CNS 3376-16-2002 Electrical apparatus for explosive gas atmospheres-Part 16 Artificial ventilation for the protection of analysers houses《爆炸性气体环境用电机设备－第16部：分析室机械通风防爆构造》.pdf

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1、1 爆炸性氣體環境用電機設備 第16部：分析室機械通風防爆構造 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS總號 類號 ICS 29.260.20 3376-16 C1038-16 經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 91 年 12 月 5 日 年月日(共 15 頁) Electrical apparatus for explosive gas atmospheres Part 16: Artificial ventilation for the protection of analyser(s) houses 1. 適用範圍 1.1 本標準提供

2、分析室的機械通風的一般保護原則，以防止內部洩漏可燃性物質引起的爆炸危害，如果可能情況下，也可以防止外部爆炸性氣體環境引起的危害。同時也提供在分析室內可能引燃之電機設備的可使用之條件，這些分析室可能存在於危險或非危險區域。 1.2 本標準也包括分析室的建構與操作的建議，諸如通氣管的安裝、提供通風條件的輔助裝置、及壓力需求的輔助裝置。 本標準亦規範上述需求的驗證與試驗，並提供分析室或建物的標示。 備考 1：在某些情形下，本標準亦適用於有類似洩漏情形之建物。 2： 本標準不適用於有毒氣體或蒸氣的危害，儘管這些有毒物質採用類似的技術，另外也不適用於非防爆安全相關之事宜。 2. 用語釋義 以下定義適用本

3、標準： 2.1 分析室 (Analyzer(s) house ) 特定密閉式機房或建物，於其內設有一個或一個以上負責分析可燃性流體物質樣品的分析設備，這些設備連接至（或可能連接至）電子儀器與輔助裝置，也可能和製程設施連接。 備考：不包括分析實驗室。 2.2 機械通風 (Artificial ventilation) 機械式驅動的空氣流動，以降低或保持分析室內可燃性氣體或蒸氣濃度於安全限度內，這種通風也可以用以控制分析室內的壓力，使高於或低於外部的環境壓力。 2.3 通風系統 指產生機械通風所需的整套裝置。 2.4 強制通風 (Forced ventilation) 強通空氣進入分析室的機械通風

4、。 2.5 誘導性（排出）通風 Induced (exhaust) ventilation 將空氣由分析室吸出的機械通風。 2.6 通風失效 (Ventilation failure) 無法保持需要的空氣流量及必要時所需壓力的狀態。 2.7 排清 (Purging) 2 CNS 3376-16 , C 1038-16 以足夠量的空氣流經分析室以及它的相關通氣管，用以降低分析室內及其相關通氣管內可燃性氣體或蒸氣的濃度至安全程度的程序。 2.8 警報 用以警告必需採取適當措施的可視覺性、可聽性或兩者兼具之訊號。 3. 一般考量 3.1 一般安全考量 一般的安全考量的方向包括 1) 使得可燃性物質於

5、分析室內的量保持於可與室內設備正常操作匹配的最低量。 2) 提供有效稀釋可燃性氣體或蒸氣至安全程度的通風系統。 3) 對通風失效提供保護對策。 4) 提供測試樣品的安全處理。 3.2 分析室的需求 分析室最好應為一獨立建物，然而分析室必需設於既有建物時，除非第 5.3 節特許，否則分析室應與建物的其它部份隔離。總之，分析室與建物其它部份間應適切地安全氣密，必需符合第 5.3 節的需求。請參考附件 A 的範例。 3.2.1 所有處理可燃性物質的分析室將影響週遭環境，當週遭環境危險性區域已被界定，這些影響應被考慮，尤其是分析室位於非危險性區域時。特別是當氣體樣品必需釋放到外大氣，釋放的影響要特別考

6、量。 備考：由於功能上的因素，變通方法例如連接到密閉的收集系統或燃燒系統可能是不可行的。 分析室的佈置會對外部區域劃分產生影響，可參考附錄 A 3.2.2 如果分析室位於危險性區域，要以強制通風增加內壓的方式防止外部大氣進入分析室。 如果分析室位於非危險性區域，外部大氣進入分析室是不重要的，因此無需維持內部過壓，可採用強制通風或誘導性通風均可，最終選擇取決於其它非爆炸性危害的因素 (詳見第 5 節 )。 3.3 通風失效情形下的需求 不論外部環境等級為何，如果通風系統按正常操作，排清（ Purging）也完成 (如果有的話 )，分析室內部應不具危險性，且與外部區域劃分無關。 備考：爆炸性氣體

7、/空氣混合物可能仍存在於洩漏源附近。 當通風失效發生時，所有設計上要保持繼續操作的電機設備應具符合 1 區 (Zone 1)等級需求的保護。 當通風失效發生時，所有設計建構上不應操作於危險性區域的電機設備應切斷電源，依據外部環境等級與內部洩漏源的特性，安全措施可包括時間延遲。 所有設計建構上不應操作於危險性區域的電機設備，除非內部為非危險性區域，否則不可以復電，這一般需要適當的排清程序，但如果透過計算或量測驗證，可以肯定分析室內與其相關管路不具危險性，排清程序可以省略。 必須考量無防爆保護電機設備的特性，因為當通風失效時，它們可能影響分析室的安全，例如附有電熱器的電機設備。 3 CNS 337

8、6-16 , C 1038-16 3.4 安裝於分析室內設備之需求 分析設備的安裝力求使分析室內管路長度最短、接合點數量最少與含有可燃性物質之零組件數量最少。取樣用的管路與設備、以及所有儲存非惰性氣體或液體的管路和設備，應架設於外或臨近經適當分類的建物。 氣體樣品入口與出口之管徑以小為佳，但需具足夠的機械強度，並且符合分析室的最大流量需求。 全系統從樣品的開始取樣點到回收點或排放點，設計上即應考慮零組件失效的效應，為限制進入分析室的可燃性物質之量，得加裝釋壓與流量限制裝置。 所有導引可燃性物質進入分析室的管路，應能夠在分析室外加以隔離。 取樣操作如有可燃性物質故意洩漏的需求，應選擇在分析室外適

9、當的場所為之。 4. 建物建造需求 4.1 建物大小應符合需求，不可過大以減少通風的需求，也不要過小，以確保儀器設備的正常運轉與安全操作，以及安全進出。 4.2 如果高絕緣物質用為分析室之建物、附屬設備與通風系統的材料，應採取預防措施，避免潛在可能靜電危害事件的產生。 4.3 設計上，要做到建物本身與分析設備、附屬設備及通風系統等的安排不會造成在分析室內發生累積可燃性物質之情事發生。 避免採用假性的天花板或地板；但如果採用了，要特別注意其區隔空間的排清與通風。 避免在地板內採用電纜溝槽；但如果採用了，必需將其填滿，並施以覆蓋與密封。 如果有地板排水設施，必需要有具體措施，避免透過它產生分析室內

10、外空氣的交換。 牆壁與屋頂的開口數要限制，足以提供通風管道、電纜、取樣管路等之用即可，開口尺寸不要大於需求，而且必需有密封。 4.4 門的數量也要少，以減低空氣流失，兩道 (層 )門組成的氣密組合更能減少空氣流失的可能。 備考：為了人員安全，兩道 (層 )門通常都應是外開式的。 為了維護保護系統的完整性，仍應採行其它措施，例如 安裝門鎖以限制非權責人員的進出。 備考：這種門應設有碰撞門閂 (crash bar)，以令門即使鎖住，仍可以由內部推碰撞門閂打開門。 安裝自動關門機制。 於門上安裝啟動警報的位置開關。 應設有裝甲的或類似材質的明亮玻璃檢視窗，如設於門上，檢視窗兩面均應加設防護條。 窗戶

11、應為不可開啟的。 一般而言，除了檢視窗，應無其它窗戶。 5. 通風系統的建構需求 4 CNS 3376-16 , C 1038-16 使用機械通風目的是要稀釋或排除分析室內因可燃性物質散逸造成的爆發性氣體環境。 如果通風系統附有空氣的加熱或冷卻等設施，這些設施對於分析室的安全與完整性不應有不利的影響。 5.1 適用所有通風系統的需求 5.1.1 通風用空氣應取自非危險性區域，而且不可因含有化學物質或雜質產生任何有害 (deleterious)效應或降低安全性能的風險。 備考：被可燃性物質污染的可能性，可以用近端或遠端自動氣體偵測裝置監視。 5.1.2 通風系統應有能力稀釋任何可燃性物質正常地由

12、分析器或取樣系統洩漏，此外，對於分析器或取樣系統因可預測不正常的洩漏，也可以稀釋到最大可接受等級。 備考： CNS 3376-2爆炸性氣體環境用電機設備第 2 部：加壓外殼 p附錄 C 述明評估洩漏種類的指導原則。 對於氣體或蒸氣，一般可接受的最高濃度是爆炸下限的 25%。 氣體或蒸氣的毒性，應同時列入考慮。 通風空氣流量應確保混合良好，且無死角。 5.1.3 正常來說，由可靠電源供電的風扇一台即可，但在某些情形，諸如必需保持非防爆設備運轉的情形，就必須提供兩個使用不同電源的風扇，並且可以自動切換，獨立勝任。 在一些系統中，建議安裝兩個風扇，但自動切換開關並非必要。 風扇的建構上要做到將機械磨

13、擦或靜電引起火花的機率降至最低，例如採用銅材、鋼材但外被覆塑膠或符合 CNS 3376-0爆炸性氣體環境用電機設備第 0 部：一般要求第 16.4 節的塑膠材料。 風扇電動機及其控制設備最好置於通氣管之外，並以適合所在處的防護等級進行相當的防護，如裝置於通氣管內，則需以相當於 1 區（ Zone 1）等級作防護。 5.1.4 在設定的通風流量，通氣管的位置、尺度與數量應足以使排清及稀釋作用遍及分析室及各非獨立通風之外殼。（參考附錄 C 之範例） 氣孔的進口與出口要適當安排，使分析室不受外部環境影響，例如風向和雨。 讓氣體或蒸氣排除的通風管開口應設於地板或天花板高度，視氣體或蒸氣是比空氣重或輕。

14、 通風管及其機械連接應能承受正常運轉時最高過壓的 1.5 倍，且不得低於200Pa (2mbar) 的壓力。 通風管的材料化性與物性都必需符合使用需求。 進氣通風管一般而言不得經過危險性區域，如果必需經過時，通氣管的內壓應大於外壓，否則必需保證通風管無洩漏。 用於檢測通風失效的通風管應裝設流量檢測裝置，其位置應近於分析室。 5.2 強制通風的需求 5 CNS 3376-16 , C 1038-16 強制通風的情形，風扇將空氣由進氣通風管、進氣開口送進分析室，令污染的空氣由排氣口及排氣通風管離開分析室，附錄 B 是一範例。 如果分析室位於危險性區域，出氣開口應調整，使得在最低通風流量情形下，維持

15、 25Pa（ 0.25mbar）的過壓高於外壓。 備考：這個過壓量可以防止風速約 3.5m/s 以下的外部大氣之入侵。 5.3 誘導通風的需求 誘導通風的情形，風扇抽取分析室內的空氣，散於週圍大氣。這個方法僅適用於處於非危險性區域的分析室，風扇使得分析室內部負壓，因此清新空氣可由空氣源、進氣通風管，以及進氣口進入分析室。 如果分析室位於其它建物，或是屬它項建物的一部分，空氣來源可能是建物的空調系統，應調整進氣口，使得正常操作下，得以維持內壓小於環境壓力，範例請見附錄 A 的圖 A2。 要注意當通風失效會導致建物其它部份受污染的可能性，應採取特別預防措施。 6. 安全防護系統 分析室應有安全防護

16、系統以防止通風失效時出現的危險狀況，所有檢測裝置的防護等級應等同於其所在地的防護等級。 6.1 通風失效應以裝設於通風管上之檢測裝置偵知，以下所列的裝置也可以提供有關通風失效等的相關資訊： 1) 差壓開關 2) 風扇電動機啟動器互鎖開關（如果風扇是直接接於馬達） 3) 風扇上的旋轉檢測裝置 4) 其它適當的裝置（如氣體偵測器） 通風失效時必需能啟動警報，當警報啟動後，在危險性區域無法適切保護的電機設備之電力供應應瞬時或延時自動切斷。 當門無法自動關閉時，如果門開的太久，應使用差壓開關或門開關啟動警報。如果分析室位於危險性區域，警報亦應自 動瞬時或延時切斷電源供應。 警報啟動後，自動切斷可以延遲

17、一小段時間，前提是應採取措施確保分析室的安全而無不利的影響，這個時間延遲與採取的措施、外部區域分類及內部洩漏特性有關。 誘導性（排風）通風之失效還要關閉分析室進氣口，以防止這些進氣口附近大氣環境的受污染 (參閱附錄 A 的圖 A2 及圖 A3) 通風失效啟動的警報應當地顯示或遠距顯示於適當的場所，電力的恢復應於足量的排清之後，除非分析室內的氣體濃度低於第 5.1.2 節規定的最高允許濃度。 備考：復電前，以大於分析室與通風管總容積之 5 倍的安全氣體，在時間 t之內做排清工作，由於內部洩漏，排清時間將大於 t。 6.2 除了第 6.1 節規定的自動系統，必需還有手動切斷裝置。 7. 驗證與試驗

18、 應執行下列的驗證與試驗 6 CNS 3376-16 , C 1038-16 1) 驗證設計文件是否符合本標準。 2) 驗證安裝是否按設計規劃進行。 3) 除非以計算分析，否則必需以試驗證實空氣流量符合規定，且排清有效。 4) 必需以試驗證實分析室內壓保持於建議值（參考第 5.2 節）。 5) 必需以試驗證實安全防護系統的操作是有效的（參考第 6 節）。 6) 驗證取樣管線的限流裝置是否正確安裝，必要時施以試驗。 8. 標示與記錄 8.1 標示 分析室應在明顯易見的位置標示下列項目： 1) 字樣機械通風保護的分析室。 2) 製造廠名稱或負責安裝的代理商名稱。 3) 分析室名稱或符號。 4) 分

19、析室內的最高與最低的電機設備群組、防爆電機設備的溫度等級。 備考：最高與最低的分類是必要的，因為最危險狀況可能起因於外部或內部的狀況。 5) 分析室的容積，最低排清流量與時間。 6) 操作中的最低流量。 8.2 警告通知 除了操作指引，應設有以下所列的警告通知： 1) 在每一個人員入口處標示：警告 a)保持緊閉 b)可燃性物質必需經特別許可，且於記錄簿記載，始可進入本分析室 2) 靠近電源的地方標示：警告 啟動本裝備前，運轉通風風扇 t 分鐘，除非本分析室的內部環境經驗證為非危險性區域 備考：請參考第 6.1 節。 8.3 記錄 應設有記錄簿，記載分析室所有相關事宜，細節至少應包括如下項目：

20、a) 第 8.1 節所述詳細內容。 b) 分析室內分析設備清單，在可能情況下，包括每一個保護類別，電機設備群、溫度等級。 c) 所有安裝之防爆設備經政府權責單位認證之詳細項目 (如果有的話 )。 d) 分析器經驗證與製造商試驗結果。 e) 所有安裝設備之製造商提供的安全指引。 f) 保護設備的設定。 g) 通風系統與操作說明的細節。 h) 最低操作壓力與流量。 i) 分析室進行排清與正常操作情形下的壓力試驗結果。 j) 分析室最短排清時間與最低排清流量。 k) 非爆炸性保護的電機設備可能影響安全的特性（參考第 3.3 節）。 7 CNS 3376-16 , C 1038-16 l) 安裝日期與

21、交付試驗日期。 m) 修改日期與內容（參考第 8.4 節）。 8.4 修改 分析室建構及啟用以後，有任何與規格相關的修改時，第 8.1, 8.2 與 8.3 節的指引都應隨之修正。 8 CNS 3376-16 , C 1038-16 附錄 A 分析室通風佈置範例 簡介： 分析室的通風系統有許多種可能的設計。 從所有可能的例子，挑出以下數例，輔助說明本文所述原則之應用。 圖例： 備考 1. 所有危險區域圖範例皆以簡單之方式表示分析室對周圍環境之不同影響。它們不是區域劃分圖。區域劃分圖應依據 CNS 3376-10爆炸性氣體環境用電機設備第 10 部：危險區域劃分由區域劃分專家和分析室設計者考慮每

22、一安裝參數後產生。 2.圖 A1 和 A2 上之 2 區也可當為 1 區。 3.圖 A3 和 A4 空氣流動方向可能相反。 1 區危險區 2 區危險區 非危險區 9 CNS 3376-16 , C 1038-16 A1 當分析室位於既存危險區域 (1 區或 2 區 )，或者分析室在不同的非危險區產生一個 2 區危險區是可接受時，樣品處理設備最好位於分析室外面。如此將可使通風稀釋內部洩漏的可燃物質需要之流量減低很多。 當通風失效時，通常並不需要將可能流進分析室含有可燃性物質之樣品流關閉。安裝範例見圖 A1。 圖 A1 位於危險區之分析室 通風進氣口 通風排氣口 分析室樣品排氣口 10 CNS 3

23、376-16 , C 1038-16 A2 如果分析室和現有建築在一起時，應採取特別措施小心避免通風失效時對建物造成污染。所有會造成內部可燃性液體或氣體洩漏之系統以及所有空氣進氣口於通風失效時應立即自動關閉。如果附屬設備能位於分析室外部而與危險區相鄰，所採取預防措施之數量將可減低。典型之範例見圖 A2。 圖 2 分析室位於現存建物內 備考：如果已採取第 5.3 節之特別預防措施，空氣進氣口可位於分析室和辦公室之間。 樣品排氣口 通風排氣口 工廠 辦公室 分析室進氣口關閉裝置11 CNS 3376-16 , C 1038-16 A3 如果分析室位於其它非危險區域，一種方式為將所有可燃性物質之潛在

24、洩漏點置於分析室內，而由通風系統稀釋。 當通風失效時，所有含有可燃性物質之樣品流應關閉以減低洩漏。空氣進氣口亦應關閉。其它小量但不可避免之洩漏，將漸使分析室內部濃度增加，於通風失效或初期排清階段，將有一氣體爆炸環境存在於空氣進氣口處。 典型例子見圖 A3。 備考：如果通風失效時未將空氣進氣口關閉，將有一小危險區域在其附近。 圖 A3 分析室於非危險區域內使用誘導性（排出）通風 通風進氣口關閉裝置通風排氣口樣品排氣口 樣品流關閉閥12 CNS 3376-16 , C 1038-16 A4 如果圖例 A3 不可接受時，所有潛在洩漏源 (包含樣品流關閉閥 )應位於分析室外部。當通風失效時這些開口關閉

25、，應無內部洩漏，且排清將非基本要求。應該瞭解，此時將有危險區域在分析室外面設備周圍。 當內部洩漏小於圖 A3 時，需要之空氣流量也較小。佈置範例見圖 A4。 圖 A4 分析室位於非危險區域 (強制通風 ) 通風排氣口 通風進氣口 樣品排氣口 關閉閥 樣品流 13 CNS 3376-16 , C 1038-16 附錄 B 強制通風佈置範例 備考：連續線之箭頭表示空氣流動方向 通風設備流量偵測器空氣進氣口 空氣排氣口截面 A - A 截面 B - B14 CNS 3376-16 , C 1038-16 附錄 C 誘導性 (排氣 )通風系統範例 備考：連續線之箭頭表示空氣流動方向 空氣進氣口 非危險區域 危險區域 流量偵測器 非危險區域 空氣進氣口 危險區域 通風設備 截面 X -X 截面 Y - Y A = 分析室外殼連接至空氣排氣口風管 N = 許多分析不使用連接至空氣排氣口之風管15 CNS 3376-16 , C 1038-16 引用標準： CNS 3376-0 爆炸性氣體環境用電機設備第 0 部：一般要求 CNS 3376-2 爆炸性氣體環境用電機設備第 2 部：加壓外殼 p CNS 3376-10 爆炸性氣體環境用電機設備第 10 部：危險區域劃分