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摘要设计总说明：电气的火灾爆炸现象经常出现在企业工厂释放爆炸性气体和粉尘的工作环境中，经常会引起一系列的安全问题。因此，需采取正确有效的电气防火防爆安全措施，时刻注意防止火灾爆炸事故，有效发挥防爆电气在爆炸性气体环境中至关重要的作用。32219
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某汽车总装车间汽油加注工位，成品车在出厂前进行汽车汽油加注操作，假设在汽油加注过程中发生事故，大量汽油泄漏至地面，发生大规模的汽油蒸发扩散。随着时间的积累，环境中的汽油蒸汽浓度将持续升高，当遇到足以点燃汽油蒸汽的静电、火花、高温或电弧时，即会发生局部的火灾或爆炸，引发整个工位甚至车间的连环爆炸。通常情况下在汽油加注工位内不存在静电、火源等，然而加油工位内的电气设备在经过长时间运行会产生大量热量，亦或者因为电气设备的防护外壳密封措施不到位，电气内的电流会直接接触环境中的爆炸性气体汽油蒸汽，引发火灾或爆炸。
按照《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058）的相关规定，确定汽油加注工位汽油泄漏为二级释放源，即在正常运行时，预计不可能释放，如果释放也仅是偶尔和短期释放的释放源。因此此种汽油大面积泄露发生蒸发扩散的情况为二级释放源，防爆区域划为2区。在现实情况下，对于汽油蒸汽等比空气中的爆炸性气体的防爆分区的划分通常依靠GB50058附录B 爆炸性气体环境危险区域范围典型示例图划分防爆分区。然而依靠这样的经验方法划分防爆分区，没有把机械通风考虑进去。排除了机械通风的因素，往往会将防爆分区面积划分过于庞大。结合企业，成套设备较难全部实施工艺上的电气防爆，投入过大，不利于企业的利润最大化，也造成了不必要的浪费。
本设计通过采用机械通风的方式降低加油工位内的汽油蒸汽的浓度，并针对加油工位内有无机械通风的两种工况，运用有限元分析软件FLUENT对汽油蒸汽蒸发扩散的浓度变化等情况进行了数值模拟。根据GB50058 3.2.5的规定，当爆炸性气体浓度低于其爆炸下限10%时可划定为非防爆分区，因此本设计根据有限元分析软件FLUENT的数值模拟结果划设出在机械通风情况下汽油蒸汽浓度为10%的界限范围，将此范围以内的电气定义为防爆电气，并进行防爆电气的选型。通过依据有限元分析结果划定防爆分区范围，将大大小于国标中对于二级释放源防爆分区的划设范围，防爆分区范围缩小后则可在防爆分区以外不配置具有防爆功能的电气设备，由此将避免了不必要的浪费。在爆炸性气体环境内加入机械通风设计之后，本文继续优化其防火防爆设计，对汽油加注工位进行改造，在加油工位两侧加设两块由不燃物质制作的高1.2米的防护挡板。由于汽油蒸汽重于空气，1.2米的挡板可以将汽油蒸汽聚积在小范围内阻止其向外部扩散。
通过有限元数值模拟和据此进行的防火防爆设计结果表明：汽油加注工位在经过了机械通风设计后，工位内汽油蒸汽的积聚情况大大降低，为车间的安全运行提供了保障。运用有限元模拟机械通风后的汽油蒸汽浓度，大大缩小了国标中规定的防爆分区范围，避免了防爆资源的浪费。工位内加入加油挡板，将汽油蒸汽限制在小范围内阻止其扩散，为整个车间的安全运行提供了重要的保障。
毕业论文关键词： 汽油；通风；防爆；Fluent
The explosion-proof electrical design optimization of an automobile assembly plant petrol filling station
Design illustration: Electrical fire explosions often occur in the corporate factory release explosive gases and dust working environment, often caused by a series of security problems. Therefore, the need to take correct and effective electrical fire and explosion safety measures, always pay attention to prevent fire and explosion, explosion-proof electrical effectively play a vital role in an explosive atmosphere.