一、引言 

煉油、化工、冶金、制藥等行業(yè)普遍存在爆炸性氣體或粉塵環(huán)境，傳統(tǒng)現(xiàn)場機(jī)柜難以滿足本質(zhì)安全要求。防爆小屋（Explosion-proof Cabin）應(yīng)運(yùn)而生，它將分析儀器、配電、通信等關(guān)鍵設(shè)備與外界危險(xiǎn)區(qū)域物理隔離，通過多重防爆技術(shù)使“非防爆”設(shè)備也能在 Zone1/Zone2 等危險(xiǎn)區(qū)長期、穩(wěn)定運(yùn)行。

二、核心技術(shù)路線 

1. 正壓通風(fēng)（Ex p） 

   持續(xù)向小屋內(nèi)部注入經(jīng)過濾的潔凈空氣，維持 50~70 Pa 的超壓，防止可燃?xì)怏w滲入；失壓即聯(lián)鎖斷電并報(bào)警。 

2. 隔爆兼本安（Ex d+Ex ia） 

   對(duì)必須開孔的電纜、管線采用隔爆接頭；控制回路采用本安設(shè)計(jì)，任何單點(diǎn)故障能量均低于最小點(diǎn)燃能量。 

3. 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與熱管理 

   主體為型鋼焊接框架+雙層鋼板夾阻燃保溫層，屋頂承重≥500 kg/m2，IP65 防塵防水；配置防爆空調(diào)或熱交換器，保證 18~28 ℃、≤60 %RH 的恒溫恒濕環(huán)境。 

4. 智能監(jiān)控 

   可燃/有毒氣體探頭、感溫感煙、門禁、視頻監(jiān)控全部接入 DCS；異常時(shí)本地聲光報(bào)警并遠(yuǎn)傳至中控室，實(shí)現(xiàn)無人值守。

三、典型應(yīng)用環(huán)境 

1. 石油天然氣 

   陸上/海上平臺(tái)、LNG 接收站、長輸管線閥室、城市門站——為色譜、水露點(diǎn)、硫化氫在線分析儀提供安全艙。 

2. 石油化工 

   乙烯裂解、重整、PX、PTA 裝置——CEMS、VOC、紅外光譜儀集中布置，減少巡檢風(fēng)險(xiǎn)。 

3. 精細(xì)化工與制藥 

   反應(yīng)釜尾氣、溶劑回收區(qū)域——防爆小屋集成取樣、預(yù)處理與分析系統(tǒng)，滿足 GMP 與安監(jiān)雙重審計(jì)。 

4. 冶金與煤化工 

   煤氣柜、焦?fàn)t煤氣凈化工段——粉塵+水蒸氣+硫化物多重腐蝕環(huán)境，小屋采用 316L+氟碳涂層，壽命≥15 年。 

5. 公用工程 

   地下綜合管廊、危險(xiǎn)品倉庫、印染廠液氯庫——模塊化小屋可整體吊裝，快速部署。

四、綜合技術(shù)優(yōu)勢 

1. 安全冗余 

   正壓+隔爆+本安+泄爆片四層防護(hù)，滿足 GB3836、IEC60079、API 等標(biāo)準(zhǔn)，通過 ATEX、CQST 雙重認(rèn)證。 

2. 成本效益 

   將多臺(tái)非防爆儀表集中于一個(gè) Ex p 小屋內(nèi)，較全部購買防爆型儀表節(jié)約 30 %~50 % 投資；后期維護(hù)只需在“安全島”內(nèi)進(jìn)行，大幅降低停車損失。 

3. 環(huán)境適應(yīng)性 

   -40 ℃極地、+55 ℃沙漠、海邊鹽霧腐蝕、高海拔低氣壓，均可通過加厚保溫、防腐涂層、壓力補(bǔ)償?shù)榷ㄖ品桨附鉀Q。 

4. 模塊化與可擴(kuò)展 

   工廠預(yù)制，現(xiàn)場“即插即用”；預(yù)留接口支持后期擴(kuò)容或更換分析儀表，生命周期成本最低。 

5. 數(shù)字化運(yùn)維 

   內(nèi)置 PLC+觸摸屏+4G/5G 遠(yuǎn)程模塊，實(shí)時(shí)上傳小屋壓力、溫濕度、氣體濃度、設(shè)備狀態(tài)，結(jié)合 AI 預(yù)測性維護(hù)算法，故障停機(jī)時(shí)間降低 60 %。

五、設(shè)計(jì)選型要點(diǎn) 

1. 防爆分區(qū)與氣體組別確定后，選擇 Ex d 或 Ex p 方案；含氫環(huán)境需達(dá)到 IIC T4 等級(jí)。 

2. 根據(jù)儀表散熱量計(jì)算空調(diào)容量，必要時(shí)采用冗余雙機(jī)。 

3. 分析儀采樣管線穿墻處配置防火閥及快速接頭，減少泄漏點(diǎn)。 

4. 靜電接地網(wǎng)≤4 Ω，所有金屬構(gòu)件等電位連接，避免靜電積聚。 

5. 逃生安全門+緩沖間設(shè)計(jì)，滿足 NFPA 101 緊急疏散要求。

六、結(jié)語 

防爆小屋并非簡單的“房子”+“防爆箱”，而是融合機(jī)械結(jié)構(gòu)、流體控制、電氣安全、信息通信的復(fù)雜系統(tǒng)。隨著“雙碳”戰(zhàn)略推動(dòng) VOCs 在線監(jiān)測、氫能產(chǎn)業(yè)鏈加速布局，防爆小屋將在更廣領(lǐng)域承擔(dān)核心安全屏障角色。未來，更高等級(jí)的智能化、輕量化、低碳化將成為技術(shù)迭代主方向。