爆炸危险环境是指在大气条件下，气体、蒸气、粉尘、薄雾、纤维或飞絮与空气形成的混合物引燃后，能够保持燃烧自行传播的环境。爆炸危险区域划分通常用于确定在该区域内所选用电气设备的防爆安全性能要求。在城镇燃气领域，根据相关规范对输配系统生产区域用电场所的爆炸危险环境区域等级和范围进行划分，以及燃气的点燃温度组别，选择相适应的防爆电气型式，以保证该场所发生燃气泄漏时不会因电气设备可能产生的火花引发爆炸安全事故。上述应用基于较为简化的定性分析，并根据规范提供的典型场景图例进行爆炸危险区域划分，便于具体工程设计的执行。
本文参考国际电工委员会标准IEC60079-10-1：2020，基于燃气泄漏扩散和通风效果定量分析明确爆炸危险区域划分方法及步骤，不局限于参考套用典型场景图例，适用于各种不同场景，有利于提高防爆分区划分的科学合理性。危险区域等级划分共分六步。
第一步：确定该区域释放源等级
释放源分为3个等级：
连续级：连续释放或预计长期释放的释放源；
一级：正常运行时，预计可能周期性或偶尔释放的释放源；
二级：正常运行时预计不可能释放，当出现释放时，仅是偶尔和短期释放的释放源。
比如GB 50058—2014第3.2.5条规定：存在连续级释放源的区域可划为0区；存在一级释放源的区域可划为1区；存在二级释放源的区域可划为2区；当通风良好时，可降低爆炸危险区域等级，通风不良时，则应提高爆炸危险区域等级。
第二步：确定释放源释放状态
释放状态分2种：非阻塞流状态、阻塞流状态。
当燃气压力P>临界压力Pc时，释放孔口为阻塞流状态；
当燃气压力P<临界压力Pc时，释放孔口为非阻塞流状态。
临界压力的计算公式如下：
Pc=Pa[(n 1)/2]n/n-1,其中n=MCp/(MCp-R)；
上述式中：
Pc——临界压力，Pa
Pa——环境压力，Pa
n——多变指数
M——摩尔质量，Kg/mol
Cp——比定压热容，J/（Kg.K）
R——摩尔气体常数，J/（mol.K）
第三步：根据释放源释放状态确定释放速率
释放速率分2种：质量流量、体积流量。
体积流量=质量流量/燃气密度。
① 阻塞流状态质量流量计算公式如下：
② 非阻塞流状态质量流量计算公式如下：
上述式中：
Qm——燃气释放质量流量，Kg/s
Cd——流量系数，近似圆形孔口取0.95~0.99，不规则孔口取0.50~0.75
S——孔口等效面积，mm2
P——容器或管道内燃气压力，Pa
Z——燃气在P、T条件下的压缩因子
T——燃气温度，K
③体积流量计算公式：
上述式中：
Qv——释放流量，m3/s
ρg——环境条件下燃气密度，Kg/ m3
Ta——环境温度，K
第四步：确定场所通风稀释度等级
稀释度分为3个等级：
高稀释度：释放源附近的气体浓度快速降低，释放停止后，危险区域基本不具有持续性；
中稀释度：释放源附近的气体浓度可以得到控制，危险区域形成稳定的边界，释放停止后，爆炸危险环境不会过度持续；
低稀释度：释放源在释放过程中显著聚积，或释放停止后爆炸危险环境显著持续存在。
确定稀释度取决于两个计算值：新风最小体积流量、通风速度。
①新风最小体积流量计算公式：
新风最小体积流量=释放体积流量/爆炸下限，即：
上述式中：
Qv,min——新风最小体积流量，m3/s
φLEL——爆炸下限
②通风速度：
室外露天：通风速度=风速，风速分为受阻、不受阻两种取值，可查询标准得到。
室内环境：通风速度计算公式：
上述式中：
Uw——通风速度，m/s
Qvo——单位时间通风换气量，m3/s
b——室内空间宽度（或长度），m
h——室内空间高度，m
C——室内通风换气次数，次/h
Vo——室内空间容积，m3
③根据新风最小体积流量和通风速度两个值可通过查询标准图确定区域通风稀释度等级。
④针对室内场所危险允许程度，可通过计算释放源气体平均背景体积分数，并将其与预期控制危险体积分数临界值比对（该方法不适用室外环境）。预期控制危险体积分数临界值可假定为爆炸下限以下任意体积分数，当平均背景体积分数>预期控制危险体积分数临界值时，爆炸风险高于预期，不可接受，需加强措施稀释室内体积分数，稀释所需理论时间可另行计算；当平均背景体积分数<预期控制危险体积分数临界值时，危险程度低，可接受。
释放源气体平均背景体积分数计算公式：
上述式中：
φb——释放源气体平均背景体积分数，%
f——通风混合系数，取值1.0~5.0
第五步：确定场所通风可用性等级
通风可用性主要表现通风是否足够稳定、可靠，通风可用性分为3个等级：
良好：通风持续可靠存在；
正常：正常运行期间基本保持通风，可能出现突发性的暂时中断；
差：不符合“良好”和“正常”等级的通风，但预计不会长期停止。
比如：室内自然通风可用性不能视为良好，这是因为室内获得持续自然通风必须在建筑物外墙或屋顶适宜的位置开设永久性的孔口，且自然通风效果很大程度上取决于室外气温和风力等不可控因素。室内能够保证连续启动的机械通风可用性至少可视为正常，当设置有备用风机且能够保障供电时，视为通风可用性良好；如果能够在通风失效时连锁切断进入室内的气源，也可视为通风可用性良好。室外露天环境中的释放源气体喷射释放时，由于稀释扩散的空间足够大，即使环境风速较低，也可视为通风可用性良好。
第六步：确定场所危险区域等级
危险区域等级取决于释放源等级、稀释度和通风可用性，高、中、低稀释度环境不同释放源等级和通风可用性条件的危险区域等级划分可按下表参考执行。
结论：可燃气体释放源的物理特性、爆炸下限、压力、温度参数，释放源的几何形状与尺寸，释放源所在空间通风稀释效果和通风可用性均对爆炸危险程度和范围产生影响。IEC 60079-10-1：2020提出通过基于上述参数进行量化计算来划分爆炸危险区域等级，具有更强的适应性和科学合理性，有利于在保证安全的前提下选用更加经济的防爆电气设备，并有助于评估释放源的爆炸危害和区域内的通风稀释效果，从而采取一定的措施限制爆炸危险环境中爆炸条件的形成和减轻爆炸危险程度。
