陳勝森 王聯偉

中海石油氣電集團有限責任公司

 

據統計，油氣集輸過程中所發生的著火爆炸，由電氣引發的占19.8%[1]。可見，加強防爆電氣設備完整性管理是保證油氣站場安全生產、防止火災及爆炸事故發生的關鍵環節。 

1 影響防爆電氣設備性能的主要因素 

1.1 環境惡劣東南沿海地區的油氣站場，特別是LNG接收站均位于海邊，長期處于高鹽、高濕度、高溫環境，隨著服役時間增加會導致防爆電氣設備老化、性能下降甚至無法滿足現場使用要求。設備老化主要表現為非金屬材料材質劣化及金屬材料銹蝕等。如塑料、橡膠等功能部件的材質劣化會導致電纜護套、電纜引入口密封圈的性能部分或完全喪失。金屬材料產生銹蝕導致設備的外殼強度降低、接地電阻增大；隔爆結合面銹蝕會導致隔爆型防爆電氣的綜合防爆性能失效。 

1.2 設計失誤

目前，爆炸危險區域劃分主要依靠區域劃分圖例及經驗進行，人為因素影響較大[2]。一些設計單位直接在站場平面圖上劃分二維爆炸危險區域，難以體現三維區域空間爆炸性混合物出現的可能性和持續時間，勢必為設備選型留下隱患，最終導致防爆電氣設備點燃爆炸性混合物的可能性升高，爆炸危險性增大[3]。如果設計過程中危險區域劃分不準確、不完整，防爆電氣設備技術要求不具體、不準確，就會導致設備選型錯誤。施工圖中防爆電氣設備施工要求描述缺失或不清楚，則可能產生嚴重安裝質量問題。如某LNG接收站集液池雨水提升泵所在區域為2區，但設計文件未要求提升泵電機為防爆電機，將非防爆電機用于危險場所。 

1.3 安裝質量問題

錯誤安裝及不可靠安裝是導致防爆電氣設備防爆性能失效的重要原因。防爆電氣設備80%以上的問題產生于安裝過程，這個階段產生的問題數量大、分布廣、種類多，主要為：安裝不到位導致防爆性能降低、安裝錯誤或未采用有效措施安裝導致防爆性能完全喪失及過度安裝難以發揮最佳防爆性能。 

1.4 維護管理不當

維護和管理不及時、不到位，會導致設備防爆性能降低，而維護不規范是當前防爆電氣設備管理中存在的主要問題，由此造成防爆電氣設備臺賬缺失或不齊全、銘牌缺失或被覆蓋、緊固件缺失、設備入口密封老化導致無法密封、設備防護罩脫落或密封不好、設備隔爆面生銹等，這些情況嚴重時會導致防爆性能下降或失效。 

2 防爆電氣設備的全生命周期管控 

2.1 人員培訓

采取“走出去、引進來”的方式對管理和維護人

員加強專業培訓，使其提高設備選型、安裝、使用、維護、檢修及管理方面的能力和水平，并按照相關法律法規和行業標準要求取得相應資質證書。培訓內容應包括爆炸基礎知識、電氣設備防爆型式、安裝實踐、檢查維護及爆炸性危險場所分類等。 

2.2 危險區域劃分

危險區域等級劃分過程中應考慮的主要因素有[2-3，5]：(1)存在爆炸性物質的可能性；(2)爆炸性物質釋放量；(3)通風條件；(4)與釋放源的距離。按照爆炸性危險物質出現的頻繁程度和持續時間，可將爆炸性氣體環境分為0區、1區和2區三個區域，劃分依據見表1[3-5]。

 

 

 

在按照GB 50058-2014、GB 3836.14-2014的規定劃分爆炸危險區域時，油氣站場還要參照SY/T 6671-2006；鑒于國內LNG接收站專業防爆技術標準欠缺，還必須參考國際LNG專用技術規范，例如美國石油協會標準API 505-97、美國消防協會標準NFPA 59A-2001等[6-7]。 

2.3 設備選型

根據安全科學理論，由爆炸性混合物形成的爆炸危險場所是固有的、難以避免的，為第一危險源；防爆電氣設備的防爆性能一旦失效很可能成為爆炸危險場所的有效點燃源，為第二危險源。防爆電氣設備的選型應結合爆炸危險環境和防爆電氣設備特點，選擇防爆性能與爆炸性危險環境相匹配的電氣設備，防爆電氣設備的類型、級別、組別、環境條件以及使用條件等均應符合相關標準[5,8]和設計規定。采取不同防護措施的各類型防爆電氣設備，其爆炸防護能力各不相同，具體見表2。

 

 

選型的首要原則是設備的選型必須與爆炸性混合物的危險程度相適應。爆炸危險環境的出現頻率是爆炸性混合物危險程度的重要指標，出現的頻率越高，所選用防爆電氣設備成為點燃源的概率應越低，以使二者同時出現的可能性盡可能低[3]。同時要盡量提高經濟性，以降低其全生命周期的使用成本。 

2.4 設備安裝

防爆電氣設備的安裝需要由專業人員按照相關標準完成。本質安全型電氣設備配線工程，除必須按設計要求施工外，還應符合產品技術文件的有關規定。防爆電氣設備檔案的內容至少應包含設備臺賬、防爆合格證復印件、使用說明書、檢查記錄、維護記錄等。防爆電氣設備臺賬的信息至少應包含設備定型號、名稱、防護等級、防爆標志、防爆合格證號、位號、位置、生產廠家、出廠批次、定期檢查日期等。

為確保防爆安全性能，設備安裝后應由具備相應資質的專業人員依照施工驗收規范和國家強制標準驗收。新、改建工程在項目驗收前，還應委托具有防爆電氣檢測檢驗資質的專業機構進行初始檢查。 

2.5 設備檢查與維護

GB 3836.16-2006將檢查分為4個類別并規定了每類檢測的等級和內容[9]。

（1）初始檢查：對所有電氣設備、系統和安裝

在投入運行前進行的檢查，以確定所選的防爆型式與其安裝要求是否相適應。

（2）定期檢查：對所有電氣設備、系統和安裝進行的例行檢查。

（3）抽樣檢查：對部分電氣設備、系統和安裝進行的檢查。

（4）連續監督：由在專業安裝及使用環境方面有經驗的專業技術人員對電氣裝置進行的經常性保養、檢查、管理、監控和維修，以便保持裝置的防爆性能處于良好狀態。

防爆電氣的初始檢查一般與工程項目或設備的安裝驗收相結合進行，在運行期間應定期檢查和連續監督。連續監督是在用防爆電氣設備全壽命周期安全管理的重要環節之一，當檢查發現設備的防爆性能有輕微變化時，應及時維護、保養。維護、保養應特別注意保持設備防爆型式的完整性，應確保可更換部件的型號和額定值正確無誤，維護應按照有關安全文件的要求進行。

所有的檢查和維護工作應有文字記錄，并輔以照片，用以記載設備防爆性能的變化情況和對設備進行的所有操作，以為后期設備出現的各種異常提供信息支持。 

2.6 設備檢修與報廢

防爆電氣設備發生故障后的檢修是防爆安全控制的重要環節，是防爆電氣設備恢復防爆性能的唯一途徑和手段。各型防爆電氣設備及復合型防爆電氣設備的檢修和改造除應符合GB3836.13 的規定外，還須符合相應防爆型式維修的具體規定。

對修理合格的電氣設備，檢驗機構應頒發修理合格證。修理合格證至少應包括被修設備的名稱、型號、規格、防爆標志、修理廠名及其認可證編號、修理合格證編號、日期等。設備上應設置鑒別修理或大修及修理單位的標志。

建立防爆電氣設備失效報廢制度。當防爆電氣設備結構、參數發生變化，與原防爆型式及設計不符且不能修復的，即判定失效，應立即停用或降為非防爆電氣設備使用。 

3 小結 

做好防爆電氣完整性管理是保證油氣站場生產安全的重要環節。通過近幾年的防爆電氣設備完整性管理實踐，得出如下結論：

（1）油氣站場電氣、儀表、通訊等專業設備種類多，數量大，只有全方位、多維度進行檢查，才能及時、全面地發現防爆電氣設備存在的問題。設備隱患很多是由于工程設計、設備采購、施工安裝不規范造成的，其中施工問題導致的設備隱患最多。

（2）應基于全生命周期完整性管理理念，結合本單位實際和相關技術標準，建立防爆電氣設備的完整性管理制度，提出設計、選型、施工、檢查、維護、報廢等階段的管理要求和技術要求。

（3）只有相關人員了解、掌握防爆電氣的規范要求，才能在設備的設計、采購、安裝、驗收、維護、報廢、管理等方面做好管控。防爆電氣設備由應經過專業培訓和取證的人員開展維護和管理，并定期委托具有資質的第三方開展檢查。

（4）項目的設計、選型、施工、檢查、維護、報廢等各個環節都要嚴格執行相關標準要求和管理制度，相關工作均應由具有相應資質的單位和人員參與完成。 

參考文獻：

[1] 孫福友,張榮帥. 防爆電氣設備及其發展趨勢[J].油氣田地面工程, 2013, 32(12): 117.

[2] GavraniI. Methodology of Risk Assessment in Explosive Atmosphere / Hazardous Areas[J]. Bilten Agencije Za Prostore Ugroene Eksplozivnom Atmosferom,2007, 35(1): 38-51.

[3] 王新華,梁峻,蔣漳河,等. 爆炸危險場所防爆電氣設備危險性分析[J]. 防爆電機, 2016, 51(1): 1-5.

[4] GB 50058-2014. 爆炸危險環境電力裝置設計規范[S].

[5] GB 3836.14-2014. 爆炸性氣體環境用電氣設備第14部:分危險場所分類[S].

[6] 蔡峰. 石油設施電氣設備安裝區域劃分淺析[J].電氣應用, 2012, 31(3): 82-85.

[7] 殷虹. 我國液化天然氣接收站防爆設計[J]. 石油與天然氣化工, 2013, 42(6): 658-662.

[8] GB 3836.15-2000. 爆炸性氣體環境用電氣設備第15部分：危險場所電氣安裝（煤礦除外） [S].

[9] GB 3836.16-2006/IEC 60079-17:2002. 爆炸性氣體環境用電氣設備 第16部分: 電氣裝置的檢查和維護(煤礦除外)[S]. 

作者：陳勝森，男， 1962年3月生， 2004年畢業于美國林肯大學研究生學歷，中海石油氣電集團有限責任公司生產運營協調部總經理，高級工程師，主要從事設備設施建設、運行管理、完整性管理等工作。 

《管道保護》2016年第6期（總第31期）