天然气厂防爆设备选型技术指南——防爆箱、防爆柜完整选型规范
一、适用范围
本指南适用于天然气输气站、天然气处理厂、管道阀室、调压站、压缩机房等爆炸性气体环境的防爆电气设备选型。
二、引用标准和规范
| 标准编号 | 标准名称 | 主要关联内容 |
|---|---|---|
| GB 3836.1-2021 | 爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求 | 设备通用安全要求、标志 |
| GB 3836.14-2014 | 爆炸性环境 第14部分：场所分类 爆炸性气体环境 | 区域划分依据 |
| GB 50058-2014 | 爆炸危险环境电力装置设计规范 | 电力装置设计规范 |
| GB 27791-2020 | 城镇燃气调压箱 | 燃气调压箱内电气设备防护等级要求 |
| T/CEEIA 794-2024 | 输气站爆炸危险环境电气设备防爆要求 | 输气站专用选型、安装、维护要求 |
三、危险区域划分
依据GB 3836.14，天然气厂危险区域划分为三个等级：
| 区域等级 | 定义 | 天然气厂典型位置 |
|---|---|---|
| Zone 0 | 爆炸性气体连续存在或长时间存在（>1000小时/年） | 储罐内部、封闭管道系统内部 |
| Zone 1 | 正常运行时可能偶尔出现（10~1000小时/年） | 压缩机房、泵房、管道法兰附近、卸气台、调压室内 |
| Zone 2 | 正常运行时不太可能出现（<10小时/年） | 站场开阔区域、控制室、巡检通道 |
天然气厂以甲烷为主要泄漏介质，常见区域多为Zone 1和Zone 2。
四、防爆设备类型选型指南
4.1 隔爆型防爆箱（Ex d）
工作原理：将可能产生火花或电弧的部件置于隔爆外壳内，外壳能承受内部爆炸压力且不损坏，并能阻止内部火焰传播到外部环境。
适用区域：Zone 1、Zone 2
典型设备：防爆配电箱、防爆控制箱、防爆照明箱、防爆接线箱
选型参数（天然气厂标准配置）：
气体组别：至少 ⅡB（甲烷属ⅡB类）
温度组别：至少 T4（设备表面≤135℃）
保护级别：Gb（Zone 1、Zone 2通用）
完整标志示例：Ex d ⅡB T4 Gb
特殊工况调整：
天然气含氢气等更高危介质：升级为 Ex d IIC T6
高温运行环境：升级温度组别至T5或T6
4.2 增安型防爆箱（Ex e）
工作原理：在正常运行时不产生火花、电弧或危险高温的设备上采取附加措施（加大电气间隙、提高绝缘等级等）提高安全性。
⚠️ 重要限制：增安型仅限Zone 2使用，禁止用于Zone 0或Zone 1。
适用区域：Zone 2
典型设备：防爆接线箱、防爆开关箱
完整标志示例：Ex e ⅡB T4 Gc
4.3 正压型防爆柜（Ex p）
工作原理：向设备外壳内通入保护气体（净化空气或氮气），使内部压力高于外部环境压力（正压差≥50Pa），阻止外部爆炸性气体进入。通电前必须进行换气吹扫-。
型式细分：
| 型式 | 适用区域 | EPL | 特点 |
|---|---|---|---|
| Ex px/Ex py | Zone 1 | Gb | 需持续通风或泄漏补偿 |
| Ex pz | Zone 2 | Gc | 可采用静态正压 |
典型设备：防爆仪表控制柜、分析仪器柜、大型控制柜、正压型防爆分析小屋
选型参数（针对天然气输气站）：
防爆标志：Ex p ⅡB T4 Gb（用于Zone 1）
维持压力：50-150Pa（建议设定80-100Pa）
换气吹扫时间：每立方米柜体容积 ≥5分钟
气源要求：净化空气或氮气，压力0.4-0.8MPa
必须配备：压力监测传感器 + 低压联锁装置
4.4 本质安全型（Ex i）
工作原理：限制电路能量，使电火花不足以点燃爆炸性气体。
型式区分：
Ex ia：适用Zone 0、Zone 1、Zone 2，可在带电状态下维护
Ex ib：适用Zone 1、Zone 2
典型设备：仪表、传感器、执行器回路、本安型控制电路
五、防爆标志完整解读
以天然气厂最常用的 Ex d ⅡB T4 Gb 为例：
| 标识符 | 含义 | 说明 |
|---|---|---|
| Ex | 防爆标志 | 符合GB 3836系列标准 |
| d | 防爆型式 | d=隔爆型；e=增安型；p=正压型 |
| Ⅱ | 设备类别 | Ⅱ类=工厂用（非煤矿） |
| B | 气体组别 | 适配天然气（甲烷）。ⅡA＜ⅡB＜ⅡC |
| T4 | 温度组别 | 最高表面温度≤135℃ |
| Gb | 设备保护级别 | Ga最高（可用0区），Gb次之（可用1区、2区），Gc最低（仅2区） |
六、柜体材质与防护等级要求
6.1 柜体材质选型
| 使用环境 | 推荐材质 | 特性 |
|---|---|---|
| 常规户外环境 | 304不锈钢 | 耐大气腐蚀，抗雨水冲刷 |
| 沿海、高湿、含H₂S环境 | 316L不锈钢 | 含钼元素，抗氯离子和硫化氢腐蚀 |
| 室内干燥环境 | 304不锈钢或碳钢+喷涂 | 碳钢方案需定期检查维护（3-5年） |
6.2 防护等级（IP）要求
防护等级代码为IP加两位数字：第一位数字代表防尘能力，第二位数字代表防水能力。
| 安装场景 | 最低IP等级 | 要求说明 |
|---|---|---|
| 户外地上设备 | IP65 | 6级防尘（尘密）+5级防水（防喷水），符合GB 27791-2020 |
| 户外地下设备 | IP67 | 增加短时浸水防护（1米深，30分钟） |
| 室内设备 | IP54 | 有限防尘+防溅水 |
| 粉尘防爆区域 | IP6X | 尘密，导电粉尘区域必须用 |
6.3 防腐蚀要求
户外安装应加装防雨罩，防止暴雨直接冲刷
密封材料选用耐油耐候的氟橡胶
严寒地区（-30℃以下）需确认材质低温韧性，避免柜体开裂
七、安装与验收基本要求
电缆引入：必须使用合格的防爆密封接头，电缆进线处用防爆胶泥密封处理。电缆引入后密封件需压实到位，确保气密性和隔爆性能。
接地要求：接地端子材质为铜质，截面积≥2.5mm²，接地电阻≤4Ω，柜门与柜体加跨接铜线导走静电。
防爆合格证：所有防爆设备必须有国家授权的防爆合格证，且可以在CQST官网查询，铭牌参数与实际工况匹配。-
八、选型总表
| 设备类型 | 适用区域 | 推荐防爆标志 | 防护等级 | 材质建议 | 典型应用场景 |
|---|---|---|---|---|---|
| 隔爆型防爆配电箱 | 1区、2区 | Ex d ⅡB T4 Gb | IP65 | 304不锈钢 | 管道阀室、压缩机房 |
| 隔爆型防爆控制箱 | 1区、2区 | Ex d ⅡB T4 Gb | IP65 | 304/316L | 泵站、调压站 |
| 增安型防爆接线箱 | 2区 | Ex e ⅡB T4 Gc | IP54 | 304不锈钢 | 控制室、值班室 |
| 正压型防爆柜（1区） | 1区 | Ex p ⅡB T4 Gb | IP65 | 304/316L | 仪表集成柜、分析仪柜 |
| 正压型防爆柜（2区） | 2区 | Ex p ⅡB T4 Gc | IP65 | 304不锈钢 | 控制室大型控制柜 |
| 隔爆型防爆照明箱 | 1区、2区 | Ex d ⅡB T4 Gb | IP66 | 304不锈钢 | 户外照明配电 |
九、常见选型错误提醒
| 错误做法 | 正确做法 | 风险说明 |
|---|---|---|
| 增安型Ex e用于Zone 1 | 1区用隔爆型Ex d或正压型Ex p | 增安型无法承受内部爆炸，故障时火焰外传 |
| 减配到ⅡA气体组别 | 至少选用ⅡB组别 | ⅡA不满足甲烷防爆要求，认证无效 |
| 普通碳钢柜用于户外 | 选用304/316L不锈钢 | 碳钢生锈后密封失效，无法维持正压 |
| 减压阀出厂后私自调节 | 保持出厂设定值 | 压力异常导致密封损坏或防爆失效 |
| 电缆进线不密封 | 防爆密封接头+胶泥密封 | 正压泄漏，隔爆界面失效 |
十、维护建议
隔爆型设备：定期检查隔爆接合面清洁度，禁用普通润滑脂，需用专用防爆油脂
正压型设备：定期检查密封圈老化情况，换气时间需按柜体容积复核，气源压力保持0.4-0.8MPa
所有设备：每次开盖检修后必须检查密封性，确认密封垫完好且盖板紧固到位
防爆合格证：设备使用期限内需妥善保管，接受年度安全审查时需提供原件备查
如有选型需要，请致电联系
冀公网安备 13012302000442号