класса В- Iа или класса 2 (согласно ПУЭ 7 изд.) будет занимать весь объем помещения АБ.

2.3.5. Котельные и утилизационные установки

Согласно требованиям главы 7.3 ПУЭ 6 изд. зоны в помещениях и зоны наружных установок, в которых твердые, жидкие и газообразные горючие вещества сжигаются в качестве топлива или утилизируются путем сжигания, не относятся к взрывоопасным.

Учитывая требования СНиП II-35-76 "Котельные установки" и "Правил безопасности в газовом хозяйстве" в главе 7.3 ПУЭ имеется указание, что в помещениях отопительных котельных, встроенных в здания и предназначенных для работы на газообразном топливе или на жидком топливе, следует предусматривать, несмотря на отсутствие взрывоопасной зоны, установку части светильников и электрооборудования вытяжной вентиляции, включаемых перед началом работы котельной установки, во взрывозащищенном исполнении. Это требование проектом главы 7.3 ПУЭ 7 изд. распространено на периодически работающие установки, в которых горючие вещества сжигаются в качестве топлива или утилизируются путем сжигания.

При проектировании котельных установок, в которых в качестве топлива используется природный газ или мазут, следует также руководствоваться Правилами взрывобезопасности ПР 34-00-006-84, утвержденные Госгортехнадзором СССР.

В п. 7.3.47 ПУЭ 6 изд. говорится, что зона не является взрывоопасной на расстоянии до 5 м по горизонтали и вертикали от открытого огня и раскаленных поверхностей технологического оборудования. В главе 7.3 ПУЭ 7 изд. введено уточнение, что это требование справедливо во время ведения технологического процесса.

2.3.6. Вентиляционные системы

Согласно п. п. 7.3.50 и 7.3.51 главы 7.3 ПУЭ 6 изд. зоны в помещениях вытяжных вентиляторов и приточных вентиляторов при отсутствии обратных клапанов относятся к взрывоопасным зонам того же класса, что и обслуживаемые ими зоны. Хотя это требование оставлено без изменений в проекте главы 7.3 ПУЭ 7 изд., представляется целесообразным его в дальнейшем пересмотреть для случаев, когда вентсистемы обслуживают зоны классов 1 и 10. В этих случаях в помещениях вытяжных и приточных вентиляторов (без обратных клапанов) более обоснованным решением будет установление зоны класса 2, т. к. зона появляется только в результате неисправности вентоборудования в помещении вытяжных или приточных вентиляторов. При этом в главу 7.3 следует включить дополнительное требование, что электродвигатели вытяжных вентиляторов, обслуживающих взрывоопасные зоны классов 1 и 10, должны выбираться соответственно для зон классов 1 и 10.

Действующими требованиями (7.3.44, п.б) у установленных снаружи вытяжных вентиляторов, обслуживающих помещения со взрывоопасными зонами любого класса, устанавливалась 3 - метровая взрывоопасная зона класса В- Iг.

В главе 7.3 ПУЭ 7 изд. внесено уточнение, что взрывоопасная 3 - метровая зона у установленных снаружи вытяжных вентиляторов имеет место только в тех случаях, когда вытяжные вентсистемы обслуживают зоны классов 1 и 10, т. к. зоны с постоянным обращением горючих веществ.

2.3.7. Аммиачные производства

Согласно требованиям главы 7.3. ПУЭ 6 изд. помещения производств с обращением аммиака как газообразного, так и сжиженного классифицируются как взрывоопасные зоны класса В- Iб или согласно проекту главы 7.3 ПУЭ 7 изд. - как взрывоопасные зоны класса 3.

Это решение, принятое несколько десятков лет тому назад, основывалось на специфических свойствах аммиака, а именно:

- высокий НПВ (15 % и более), при этом концентрация 0,3 - 1 % является смертельной для человека;

- узкий диапазон взрываемости (ВПВ равен 27 %);

- высокую минимальную энергию зажигания (6,8 Мдж), что делает маловероятным поджигание аммиачно-воздушной смеси электрической искрой;

- резкий раздражающий запах;

- низкая нормальная скорость горения аммиачно-воздушной смеси (0,1 м/с);

- невысокая плотность относительно воздуха (0,6);

- сжиженный аммиак горит только при наличии источника огня. Если источник удалить, горение прекращается.

Взрывоопасные зоны наружных аммиачных установок относятся к классу В- Iг ( ПУЭ 6 изд.) или к классу 2 ( ПУЭ 7 изд.). Выбор электрооборудования для этих установок следует осуществлять как для взрывоопасной зоны класса В- Iб или 3.

Многолетний опыт эксплуатации аммиачных установок подтверждает правомерность этих решений.

3. МЭК. ПУБЛИКАЦИЯ 79-10

Техническим комитетом ТК 31 МЭК разработана Публикация 79-10 "Классификация опасных пространств" (1986 г., второе издание), представляющая из себя согласованные международные рекомендации национальным комитетам с целью содействия международной унификации. МЭК выражает пожелание, чтобы при разработке национальных стандартов в максимально возможной степени учитывались международные стандарты, рекомендации.

Публикация 79-10 касается только газовых взрывоопасных средств. Взрывоопасные зоны, создаваемые горючими пылями, волокнами данной публикацией не рассматриваются и будут содержаться в разрабатываемом в настоящее время отдельном стандарте.

Публикация устанавливает зоны классов 0, 1, 2 для установок, расположенных в помещениях и на открытом воздухе, в зависимости от частоты и длительности присутствия газовой взрывоопасной среды:

Зона 0 -

пространство, в котором газовая взрывоопасная среда присутствует постоянно или в течение длительного времени;

Зона 1 -

пространство, в котором газовая взрывоопасная среда может образоваться при нормальной работе;

Зона 2 -

пространство, в котором образование газовой взрывоопасной среды маловероятно при нормальной работе, а если она и образуется, то присутствует лишь кратковременно.

Зоны классов 0, 1, 2 образуются при   нормальной работе, т.е. при работе установки согласно своих расчетных параметров.

Как видно, определения классов зон не связаны с массой выбрасываемых горючих веществ. Однако, основной принцип проектирования взрывоопасных установок, заключающийся в том, что количество зон классов 0 и 1 и их размеры должны быть минимальны, означает, что масса выбрасываемых горючих веществ, образующая зоны классов 0, 1, будет, как правило, незначительна.

Публикацией также классифицируются источники выброса:

Класс непрерывный -

источник, который выбрасывает непрерывно или в течение длительного времени или в течение часто повторяющихся кратковременных периодов;

Класс первый -

источник, выбросы из которого имеют место периодически или время от времени при нормальной работе;

Класс второй -

источник, выброс из которого маловероятен при нормальной работе, а если выброс имеет место, то лишь редко и кратковременно.

Многоклассовый - источник, представляющий сочетание двух или трех вышеперечисленных классов.

Вероятность наличия взрывоопасной газовой среды, определяющая класс зоны, зависит главным образом от класса источника выброса. В некоторых случаях на класс зоны могут влиять вентиляция и другие факторы. В Публикации приведены для облегчения классификации характерные примеры зон, из которых следует, что источники выброса класса первого и класса второго образуют соответственно зоны 1 и зоны 2, а многоклассовый источник выброса, например, класса первый / второй образует двухклассовую зону 1 и 2(зона 1 внутри и зона 2 снаружи).

В качестве примеров классификации источников выброса приводятся:

Класс непрерывный -

открытый чан с ЛВЖ, непрерывно выделяющий небольшое количество паров, создающих небольшую зону 0;

Класс первый -

уплотнение насоса, перекачивающего ЛВЖ в таких условиях, что имеют место частые выбросы небольшого количества ЛВЖ, создающих небольшую зону 1;

Класс второй -

уплотнение насоса, когда имеют место редкие выбросы ЛВЖ при нормальной работе.

К классу второму также относится разрыв уплотнения насоса, что случается редко, но приводит к выбросу значительного объема паров, создающего зону класса 2.

Механизм образования зон следующий:

- в нормальном режиме у источников выброса могут иметь место незначительные по размерам локальные зоны классов 0, 1, 2. Размеры зон определяются расстоянием от источника выброса до точки пространства, в которой концентрация взрывоопасной смеси будет ниже НПВ;

- при неисправностях, когда технологический механизм является многоклассовым источником выброса, имеет место выброс большого объема паров или жидкости, что обуславливает более обширную зону 2. Размер зоны 2 определяется расстоянием от источника выброса до точки с НПВ. Если это расстояние не превышает расстояние до класса первого, то зона 2 не существует. Если это расстояние превышает зону класса 1, то вокруг зоны 1 имеет место зона 2.

Примеры классификации зон согласно рекомендациям Публикации 79-10 представлены в справочном приложении 1.

4. США. НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ КОД
( NEC )

Классификация производится в соответствии с разделом 500 Национального электротехнического кода ( NEC).

Основой для классификации пространств является фактор наличия взрывоопасной среды. Пространства, содержащие газовую взрывоопасную смесь, относятся к классу 1, который в свою очередь подразделяется на категории 1 или 2.

К классу 1 категории 1 относятся пространства, в которых:

- газы, пары могут присутствовать постоянно или периодически при нормальной работе;

- газы, пары могут присутствовать часто при ремонтах или эксплуатации установок, а также в результате утечек;

- газы, пары появляются при аварии и неисправности оборудования с одновременной аварией электрооборудования.

К классу 1 категории 2 относятся пространства, в которых:

- газы, пары, жидкости при нормальной работе находятся в закрытых системах и могут попасть в окружающее пространство только в случае аварии или поломки этих систем или при их нормальной работе;

- взрывоопасная газовая среда появляется при аварии вентиляционного оборудования;

- взрывоопасная газовая среда появляется при неудовлетворительном воздухоподпоре из примыкающего пространства класса 1 категории 1.

Пространства с горючими пылью или волокнами, которые могут образовать пылевоздушные взрывоопасные смеси, относят соответственно к классам II или III. Каждый из указанных классов подразделяется на категории 1 или 2.

К классу II категории 1 относятся пространства, в которых:

- горючая пыль находится или может находиться во взвешенном состоянии постоянно или периодически при нормальной работе в количествах, образующих взрывоопасную смесь;

- авария или неисправность оборудования создает взрывоопасную смесь при одновременной аварии электрооборудования;

- в которых могут присутствовать электрически проводящие горючие пыли.

К классу II категории 2 относятся пространства, в которых:

- горючая пыль не находится во взвешенном состоянии или маловероятно, что она будет находиться во взвешенном состоянии при нормальной работе, но скопление такой пыли может помешать охлаждению электрооборудования, что может вызвать ее возгорание;

- горючая пыль может появиться при аварии с вентустановками из примыкающего пространства класса II категории 1;

- склады, где пылеобразующие вещества хранятся в пакетах или контейнерах, а также транспортируются в пакетах.

К классу III категории 1 относятся пространства, в которых горючие волокна и другие летучие материалы имеются при нормальной работе.

К классу III категории 2 относятся пространства, где волокна хранятся или транспортируются, но не обрабатываются.

В табл. 4 приведен перечень конкретных технологических установок, которые согласно коду должны относиться к категории 1.

Таблица 4

Класс I
категория 1

Расфасовка и раздача ЛВЖ, сжиженных газов.

Окрасочные камеры

Открытые емкости в ЛВЖ.

Сушильные камеры и шкафы-испарители.

Газогенераторные и установки по производству газа.

Экстракция масел и жиров с использованием растворителей.

Химчистка и крашение с ЛВЖ.

Плохо вентилируемые насосные.

Неплотные или легко повреждаемые контейнеры.

Класс II
категория 1

Зерновые склады, мельницы.

Мукомольные комбинаты.

Крахмальные, сахарные, пивоваренные комбикормовые заводы.

Угледробильное производство.

Металлические пыли и порошки.

Класс III
категория 1

Производства синтетического волокна и х/б тканей.

Предприятия обработки хлопка.

Производство льна-сырца, пеньки.

Швейные фабрики.

Деревообрабатывающие заводы.

5. ГЕРМАНИЯ. СТАНДАРТ DIN 57165/ VDE 0165

Классификация производится в соответствии со стандартом DIN 57165/VDE0165. Опасные районы в зависимости от вероятности возникновения взрывоопасной смеси подразделяются на зоны.

Газовые взрывоопасные смеси (газы, пары, туман) образуют:

Зону 0

- пространство, в котором взрывоопасная среда имеется постоянно или в течение длительного времени.

Зону 1

- пространство, в котором взрывоопасная среда возникает время от времени.

Зону 2

- пространство, в котором взрывоопасная среда возникает редко и на короткое время.

Горючие пыли образуют:

Зону 10

- пространство, в котором взрывоопасная среда возникает часто и надолго.

Зону 11

- пространство, в котором взрывоопасная среда возникает редко и на короткое время из-за перехода осевшей пыли во взвешенное состояние.

В отличие от рекомендаций МЭК 79-10 зона класса 1 образуется не только при нормальной работе, но и при авариях, неисправностях.

6. ЕВРОПЕЙСКИЕ НОРМЫ EN

В основу классификации взрывоопасных зон, образуемых газопаровоздушными смесями, нормами EN полностью принята публикация МЭК 79-10. Определения зон классов 0, 1, 2 - см. раздел 3 настоящей работы.

7. ЯПОНИЯ. УКАЗАНИЯ ПО КЛАССИФИКАЦИИ
ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОН

Указания по классификации взрывоопасных зон содержатся в технических рекомендациях, разработанных институтом исследований вопросов безопасности в промышленности Японии (раздел 13 20). В основу рекомендаций положена классификация МЭК: зоны 0, 1 и 2. В отличие от МЭК зона образуется не при нормальном режиме, а в результате аварий, неисправностей. Аналогичная трактовка зоны 2 принята в главе 7.3 ПУЭ 7 изд.

8. СОПОСТАВЛЯЮЩИЕ КЛАССОВ И РАЗМЕРОВ
ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОН, ПРИНЯТЫХ НАЦИОНАЛЬНЫМИ
И МЕЖДУНАРОДНЫМИ СТАНДАРТАМИ, ПРАВИЛАМИ

8.1. Несмотря на имеющиеся отличия в подходах к классификации взрывоопасных зон требования национальных стандартов в части классификации имеют много общего. Это следует считать естественным, так как нормированием решалась одна задача. Сближению требований национальных стандартов по классификации зон в немалой степени способствовала разработка публикации 79-10 МЭК, рекомендации которой многими странами приняты полностью либо с незначительными изменениями, вызванными особенностями национальных стандартов. Это позволило, с целью унификации требований к определению классов зон, разработать сопоставительную таблицу, позволяющую соотносить между собой классы взрывоопасных зон различных национальных стандартов, а также с соответствующими международными стандартами. В табл. 5 сопоставление классов зон выполнено как для газовой, так и для пылевоздушной взрывоопасной среды. Следует иметь в виду, что унифицированные классы различных стандартов могут иметь и некоторые отличия, оговоренные в национальных стандартах, но эти отличия не имеют принципиального характера.

8.2. Определение геометрии и размеров взрывоопасных зон - наиболее трудная задача классификации. Многообразие и неопределенность исходных для расчета данных, необходимость индивидуального подхода к каждой установке, недостаточный объем и уровень экспериментальных исследований на действующих установках не позволяют выработать однозначные нормативные требования к геометрии и размерам взрывоопасных зон.

Поэтому, национальные и международные стандарты, правила, касающиеся геометрии и размеров взрывоопасных зон, носят, как правило, рекомендательный характер. Любая, даже не совсем полная информация по этому вопросу, представляет интерес для специалистов. По этой причине в данную разработку включены справочные приложения 1 и 2, в которых приведены отдельные решения по геометрии и размерам зон, содержащиеся в публикации МЭК 79-10 и национальном электротехническом коде США.

Таблица 5

СОПОСТАВЛЕНИЕ КЛАССОВ ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОН



п/п

Вероятность образования взрывоопасной среды и длительность присутствия

Газовая взрывоопасная среда

Пылевоздушная взрывоопасная среда

МЭК 79-10

СССР

ФРГ DIN № 57165/ VDE 0165

США NEC 500-4

Япония

МЭК 79-10

СССР

ФРГ DIN № 57165/ VDE 0165

США

Япония

NEC 500-4

гл. 7.3 ПУЭ
6 изд.

гл. 7.3 ПУЭ
7 изд.

гл. 7.3 ПУЭ
6 изд.

гл. 7.3 ПУЭ
7 изд.

пыль

волокна

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

I

Взрывоопасные установки в помещениях

В стадии разработки

3)

1 . 1

Присутствует постоянно или длительно

0

B-I

02)

0

класс I категория 1

0

В- II

104)

10

класс II категория 1

класс III категория 1

1 .2

Может образоваться при нормальной работе

I

B-I

I

I

класс I категория 1

I

В- II

104)

10

класс II категория 1

класс III категория 1

1.3

Образование маловероятно при нормальной работе, присутствие кратковременное

2

B - I б

3

2

класс I категория 2

-

В- II

114)

11

класс II категория 2

класс III категория 2

1.4

Образуется в результате аварий, неисправностей

21)

B - I а

2, 3

1, 2

класс I категория 2

2

В- II а

114)

11

класс II категория 2

класс III категория 2

2

Наружные взрывоопасные установки

3)

3)

2.1

Присутствует или может образоваться при нормальной работе

0, 1, 2

B - I г

0,12)

0, 1, 2

класс I категория 1

0, 1

-

Пожароопасная зона II - III

10

2.2

Образуется в результате аварий, неисправностей

21)

класс I категория 1

2

2

класс I категория 2

2

-

Пожароопасная зона II - III

11

-

-

-


ПРИМЕЧАНИЯ: 1. Определение зоны 2, данное в Публикации 79-10, не учитывает образование взрывоопасной среды в результате аварии, неисправности.

2. Зона 0, согласно главе 7.3 ПУЭ 7 изд., может иметь место только в пределах корпусов технологического оборудования.

3. Информация отсутствует.

4. При расчетном давлении взрыва в помещении, превышающем 5 кПа. При давлении, равном или менее 5 кПа, имеет место пожароопасная зона класса II - II .

Приложение 1

справочное

ПРИМЕРЫ КЛАССИФИКАЦИИ ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОН СОГЛАСНО РЕКОМЕНДАЦИЯМ МЭК

Подкомитет 31 J технического комитета ТК31МЭК, занимающийся классификацией опасных пространств, разработал примеры характерных случаев классификации опасных пространств (документ 31 J (секр) 10, май 1987 г.). Примеры отобраны с таким расчетом, чтобы лучше пояснить общую трактовку требований по классификации опасных пространств согласно публикации 79-10. Эти примеры могут быть полезными при проектировании конкретных установок.

Рекомендуемое графическое обозначение зон

Зона 0

отметка пола помещений

Зона 1

отметка земли

Зона 2

Указанные в примерах размеры зон определены для специфических условий конкретной установки. Эти условия не являются общими, поэтому особенности технологического механизма, время рассеивания, давление, температура, особенности горючих веществ и т.п. необходимо учитывать при рассмотрении конкретной установки.


п/п

Технологический механизм

Горючее вещество

Источник выброса

Класс геометрия и размеры зоны, м

1

2

3

4

5

Наружная установка

1

Насос производительностью 50 м3/час, сальниковое уплотнение

ЛВЖ

Класс второй - разрыв уплотнения

2

Предохранительный клапан на резервуаре емкостью 5 м3, давление 10 бар

Сжиженный нефтяной газ

Двухклассовый:
класс первый и класс второй - при нормальной работе

3

Предохранительный клапан на подземном трубопроводе, давление 100 бар

Газ

Класс второй - при нормальной работе

4

Сепаратор нефтеочистительного завода, открытый (при отсутствии сжиженного газа размеры зон будут меньше)

Сжиженный нефтяной газ

Многоклассовый:
класс непрерывный (в объеме сепаратора), класс первый и класс второй - при нормальной работе

Установки в помещениях

5

Насос производительностью 50 м3/час, сальниковое уплотнение

ЛВЖ

Двухклассовый:
класс первый - утечки уплотнения;
класс второй - разрыв уплотнения

6

Смешивающий резервуар, емкость 2 м3, периодически открываемый для загрузки порошков

ЛВЖ

Двухклассовый:
класс первый - открывание крышки при загрузке порошков;
класс второй - пролив ЛВЖ

7

Водородный компрессор производительностью 10000 нм3/час, давление 160 бар

Водород

Класс второй -   разрыв уплотнения

Приложение 2

Справочное

КЛАССИФИКАЦИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ УСТАНОВОК СОГЛАСНО ТРЕБОВАНИЯМ NEC

В приложении приведены в графическом виде требования национального электротехнического кода ( NEC), касающиеся классификации отдельных специальных установок. Следует учитывать, что приводимые требования отражают практику США в части проектирования, строительства и эксплуатации электроустановок и, по этой причине, не могут быть механически перенесены в национальные стандарты других стран. Но несомненно, что опыт США окажется весьма полезным при решении вопросов классификации взрывоопасных пространств аналогичных технологических установок в СССР.

В приложении приняты следующие обозначения:

Взрывоопасное пространство класс I категория 1

Взрывоопасное пространство класс I категория 2

отметка пола помещения

отметка земли

Технологическая установка

Класс, геометрия и размер (м) взрывоопасного пространства

Примечание

Установки в помещениях

Гаражи неиндивидуального пользования, где кроме замены частей и текущего техобслуживания проводятся ремонтные работы

Район заправочной колонки - см. п.

Авиационные ангары

Участок стоянки:

по горизонтали - 1,5 м от силовых установок и бензобаков;

по вертикали - от отметки 1Ю5 м над крыльями или двигателями до пола

Станция автосервиса. Насос с дистанционным управлением

Насосы, а также предохранительные клапаны, объемная арматура, счетчики и т.п. устройства на трубопроводах под давлением при складах ЛВЖ большой емкости,

При отсутствии вентиляции - кл. I , кат. 1 с теми же размерами

Устройства слива, налива ЛВЖ в индивидуальные контейнеры (при надежной механической вентиляции)

Размеры принимаются от выпускного или заправочного отверстия

Устройства слива, налива ЛВЖ в индивидуальные контейнеры (в помещении отсутствует избыточная и надежная механическая вентиляция)

Гаражи для стоянки и ремонта автоцистерн

Оборудование складов ЛВЖ большой емкости, выделяющее пары при нормальной работе

Размеры принимаются от края оборудования

Окрасочные производства

Пространства кл. I или кл. II , кат. 2

Окрасочная камера и вытяжные короба из нее (метод распыления)

Окраска в помещении, проводимая вне окрасочной камеры

Участок в непосредственной близости к окрасочной операции

Окраска погружением

Окрасочные производства

Пространства кл. I (II), кат . 2

Открытое распыление в помещении вне окрасочной камеры

Распыление в окрасочной камере с открытым проемом спереди

Расстояние 1.5 м от открытого проема принимается при сблокировании внетоборудования с распылительным оборудованием

Окраска погружением

Наружные установки

Станции автосервиса

Классификация внутри кожуха - по специальным нормам. 7,5 - при установке разливочного автомата в помещении с естественной вентиляцией

Разливочный автомат

Подземный резервуар.

Заливочное отверстие

1,5 м - при плотном соединении

Подземный резервуар.

Выпускное отверстие вверх

Насос с дистанционным управлением

Склад ЛВЖ большой емкости

Оборудование, выделяющее пары ЛВТ при нормальной работе

Размеры принимаются от края оборудования

Наземный резервуар при определенном соотношении между d , l и высотой обвалования h

Наземный резервуар при иных соотношениях между d , l и h

Резервуар с плавающей крышкой

Выпускное отверстие резервуара

Заливка контейнеров

Насосы, фитинги, клапаны и др.

Вагон-цистерна.

Автоцистерна

Заливка через открытую горловину

Заливка через нижнее соединение

Заливка через закрытый купол с атмосферным выпускным отверстием

Заливка через закрытый купол с регулируемым клапаном

Заливка снизу с регулируемым клапаном. Любое опорожнение снизу

Еще документы скачать бесплатно

Интересное

Виды сечения разрезы Винт гост Входной контроль материалов Квалификационный справочник должностей Коэффициент разрыхления грунта Максимальная масса транспортного средства Обозначения на электрических схемах Ок 016 94 Отсос Расчет системы отопления Резьба метрическая Снип 23 01 99 строительная климатология Таблица подшипников Удельный вес грунта Ширина тротуара