凡是处理可燃气体、蒸气或粉尘的工厂,都会把厂区划分为不同的危险区域。区域决定了可以使用哪些设备,而便携灯具又是最常被从一个区域带到另一个区域的设备。本文讲清区域怎么定义、和灯具标志怎么对应,以及如何选一盏在班组走到的每个地方都安全的灯。
区域是怎么定义的
区域描述的是爆炸性环境出现的频率。划分工作由现场的工艺安全工程师按 IEC 60079-10-1(气体)和 IEC 60079-10-2(粉尘)完成(国内对应 GB/T 3836 系列和 GB 50058),并记录在危险区域划分图上。
| 气体区域 | 爆炸性环境出现情况 | 常用经验值 | 典型位置 |
|---|---|---|---|
| 0 区 | 连续出现、长时间存在或频繁出现 | 每年超过 1000 小时 | 储罐、容器和放空管内部 |
| 1 区 | 正常运行时可能出现 | 每年 10 至 1000 小时 | 泵密封、阀门、取样点、装卸臂周围 |
| 2 区 | 正常运行时不太可能出现,即使出现也很短暂 | 每年少于 10 小时 | 装置外围、法兰周围 |
小时数是业内常用的参考,并非标准条文。真正决定区域的是释放源等级(连续、一级、二级)、通风条件,以及气体被稀释到爆炸下限以下之前能扩散多远。
粉尘按同样逻辑划分为 20 区、21 区、22 区,常见于粮食、面粉、制糖、煤粉和制药行业。
区域、EPL 与 ATEX 类别的对应
| 区域 | 最低 EPL | ATEX 类别 | 典型防爆型式 |
|---|---|---|---|
| 0 区 | Ga | 1G | ia、ma,或两种独立方法组合 |
| 1 区 | Gb | 2G | ib、db、eb、mb、pxb |
| 2 区 | Gc | 3G | ic、nR、ec、mc |
| 20 区 | Da | 1D | ta、ia、ma |
| 21 区 | Db | 2D | tb、ib、mb |
| 22 区 | Dc | 3D | tc、ic、mc |
适用于高风险区域的设备,总是可以用在低风险区域。Ga 灯具可进入 1 区和 2 区;Gb 灯具可进入 2 区。
北美:Class 和 Division
美国和加拿大传统上使用 Class/Division 体系(NEC 第 500 条及加拿大电气规范),同时也认可区域体系(NEC 第 505 条)。大致对应关系如下:
| Class/Division | 大致对应的区域 |
|---|---|
| Class I, Division 1 | 0 区和 1 区 |
| Class I, Division 2 | 2 区 |
| Class II, Division 1 / 2 | 20–21 区 / 22 区 |
北美的气体组别字母顺序是反的:A 组(乙炔)、B 组(氢气)、C 组(乙烯)、D 组(丙烷)。IIC 灯具覆盖 A 至 D 组的气体,但北美现场要求北美认证(如 UL 或 CSA),只有 IECEx 或国内证书是不够的。
便携灯具:按会进入的最危险区域选型
固定灯具只在一个区域内。手电和头灯却跟着人走:在装置边界经过 2 区,在泵旁进入 1 区,有时还会到容器人孔边。稳妥的原则是:按作业人员路线上最危险的区域给便携灯具选型。
- 1 区和 2 区作业:选 Gb 灯具,覆盖几乎所有运行、维修和大修作业。本站所有防爆型号,如 HZ7623 电筒和 HZ5135 头灯,都是 Gb。
- 进入 0 区:需要 Ga 设备,即 ia 本质安全。实际中储罐通常先清洗置换并重新划分区域后才允许进入,请先核对作业许可。
- 非危险区域:普通工业灯具如 HZ7520 即可,价格通常更低,但要与防爆灯具分开存放,以免误带进装置区。
危险区域内的大面积照明
大型灯具面临另一个问题:发电机供电的照明灯塔没有防爆认证,必须放在危险区域以外。大修或事故时需要在 1 区内照明,应使用带防爆标志的锂电区域照明,如 HZ6129(180W,3.8 米)或更轻的 HZ6125(100W,2.2 米),两者都是 Ex eb ib mb IIC T6 Gb。发电机灯塔则在区域外照亮通道。
充电、电池和动火作业许可
- 除证书另有规定外,只在危险区域以外充电。
- 只使用证书规定型号的电池。
- 损坏的灯具立即停用,镜片或外壳破裂可能使防爆失效。
- 有些现场把任何非防爆电气设备都视为点火源,需要办理动火作业许可。带入普通灯具前请先确认现场规定。
实例:汽车罐车装车台
一个典型的汽油装车台可以说明区域在几米内就会变化,以及为什么便携灯具要按最危险的情况选型:
| 位置 | 典型区域 | 作业人员在此做什么 |
|---|---|---|
| 罐车仓内 | 0 区 | 装车时无人进入 |
| 敞开的罐口和鹤管周围 | 1 区 | 连接鹤管,夜间检查液位 |
| 装车台其余区域,外扩几米 | 2 区 | 绕车巡查,检查静电接地 |
| 控制室和司机休息区 | 非危险区域 | 办理单据 |
操作员每装一车,都要从控制室经过 2 区走到 1 区的罐口。像 HZ5130 这样的 Gb 头灯覆盖整条路线;Gc 灯具不能在罐口使用,普通手电则连控制室门都不能出。现场的实际区域范围以其自身的划分图为准,不以本例为准。
便携灯具选型清单
- 拿到危险区域划分图,列出作业路线上每个区域的区号、气体组别和温度组别。
- 按最危险区域确定 EPL(1 区需 Gb)。
- 确认气体组别(IIC 全覆盖)和温度组别。
- 确认现场或所在国家认可的认证体系。
- 在区域外设置充电点,建立防爆设备台账并存档证书复印件。
常见问题
2 区的灯可以用在 1 区吗?
不可以。设备只能进入其适用的区域或更低风险的区域,Gc(2 区)灯具不得用于 1 区。
1 区需要什么 EPL?
Gb 或 Ga,对应 ATEX 类别 2G 或 1G。
Class I Division 1 等于 1 区吗?
不完全相同。Division 1 同时涵盖 0 区和 1 区的条件,北美现场还要求北美认证。
区域由谁划分?
由现场业主负责,通常由工艺安全工程师按 IEC 60079-10-1 或国家规范划分。采购方应以现场的划分图为依据,不要自行判断。
炼油装置附近能用发电机灯塔吗?
只能在危险区域以外使用。在 1 区或 2 区内,请使用防爆认证的锂电区域照明。
延伸阅读
- IECEx: International Electrotechnical Commission System for Certification to Standards Relating to Equipment for Use in Explosive Atmospheres
- European Commission: Equipment for potentially explosive atmospheres (ATEX)
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