在工業安全領域,防爆設備的分類標準是保障危險場所安全運行的核心依據。其中“1區"和“2區"作為國際通用的防爆區域劃分概念,與我國GB3836標準及國際電工委員會(IEC)體系下的防爆等級劃分密切相關,其定義和應用直接關系到石油化工、煤礦、制藥等高風險行業的安全生產。
一、防爆分區的國際標準與定義
根據IEC 60079-10和GB 3836.14標準,爆炸性氣體環境按危險程度分為三個區域等級:
- 0區:爆炸性氣體環境連續出現或長期存在的場所(如密閉儲罐內部);
- 1區:在正常運行時可能出現爆炸性氣體環境的場所(如油罐呼吸閥附近);
- 2區:在正常運行時不太可能出現爆炸性氣體環境,即使出現也僅短時間存在的場所(如通風良好的加油站外圍)。
這種分區本質上是基于爆炸性混合物存在的概率和時間比例:0區>1000小時/年,1區介于10-1000小時/年,2區<10小時/年。值得注意的是,美國NEC標準采用Class I Division 1/2的分級方式,其中Division 1近似覆蓋了IEC的0區+1區,Division 2則對應2區。
二、防爆設備的技術要求差異
針對不同分區,防爆電氣設備需滿足對應的防護等級:
1. 1區設備:必須通過更嚴苛的認證(如GB3836.1中的Ex d隔爆型或Ex e增安型),要求能在內部爆炸時阻止火焰外傳。例如隔爆外殼需能承受1.5倍參考壓力的爆炸沖擊。
2. 2區設備:可采用簡化防護(如Ex nR限制呼吸型),某些情況下允許使用僅通過故障評估的非火花設備。國際認證機構如ATEX、UL等會明確標注設備適用區域,如ATEX的"II 2G"標識中"2"即代表2區適用。
三、典型應用場景對比
在石油煉化廠中:
1區典型場所:包括泵房密封處、反應釜進料口等易泄漏區域。某案例顯示,山東某化工廠因在1區誤裝普通電機引發爆炸,直接損失超2000萬元。
2區典型場所:為廠區外圍管廊或控制室。2019年珠海長煉石化的安全改造中,2區設備成本比1區降低約35%,但仍需滿足IP54防護等級。
煤礦井下場景則更為復雜:瓦斯聚集的掘進工作面屬1區,需使用Ex d I級設備(甲烷組別I);而通風良好的主巷道則可能劃為2區,可采用Ex ib級別的本質安全設備。
四、選型誤區與技術發展
常見認知誤區包括:
1. 認為2區設備可降級使用在1區(實際存在重大安全隱患);
2. 忽視溫度組別(T1-T6)與氣體引燃溫度的匹配。
當前防爆技術正朝智能化方向發展,例如帶自診斷功能的Ex ia*設備已可實現預測性維護。國際電工委員會2023年新版IEC 60079-46特別強調了數字孿生技術在防爆區域管理中的應用前景。
五、中國標準的具體實施
我國GB3836-2021標準在IEC框架下細化了特殊環境要求:
- 對于1區場所,新增了Ex tD粉塵防爆型設備的測試規范;
- 2區設備增加了EMC抗干擾測試要求。
根據應急管理部2024年數據,國內防爆設備誤用事故中,約62%源于區域劃分錯誤,凸顯了準確理解分區標準的重要性。在新建項目中,需通過HAZOP分析和DSEAR評估綜合確定分區邊界。
需要特別強調的是,防爆分區只是安全體系的一環,完整的防護還需要結合接地保護、氣體檢測聯動等系統。隨著氫能源等新興產業的發展,針對新型危險物質的分區標準也在持續演進,這要求從業人員必須持續更新知識體系。