Phân vùng nguy hiểm cháy nổ là bước bắt buộc trong thiết kế hệ thống phòng cháy chữa cháy cho các công trình công nghiệp, kho hóa chất, nhà máy sản xuất, trạm xăng dầu, khu vực chứa khí, khu hầm… Việc phân vùng chính xác giúp kỹ sư lựa chọn thiết bị, vật liệu, giải pháp kỹ thuật và hệ thống bảo vệ phù hợp, giảm thiểu rủi ro phát sinh cháy nổ và đảm bảo an toàn cho người và tài sản.
Phân vùng cháy nổ không chỉ là yêu cầu kỹ thuật mà còn là nghĩa vụ tuân thủ theo các tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), tiêu chuẩn quốc tế (IEC 60079, NFPA) và văn bản pháp lý hiện hành.
1. Phân vùng nguy hiểm cháy nổ là gì?
Phân vùng nguy hiểm cháy nổ (Hazardous Area Classification) là việc xác định và phân loại các khu vực theo mức độ xuất hiện khí, hơi, bụi dễ cháy và khả năng hình thành môi trường nguy hiểm trong điều kiện hoạt động bình thường hoặc bất thường.
Mục đích của phân vùng
-
Nhận diện chính xác nơi có nguy cơ cháy nổ
-
Lựa chọn thiết bị điện, cảm biến, đầu báo, đèn chiếu sáng phù hợp chuẩn chống cháy nổ
-
Thiết kế giải pháp thông gió, thoát khí, chống tĩnh điện
-
Tính toán hệ thống phát hiện – cảnh báo – chữa cháy đúng tiêu chuẩn
-
Giảm thiểu thiệt hại khi xảy ra sự cố
Việc phân vùng chính xác giúp ngăn ngừa nguy cơ từ thiết bị phát tia lửa, nhiệt độ bề mặt cao hoặc dòng điện gây cháy.
2. Các tiêu chuẩn áp dụng trong phân vùng nguy hiểm cháy nổ
Các tiêu chuẩn thường được dùng bao gồm:
TCVN 5334:2007 – Lắp đặt điện trong môi trường dễ cháy nổ
TCVN 2622 – Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình
IEC/EN 60079 – Hệ thống thiết bị điện trong môi trường khí nổ
NFPA 497 – Phân loại khu vực có hơi khí dễ cháy
NFPA 499 – Phân loại khu vực có bụi dễ cháy
ATEX Directive (Châu Âu) – Yêu cầu thiết bị dùng trong môi trường cháy nổ
Các tiêu chuẩn này hướng dẫn chi tiết cách phân zone, cấp độ nguy hiểm, thiết kế thiết bị và yêu cầu bảo vệ.
3. Phân loại các vùng nguy hiểm theo tiêu chuẩn quốc tế
Trong phân loại khí, hơi dễ cháy, các zone được chia như sau:
Zone 0
Là nơi có hỗn hợp khí hoặc hơi dễ cháy xuất hiện liên tục hoặc trong thời gian dài.
Ví dụ: Bên trong bồn chứa xăng dầu, khoang chứa dung môi.
Zone 1
Hỗn hợp khí dễ cháy có thể xuất hiện trong điều kiện vận hành bình thường.
Ví dụ: Khu vực xung quanh miệng bồn, van nạp liệu, khu chiết rót hóa chất.
Zone 2
Hỗn hợp khí dễ cháy chỉ xuất hiện trong thời gian ngắn hoặc bất thường.
Ví dụ: Khu vực xung quanh đường ống kín, phòng bơm hóa chất.
4. Phân vùng nguy hiểm do bụi (Dust Hazard)
Bụi cháy gồm bột gỗ, bột kim loại, bột than, bột nhựa, bột ngũ cốc…
Phân loại theo tiêu chuẩn:
Zone 20
Bụi cháy xuất hiện liên tục hoặc dày đặc.
Ví dụ: Bên trong thiết bị nghiền, silo chứa bột.
Zone 21
Bụi cháy có thể tồn tại trong điều kiện bình thường.
Ví dụ: Khu vực xung quanh máy nghiền, băng tải bột.
Zone 22
Bụi cháy xuất hiện ít, không thường xuyên.
Ví dụ: Kho xưởng nơi bụi có thể thoát ra nhưng được kiểm soát.
5. Quy trình phân vùng nguy hiểm cháy nổ
Để phân vùng đúng, cần thực hiện các bước sau:
1. Xác định loại vật chất nguy hiểm
Khí, hơi, bụi, chất lỏng dễ cháy, điểm chớp cháy (Flash Point), nồng độ giới hạn cháy (LEL – UEL).
2. Đánh giá tần suất rò rỉ
Điểm nối, bồn chứa, máy bơm, van, mặt bích, đầu chiết rót.
3. Tính toán đặc tính không gian
Diện tích phòng, độ thông gió, nhiệt độ, khả năng tích tụ khí.
4. Định nghĩa phạm vi lan tỏa
Xác định bán kính lan của hơi hoặc bụi cháy theo mô phỏng hoặc tiêu chuẩn NFPA/IEC.
5. Lập bản đồ phân vùng nguy hiểm
Bao gồm bản vẽ 2D – 3D, ký hiệu zone, ghi chú phạm vi, loại hợp chất.
6. Đề xuất nhóm thiết bị chống cháy nổ phù hợp
Thiết bị Ex d, Ex e, Ex ia/ib, Ex tD…
Quy trình này phải được thực hiện bởi kỹ sư PCCC có chứng chỉ chuyên môn và được nghiệm thu theo quy định.
6. Ứng dụng phân vùng nguy hiểm trong thiết kế PCCC
Phân vùng cháy nổ là cơ sở để thiết kế rất nhiều hạng mục trong PCCC:
1. Lựa chọn thiết bị điện – chiếu sáng – cảm biến
Thiết bị trong Zone 0, 1, 2 hoặc Zone 20, 21, 22 phải đạt chuẩn chống cháy nổ.
2. Thiết kế hệ thống thông gió – hút khí – xử lý hơi
Hơi và bụi cháy phải được điều khiển theo hướng an toàn.
3. Lắp đặt đầu báo cháy phù hợp
Đầu báo nhiệt, đầu báo khói beam, đầu báo gas phải chọn model chống cháy nổ Ex.
4. Lựa chọn hệ thống chữa cháy đặc thù
Tùy nhóm nguy hiểm mà chọn:
– Sprinkler
– Water Mist
– Hệ thống Foam
– Chữa cháy khí (CO2, FM-200, Novec 1230)
– Chữa cháy bột
5. Bố trí van an toàn, bộ thu gom rò rỉ, cảm biến gas
6. Đảm bảo lối thoát nạn đạt quy chuẩn
Nhất là trong nhà máy hóa chất, xăng dầu, sản xuất linh kiện điện tử.
7. Những sai lầm thường gặp khi phân vùng nguy hiểm cháy nổ
Để tránh rủi ro khi thiết kế PCCC, cần lưu ý các sai sót phổ biến:
– Chỉ dựa vào cảm tính, không tính toán theo tiêu chuẩn
– Quên đánh giá tốc độ thông gió
– Bỏ qua khả năng tích tụ hơi dưới mặt đất hoặc trần
– Lắp đặt thiết bị điện sai cấp độ chống cháy nổ
– Không cập nhật bản vẽ phân zone khi thay đổi dây chuyền sản xuất
– Dùng thiết bị không kiểm định hoặc thiếu chứng chỉ Ex
Những lỗi này dễ dẫn đến tai nạn nghiêm trọng và vi phạm pháp luật khi thanh kiểm tra.
8. Kết luận
Phân vùng nguy hiểm cháy nổ là bước không thể thiếu trong thiết kế hệ thống PCCC, đặc biệt với các ngành xăng dầu, hóa chất, điện tử, dệt may, sản xuất vật liệu… Việc phân vùng đúng góp phần đảm bảo lựa chọn thiết bị chống cháy nổ chính xác, bố trí hệ thống báo cháy – chữa cháy hiệu quả và ngăn ngừa nguy cơ sự cố.
Đầu tư đúng ngay từ giai đoạn khảo sát và phân tích nguy hiểm sẽ giúp công trình vận hành an toàn, tiết kiệm chi phí bảo trì và đáp ứng đầy đủ yêu cầu pháp lý khi kiểm tra PCCC.
