Phân tích chi tiết sự khác biệt giữa khu vực nguy hiểm cháy nổ và khu vực không nguy hiểm cháy nổ - Giới thiệu

Phân tích chi tiết sự khác biệt giữa khu vực nguy hiểm cháy nổ và khu vực không nguy hiểm cháy nổ.

Giới thiệu

Dựa trên các yêu cầu lựa chọn loại cảm biến áp suất nhiệt độ cao, và rút kinh nghiệm từ việc vận hành thử nghiệm và kiểm tra an toàn tại chỗ trong các dự án hóa chất, hóa dầu và kỹ thuật năng lượng, bài viết này phân biệt một cách có hệ thống giữa các khu vực nguy hiểm dễ cháy nổ và các khu vực không nguy hiểm. Bài viết phân loại các tiêu chí phân vùng, yêu cầu về thiết bị và dụng cụ, và các yếu tố thiết yếu trong quản lý tại chỗ. Bài viết cũng đề cập đến những khó khăn thường gặp trong việc phân định vùng, lựa chọn cảm biến áp suất hơi nước và cảm biến áp suất công nghiệp, và các cuộc kiểm tra liên quan đến giám sát an toàn.

Mục tiêu chính của việc phân tách các khu vực nguy hiểm cháy nổ khỏi các khu vực không nguy hiểm cháy nổ là để ngăn khí, hơi và bụi dễ cháy trộn lẫn với không khí và tạo thành bầu khí quyển dễ gây nổ.

Giải thích đơn giản, dễ hiểu ở cấp độ thực địa:

Khu vực nguy hiểm cháy nổ: Việc quản lý tập trung vào việc loại bỏ các nguồn gây cháy do các thiết bị đo và thiết bị điện tạo ra. Tất cả các cảm biến áp suất công nghiệp và cảm biến áp suất hơi nước được lắp đặt trong khu vực này phải được trang bị các cấu trúc chống cháy nổ phù hợp. Các cảm biến áp suất nhiệt độ cao, cảm biến áp suất HART và cảm biến áp suất tuyệt đối phải được lựa chọn phù hợp với phân loại nguy hiểm của địa điểm.

Khu vực không nguy hiểm cháy nổ: Việc quản lý tập trung vào việc ngăn chặn sự xâm nhập của các chất dễ cháy. Môi trường vận hành an toàn được duy trì thông qua khoảng cách an toàn, thông gió cơ học, lớp chắn áp suất dương và các thiết bị kín. Các thiết bị truyền tín hiệu thông thường không có chứng nhận chống cháy nổ vẫn được phép sử dụng.

1. Xác định tất cả các nguồn phát tán chất

Việc phân vùng không thể chỉ dựa vào các nhãn cơ bản như khu vực bơm hoặc khu chứa bể. Mỗi điểm rò rỉ tiềm năng cần được xác định riêng lẻ; đây cũng là những vị trí lắp đặt quan trọng cho các cảm biến áp suất nhiệt độ cao.

Đối với bơm ly tâm, hãy kiểm tra các gioăng cơ khí, các lỗ thoát nước, van gốc cho đồng hồ đo áp suất, các cổng kết nối cho bộ truyền áp suất công nghiệp và các mặt bích tại các đầu vào và đầu ra của thiết bị.

Đối với các bể chứa, hãy kiểm tra các van thông hơi, các cổng lấy mẫu áp suất để phát hiện mực chất lỏng, các cửa xả và các khớp nối nạp/xả vật liệu. Hệ thống giám sát mực chất lỏng thường được trang bị bộ truyền áp suất hơi nước để thu thập dữ liệu.

Đối với các nồi phản ứng, hãy kiểm tra các cửa cấp liệu, vòi lấy mẫu, đường ống thông hơi và gioăng trục khuấy. Tất cả các bộ truyền áp suất nhiệt độ cao được lắp đặt trên đường ống xử lý phải đáp ứng các thông số kỹ thuật chống cháy nổ.

Nguy cơ rò rỉ khác nhau tùy thuộc vào vị trí trên cùng một thiết bị. Các gioăng cơ khí có xu hướng rò rỉ do rung động lâu dài; rò rỉ ở mặt bích do gioăng đệm, ứng suất đường ống và biến dạng nhiệt gây ra; các điểm lấy mẫu thường xuyên giải phóng môi chất trong quá trình hoạt động; sự lan rộng của chất lỏng thải ra phụ thuộc vào bố cục của các đường ống thu hồi phía hạ lưu.

Các điểm rò rỉ phải được đánh dấu rõ ràng trên bản vẽ bố trí khu vực. Các ký hiệu mơ hồ như “khu vực bể chứa” hoặc “khu vực bơm” sẽ gây khó khăn trong việc lựa chọn các thiết bị chống cháy nổ phù hợp khi thay thế bộ truyền áp suất hơi nước, khắc phục các mối nguy hiểm tiềm ẩn hoặc trải qua các cuộc kiểm tra an toàn chính thức.

2. Phân loại khu vực phụ thuộc vào tần suất xuất hiện của môi trường nguy hiểm.

Các khu vực dễ cháy nổ do khí gây ra được phân loại thành Khu vực 0, Khu vực 1 và Khu vực 2.

Vùng 0: Khoang bên trong của các bể chứa và bình phản ứng, nơi khí dễ cháy nổ tồn tại liên tục. Các cảm biến áp suất nhiệt độ cao là thiết bị đo hiện trường được ưu tiên sử dụng.

Vùng 1: Khu vực xung quanh các cửa lấy mẫu và các điểm kết nối nạp/dỡ hàng, nơi hỗn hợp khí dễ cháy hình thành không liên tục. Các bộ truyền áp suất HART chống cháy nổ phù hợp để triển khai.

Vùng 2: Khu vực xung quanh mặt bích, thân van và các khớp nối thiết bị đo, nơi các chất dễ cháy chỉ rò rỉ trong thời gian ngắn. Các bộ truyền áp suất tuyệt đối tiêu chuẩn và bộ truyền áp suất công nghiệp đáp ứng các yêu cầu hoạt động.

Các khu vực nguy hiểm do nổ bụi được chia thành Khu vực 20, Khu vực 21 và Khu vực 22, theo các nguyên tắc đánh giá giống hệt như các khu vực nguy hiểm do khí.

Phạm vi lan truyền khí độc hại không thể chỉ dựa vào kinh nghiệm. Các tính toán toàn diện cần phải tính đến độ bay hơi của môi chất, nhiệt độ và áp suất quá trình, hướng tia rò rỉ, thông gió, đê chắn và rãnh ngầm. Rò rỉ hydrocarbon hóa lỏng ở nhiệt độ và áp suất cao có phạm vi lan rộng hơn, do đó tất cả các bộ truyền áp suất hơi hỗ trợ dọc theo đường ống cần được nâng cấp cấu hình chống cháy nổ.

3. Sự khuếch tán khí diễn ra trong không gian ba chiều; không nên chỉ dựa vào bản vẽ hai chiều.

Các khí có mật độ thấp như hydro và metan sẽ bốc lên và tích tụ ở các không gian phía trên. Các cảm biến áp suất HART và cảm biến áp suất nhiệt độ cao được lắp đặt trên trần nhà và các bệ nâng cao phải tuân thủ các tiêu chuẩn về mức độ nguy hiểm nghiêm ngặt hơn.

Các loại khí nặng, bao gồm khí dầu mỏ hóa lỏng, lan tỏa gần mặt đất. Các thiết bị đo áp suất công nghiệp lắp đặt trên đường ống ngầm không thể bị giảm mức độ chống cháy nổ.

Các mái che mưa mới lắp đặt và thiết bị được bố trí dày đặc sẽ làm thay đổi sự lưu thông không khí. Ranh giới của các khu vực nguy hiểm ban đầu cần được đánh giá lại, và các bộ truyền áp suất tuyệt đối tương ứng cần được thay thế cho phù hợp.

Nếu không có vách ngăn kín khí tại các điểm xuyên tường rãnh, khí dễ cháy có thể lan truyền quãng đường dài trong nhà. Các thiết bị đo áp suất công nghiệp thông thường không chống cháy nổ bên trong các tòa nhà sẽ trở thành mối nguy cơ gây cháy nổ nghiêm trọng.

4. An toàn của các khu vực không có nguy cơ cháy nổ phụ thuộc vào các biện pháp bảo vệ dài hạn.

Các thiết bị thông thường có thể được sử dụng trong phòng phân phối điện, phòng tủ thiết bị và khu vực bảo vệ máy phân tích mà không cần bộ truyền áp suất nhiệt độ cao. Tuy nhiên, toàn bộ hệ thống bảo vệ an toàn phải luôn hoạt động bình thường:

Khoảng cách an toàn cố định so với các điểm rò rỉ môi chất, cửa hút khí sạch không ô nhiễm, giá trị áp suất dương trong nhà đạt tiêu chuẩn, cửa tự đóng, lỗ xuyên tường đường ống được bịt kín hoàn toàn, rãnh ngầm phân đoạn và hệ thống báo động khóa liên động áp suất thấp hoạt động hiệu quả.

Đèn báo quạt hoạt động không đảm bảo an toàn cho phòng. Cần có dữ liệu thời gian thực và nhật ký cảnh báo từ các đồng hồ đo áp suất chênh lệch kết hợp với bộ truyền áp suất hơi nước để đánh giá toàn diện.

Các rủi ro an toàn thường gặp tại công trường bao gồm cửa luôn mở và các khe hở xuyên tường không được bịt kín, làm phá vỡ rào chắn cách ly. Những căn phòng ban đầu an toàn và không nguy hiểm có thể biến thành khu vực có nguy cơ cháy nổ, khiến các thiết bị đo áp suất tuyệt đối thông thường trở nên không an toàn.

5. Đừng bao giờ đánh giá khả năng chống cháy nổ chỉ dựa vào dấu hiệu trên vỏ.

Khi mua các cảm biến áp suất nhiệt độ cao và cảm biến áp suất hơi nước, đừng chỉ dựa vào logo Ex được in trên vỏ. Hãy kiểm tra kỹ lưỡng từng chi tiết về cấp độ vùng nguy hiểm, nhóm khí, nhóm nhiệt độ, mức độ bảo vệ thiết bị, cấu trúc chống cháy nổ và thông số kỹ thuật cáp hỗ trợ.

Phân tích chi tiết mã đánh dấu mẫu Ex db IIC T4 Gb

Ví dụ: Dấu hiệu nhận dạng chung cho các thiết bị được sử dụng trong môi trường dễ cháy nổ.

db: Cấu trúc vỏ chống cháy nổ, được ứng dụng rộng rãi cho các bộ truyền áp suất HART vùng 1.

IIC: Nhóm khí có rủi ro cao. Các thiết bị đo áp suất hơi nước được sử dụng trong các quy trình hóa học liên quan đến hydro và axetylen phải đáp ứng tiêu chuẩn này.

T4: Phân loại nhiệt độ bề mặt thiết bị. Điều kiện làm việc ở nhiệt độ cao ưu tiên các bộ truyền áp suất chịu nhiệt độ cao.

Gb: Mức độ bảo vệ thiết bị được chỉ định cho môi trường Vùng 1

Việc lựa chọn thiết bị không phù hợp, chẳng hạn như lắp đặt các bộ truyền áp suất hơi nước chống cháy nổ bên trong Khu vực 0 hoặc lắp đặt các bộ truyền áp suất công nghiệp thông thường cho các quy trình sử dụng hydro, sẽ không vượt qua được các cuộc kiểm tra nghiệm thu giám sát an toàn.

6. Việc lắp đặt theo tiêu chuẩn quyết định khả năng chống cháy nổ thực tế

Chứng nhận chống cháy nổ đối với các cảm biến áp suất nhiệt độ cao và cảm biến áp suất hơi nước mới xuất xưởng được hiệu chuẩn dựa trên vỏ máy, bề mặt nối chống cháy và cụm hộp đấu nối nguyên bản của nhà sản xuất. Việc khoan hoặc thay thế linh kiện trái phép tại chỗ sẽ làm mất hiệu lực khả năng chống cháy nổ.

Đầu nối cáp phải hoàn toàn khớp với đường kính ngoài của cáp đối với các bộ truyền áp suất tuyệt đối. Các cổng vào cáp không sử dụng phải được bịt kín bằng các nút chống cháy nổ chính hãng. Các bộ truyền áp suất công nghiệp chỉ có xếp hạng chống nước IP không được sử dụng bên trong các khu vực nguy hiểm cháy nổ.

7. Việc khớp tham số vòng lặp đầy đủ là bắt buộc đối với các mạch an toàn nội tại.

Không thể đánh giá sự phù hợp của bộ truyền áp suất nhiệt độ cao chỉ dựa trên nhãn dán trên một thiết bị duy nhất. Tất cả các thành phần trong toàn bộ mạch (bộ truyền, rào chắn an toàn, dây cáp và hệ thống nối đất) phải có các thông số phù hợp, đây là tiêu chuẩn kiểm tra cốt lõi để lựa chọn bộ truyền.

Khi thay thế các cảm biến áp suất hơi nước và cảm biến áp suất công nghiệp, cần kiểm tra kỹ công suất định mức của thiết bị, các thông số đầu ra của mạch an toàn, và điện dung, điện cảm phân bố của cáp. Các cáp an toàn nội tại và dây nguồn phải được bố trí riêng biệt bên trong tủ điện với khoảng cách an toàn được quy định.

Nên sử dụng bảng ghi nhật ký mạch an toàn nội tại. Ghi lại kiểu máy, chiều dài cáp và các thông số chống cháy nổ đầy đủ của các bộ truyền áp suất HART và bộ truyền áp suất nhiệt độ cao. Việc so sánh thông số nhanh chóng trong quá trình thay thế phụ tùng giúp ngăn ngừa sự không tương thích về hiệu suất mạch.

Phần kết luận

Ba tiêu chí cốt lõi để phân chia khu vực nguy hiểm cháy nổ và khu vực không nguy hiểm cháy nổ là: nguồn phát tán chất, tình trạng thông gió và đường lan truyền khí.

Chọn các cảm biến áp suất nhiệt độ cao, cảm biến áp suất hơi nước và cảm biến áp suất công nghiệp theo cấp độ khu vực nguy hiểm và thực hiện lắp đặt theo tiêu chuẩn để đảm bảo an toàn vận hành. Khi các thiết bị bảo vệ bị hỏng trong các phòng không chống cháy nổ, các cảm biến áp suất tuyệt đối thông thường sẽ tạo ra nguy cơ cháy nổ nghiêm trọng.