前言
Preface
提到可燃气体爆炸，很多人会觉得它只发生在工业车间、化工厂区，但其实它离我们的生活并不遥远——家里存放的高度白酒（50度以上），其挥发的乙醇蒸气就是典型的可燃气体，一旦密封不当、大量积聚在密闭空间（如厨房储物柜、狭小阳台），遇明火、静电就可能引发危险；而工业生产、仓储运输、有限空间作业等场景中，甲烷、乙烷、氢气、液化气等常见可燃气体，风险则更为突出。这里简单说明一下爆炸危险区域的概念：即可燃气体可能泄漏、积聚并达到爆炸极限，且存在潜在火源的区域，它既可能是工业现场的特定作业区，也可能是家庭中密闭的储物空间。这些区域内，可燃气体一旦泄漏、积聚并达到爆炸极限，遇火源便会引发毁灭性的爆炸事故，瞬间吞噬财产、危及生命，无论是家庭场景还是工业现场，都可能付出惨痛代价
01
事故案例
1
张家口某酒业公司“9·11”较大火灾事故
2024年9月11日9时6分8秒，龙潭酿酒公司田某明手提两个白色塑料空桶和带线插排进入酒库，放置在靠近5号、6号储罐过道地面后离开酒库。
9时9分53秒，田某明手持一盘白色塑料螺纹管和手持抽液泵与应某山一起进入酒库。田某明爬上搭设在5号、6号储罐之间的梯子，将随身携带的塑料螺纹管和应某山递给的不锈钢手持抽液泵及带线插排，放置在6号储罐顶部。随后，田某明爬至6号储罐顶部，将塑料螺纹管一端与不锈钢手持抽液泵出口连接，应某山将塑料螺纹管另一端插入地面白色塑料空桶内。
9时14分2秒，应某生进入酒库。
外翻位移的屋面板
变形的酒库门
9时14分40秒，当田某明将不锈钢手持抽液泵电源插头通过携带的带线插排连接至屋顶电源插座时，6号、5号储罐先后相继发生爆炸，爆炸冲击波及火势从两个储罐顶部和底部东侧冲出，储罐着火。应某山和应某生先后从7号储罐西侧冲向酒库门口，在6号、7号储罐北侧位置被烧死，田某明从梯子上坠落至6号储罐南侧地面被烧死。
2
事故直接原因
事故直接原因为作业人员违规使用非防爆型手持抽液泵在储罐顶部抽取白酒时，抽液泵电机产生电火花引起储罐内爆炸性混合气体闪爆并起火。
02
爆炸危险区域
在《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014）3.2.1中规定：
爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间分为0区、1区、2区，分区应符合下列规定：
1、0区应为连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境；
2、1区应为在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；
3、2区应为在正常运行时不太可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。
事故中的爆炸危险场所
01
上文事故中的储罐储存酒品，液面上方与罐壁空间属于0区，简单的理解就是该区域持续存在着爆炸性气体混合物。
可燃物质重于空气、设在户外地坪上的固定式贮罐
事故中储罐的放空口周边1.5m范围内属于1区，且在取样孔打开时，可燃气体也会由于温度、气压以及浓度等原因从中逸出，与周边的空气形成爆炸性气体混合物环境。
而与上图不同的是，上述事故中储罐位于建筑物内，在事故图片中可见其所在建筑物屋面并未装设无动力通风帽，事故报告中也未提及机械通风。因此，在实际情况中1区的范围会更大，甚至在严重缺少通风换气时，可燃气体无法逸散而持续积聚在原本1区，升级为0区。
因此，当通风不良时，应提高爆炸危险区域等级。
爆炸危险环境应在安全设施设计阶段就已确定，设计单位应根据原辅料、设备类型以及工艺生产中的工况等情况，结合所在场所的暖通、建筑结构设计等确定爆炸危险环境范围，进而对范围内的电气设备做出防爆选型要求。
防爆电气设备
02
事故案例中，作业人员使用非防爆型手持抽液泵造成了爆炸。什么是防爆型或非防爆型呢？简单来说就是防爆型电气设备是针对爆炸危险环境中可燃气体 / 粉尘混合物遇点火源即爆的特性，通过特殊结构设计或工艺改造，从根源上消除、限制设备运行时产生的各类点火源（如电弧、火花、高温表面等），或让点火源无法接触、点燃周边达到爆炸极限的可燃介质，最终实现设备在爆炸危险区域内安全运行。
但防爆电气设备又有多种，需要根据现场情况选用，选型错误也有可能造成事故发生。
防爆电气设备均带有防爆标志（铭牌）：Ex ib IIB T4 Gb。
EX：代表防爆。
ib：电气设备的防爆型式，用于1区或2区的本质安全型防爆电气设备。
IIB：电气设备类别，用于ⅡB类爆炸性可燃性气体或蒸气爆炸性混合物。
T4：电气设备的温度组别，用于T4组别的可燃性气体或蒸气爆炸性混合物。
Gb：设备的保护级别，用于1区或2区的防爆电气设备。
一、设备的保护级别
电气设备的保护级别是根据爆炸危险区域等级选定电气设备的等级。气体环境用“G”标识，又分三个等级Ga，Gb，Gc。粉尘环境用D标识，也分三个等级Da，Db，Dc。
危险区
设备保护级别
0区
Ga
1区
Ga，Gb
2区
Ga，Gb，Gc
通过表格可清晰看出，爆炸气体环境的 0 区、1 区、2 区，分别对应 Ga、Gb、Gc 三个电气保护级别。以 1 区为例，其适配的保护级别为 Ga、Gb；换言之，高电气保护级别设备可用于同级或低等级危险区，高等级危险区却不可以用低电气保护级别设备。粉尘爆炸环境的区域与保护级别对应关系，亦遵循这一逻辑。
二、电气设备类别
II 类、III 类危险环境，按危险程度由低到高可进一步划分为三个等级，分别是ⅡA、ⅡB、ⅡC（Ⅱ 类）和ⅢA、ⅢB、ⅢC（Ⅲ类）。结合本次科普重点，我们只需明确核心分类即可：I 类对应瓦斯，II 类对应可燃气体，III 类对应可燃粉尘。
例如：氢气（ⅡC）、乙醇（ⅡA）、乙炔（ⅡC）。
需要注意的是，在这个部分C为最高等级，与设备保护级别不同。
三、电气设备的温度组别
防爆电气设备的温度组别分为T1~T6，核心是对设备最高表面温度进行等级划分，其根本目的是：确保设备运行时的表面温度，不会点燃周边环境中存在的爆炸性气体混合物。
不同类型的爆炸性气体混合物，各自的自燃温度（点燃温度）存在差异，选用设备时，需让温度组别与现场气体的自燃温度相匹配，才能从温度层面筑牢防爆安全防线。
例如：氢气（T1）、乙醇（T2）、乙炔（T2）。
需要注意的是，在这个部分T6为最高等级（温度最低）。
四、电气设备的防爆型式
电气设备的防爆型式有许多种：
本质安全型（i，分为a/b，ia用于0区，ib用于1区）、隔爆型、增安型、正压外壳型、油浸型等。
AQ3009-2007《危险场所电气防爆安全规范》表3
气体爆炸危险场所用电气设备
防爆类型选型
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危险区 |
防爆型式 |
防爆标志 |
|
0区 |
本质安全型 |
Exia |
|
为0区设计的特殊型 |
Exs |
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1区 |
适用于0区的防爆型式 |
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本质安全型 |
Exib |
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隔爆型 |
Exd |
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正压外壳型 |
Expx，Expy |
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油浸型 |
Exo |
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充砂型 |
Exq |
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浇封型 |
Exm |
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为1区设计的特殊型 |
Exs |
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2区 |
适用于0区和1区的防爆型式 |
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n型 |
ExnA、ExnC、ExnR、ExnL、ExnZ |
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正压外壳型 |
ExpZ |
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|
为2区设计的特殊型 |
Exs |
03
总结
防爆设备的选型，应遵循以下流程：识别区域、分析物质、定级别、选型式、查认证、定方案。
根本仍需以爆炸危险区域的划分为核心依据，根据不同危险等级，选用适配防爆型式、防护类别的设备。
电气设备的类别、温度组别，可依据《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014）附录 C，查询常见爆炸性物质的对应参数，典型如氢气（ⅡCT1）、乙醇（ⅡAT2）、乙炔（ⅡCT2）。设备选型失误极易引发安全事故，例如在硝酸乙酯（ⅡCT6）的危险环境中，若违规使用 ⅡCT1 型设备，设备外壳表面温度可能达到硝酸乙酯的自燃温度，最终诱发爆炸事故。
此外，爆炸危险区域的划分工作同样需严谨规范：严禁将 1 区误划为 2 区、将爆炸危险区域误判为非爆炸危险区域；安全防护虽可从严把控，但也需避免无端扩大爆炸危险区域范围，否则会造成设备采购、运维成本的不必要增加。
文字：集团安环中心
插图：新 闻 材 料