一、什么算"内置系统"(第 11 章)
内置系统(contained system):完全或部分置于正压外壳内部、含有可燃性气体或液体的系统——样气管路、工艺引流管、阀门、流量计、色谱柱箱等。
判定逻辑三步:
- 壳内有没有工艺流体管路?有 → 内置系统成立;
- 内置系统里的介质是什么?爆炸性气体、液化气、闪点低于环境温度的液体 → 必须按释放源评估;不可燃介质(如仪表空气)→ 简化为"点燃能力评估"即可;
- 内置系统会漏吗?漏了怎么算?→ 进入释放型式分类(附录 E)。
设计思维:内置系统是正压标准里唯一把"工艺侧"和"电气侧"焊在一起的章节。做分析仪表防爆,一半的功夫花在样气流路上,不在电气上。
二、释放型式:把"会怎么漏"分类(附录 E)
附录 E 按释放的持续性和特征分型(对应 IEC 60079-10 区域划分思路在壳内的微缩版):
| 释放型式 | 特征 | 壳内处理原则 |
|---|---|---|
| 连续释放 | 长期或频繁释放(如开口排放口) | 释放点周围按连续稀释设计,划稀释区域 |
| 一级释放 | 正常运行中周期性/偶尔释放(如取样阀操作) | 释放时被稀释气流控制,浓度不达爆炸下限 |
| 二级释放 | 正常运行不释放,故障时才释放(如密封失效) | 按最大可信泄漏评估稀释裕量 |
分级的意义:释放型式决定稀释流量的设计工况——连续释放按常态流量算,二级释放按"最大可信泄漏 + 一定安全系数"算。分级评保守了费风量,评乐观了出事故,这是分析仪表厂家最值得花钱做评估的环节。
三、释放条件与稀释设计(第 10、13 章,附录 F)
释放条件评估(第 10 章):确定释放源的三个要素——释放速率、释放介质、释放位置。评估输入包括:
- 管路压力、温度、介质组成(含可燃组分浓度);
- 可能的泄漏路径:接头、阀门填料、取样口、破裂工况;
- 每个泄漏点的最大可信泄漏率(工程上按管径、压力用孔口流动估算 + 安全系数)。
稀释设计的合规出口(第 13 章 + 附录 F,配合第 3 篇的计算方法):
- 每个释放源定位后,设计稀释气流覆盖其扩散范围;
- 稀释后任何点浓度不超过标准规定限值(爆炸下限的安全比例);
- 验证方式是稀释试验(附录 A):在规定释放率下用试验气体实测壳内浓度分布。
四、在线分析仪全流程算例
场景:防爆区域 2 区现场安装一台正压型在线红外气体分析仪,样气为管道天然气(主要甲烷),样气压力 0.2 MPa,壳内样气管路有 6 个接头 + 1 个过滤器和 1 个切换阀。
设计流程:
- 内置系统确认:样气管路 = 内置系统,介质为爆炸性气体 → 释放源评估成立;
- 释放型式判定:接头/过滤器正常不漏 → 二级释放;切换阀动作时有微量带出 → 一级释放;
- 最大可信泄漏率:按最恶劣单点(过滤器密封失效,孔径按标准/工程惯例取值)计算甲烷泄漏率,设为 q_leak = 0.5 L/min(示例值);
- 稀释流量:按第 3 篇方法稀释至 25% LEL,叠加不均匀系数放大 → 设计稀释流量(示例取 50~100 L/min 量级,以试验验证为准);
- 保护等级选择:内含释放源 + 样气可能形成壳内爆炸性环境 → 选 pyb 或 pxb(pzc 通常不适用有内释放源且需通电运行于释放工况的场景,以标准表 2 与认证机构判定为准);
- 联锁与报警:稀释流量低限联锁(第 4 篇)+ 样气压力异常报警;
- 文件:释放评估报告 + 稀释试验大纲 → 认证资料包。

五、常见设计错误
- 把样气排放口当"无害小孔":排放口朝壳内排气 → 直接构成连续释放源,稀释设计漏项;
- 释放型式评得过低:把频繁操作的取样阀按二级释放处理 → 稀释流量按故障工况算,正常操作时浓度超标;
- 稀释气流短路:进气口与排气口布置不合理,气流未扫过释放区域 → 试验时才发现死区;
- 忽略介质变化:样气组成从贫气换成富气(甲烷浓度上升),稀释判据失复——换介质要重新评估(变更管理);
- 内置系统接头用普通仪表件:应选用密封等级高、适合可燃气体的接头,从源头压低泄漏率,比加风机便宜。
六、客户落地清单(本篇相关)
- 内置系统清单:每条进入壳内的工艺管路,一行一档(介质/压力/温度/接头清单);
- 释放评估报告:每个潜在释放点的型式分级 + 最大可信泄漏率 + 计算书;
- 稀释设计说明:稀释方式、流量、气流组织图(进/排气口位置、扫过路径);
- 试验验证计划:稀释试验的释放率设定、测点布置、合格判据;
- 变更管理规则:样气介质、压力、管路接头的任何变更 → 重新过释放评估。
本篇小结
- 壳内有工艺管路 = 内置系统,介质可燃则进入释放源评估;
- 释放分连续/一级/二级三型(附录 E),型式定稀释设计工况,评保守费风量、评乐观出事故;
- 稀释设计出口 = 计算选流量 + 稀释试验当裁判(附录 A/F);
- 分析仪表防爆功夫一半在样气流路,不在电气上;
- 换介质就是换风险——变更管理管到样气组分。
下期预告:第 6 篇《静态正压、粉尘与电池专题》——不换气只保压的静态正压怎么玩?粉尘环境的正压有什么不同?壳内电池怎么管?下一篇见。
参考资料 1. GB/T 3836.5-2021 第 10~13 章、附录 A、E、F 2. GB/T 3836.1-2021(气体/粉尘环境设备通用要求)
免责声明:本文为科普介绍,释放型式分级与稀释判据以标准附录 E/F 原文、型式试验结果及认证机构审定为准;算例数字为教学示例。

