防爆電氣設(shè)備在海洋石油平臺上的應(yīng)用分析

趙西磊，孫 強，王 亮

(海洋石油工程(青島)有限公司，山東 青島 266520)

海洋石油平臺是我國海洋石油行業(yè)發(fā)展中的一項重要生產(chǎn)設(shè)備，一方面，它的存在為石油的開采和儲存以及后期運輸提供了非常大的空間；另一方面在石油和天然氣前期開采到后期存儲以及過程運輸過程中極易出現(xiàn)揮發(fā)性可燃氣體和油蒸汽從管道或罐狀體內(nèi)溢出的情況。這些氣體如果達到爆炸濃度后，只要和空氣混合，遇到引火源就會發(fā)生爆炸以及重大火災(zāi)，海洋石油平臺本身結(jié)構(gòu)比較復雜，并且救援能力有限、離陸地較遠，導致一旦發(fā)生火災(zāi)或爆炸，就會發(fā)生眼紅的后果，直接影響人力和財力的損失。所以，在海洋石油平臺上如何正確的使用防爆電氣設(shè)備是預防爆炸和火災(zāi)發(fā)生是非常重要的，出現(xiàn)異常情況要有針對性的提出對應(yīng)的處理方案，這樣才能夠避免爆炸事故的發(fā)生。

1 防爆電氣類型選擇分析

海洋石油平臺在選擇防爆電氣設(shè)備類型時，應(yīng)該避免在非常危險的地方安裝和使用設(shè)備。如果安裝場所不能夠滿足安全的要求，那么就要嚴格按照規(guī)范標準操作。

在易爆炸的環(huán)境中使用的電氣設(shè)備一般分為兩大類：I類是煤礦用電氣設(shè)備，II 類是除了煤礦外其他的爆炸性環(huán)境下使用的電氣設(shè)備。海洋石油平臺上的防爆物質(zhì)是開采后產(chǎn)生的可燃性氣體，因為根據(jù)其不同的物質(zhì)特征，海洋石油平臺的電氣設(shè)備類型為II 類，這種電氣設(shè)備能夠很好的對可燃氣體進行有效的控制，在投入正常使用前必須要滿足一定的標準要求。另外能夠用到海洋石油平臺危險區(qū)的防爆電氣有4種，分別為防爆型、本質(zhì)安全型和增安行以及澆筑型，這四種類型的使用要根據(jù)海洋石油平臺自身特點進行選擇，只有按照自身需求才能夠發(fā)揮出防爆電氣的功用。

2 防爆電氣設(shè)備的選擇要素

防爆電氣設(shè)備的選擇以及具體類型的確認直接影響到海洋石油平臺的防爆效果，如何能夠選擇合適的電氣設(shè)備的類型，取決于對設(shè)備本身愛安裝過程中危險區(qū)的劃分，危險區(qū)域的劃分以及危險源的釋放和其本身的通風條件等都和實際環(huán)境之間有著非常緊密的聯(lián)系，另外，海洋石油平臺的危險大多是來自手工藝產(chǎn)品的生產(chǎn)以及工藝設(shè)備的處理，原油生產(chǎn)時經(jīng)過的管道會產(chǎn)生一些危險的氣體，這些氣體結(jié)合后遇火源勢必會引發(fā)嚴重的火災(zāi)，甚至直接引發(fā)爆炸。國家規(guī)定一般劃分為0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)，0區(qū)劃分的依據(jù)是爆炸性氣體出現(xiàn)的頻率、爆炸性氣體出現(xiàn)的時間以及爆炸性氣體出現(xiàn)的危險區(qū)域。發(fā)生的次數(shù)以及發(fā)生的時間長短都是按照相關(guān)規(guī)定劃分的。0區(qū)是爆炸性氣體連續(xù)出現(xiàn)的場所；1區(qū)是在正常作業(yè)時可能出現(xiàn)爆炸性氣體的場所；2區(qū)是正常運行是偶爾發(fā)生并且短暫的以及完全不可能發(fā)生的場所。現(xiàn)實中劃分海洋石油平臺的危險區(qū)域時要根據(jù)實際情況作為參考，這就增加了一定的復雜性，要識別所在的危險區(qū)域，然后按照實際情況對其進行劃分。

室內(nèi)通風且可燃性氣體含量不高的場所，發(fā)生危險的可能性較低，但如果室內(nèi)存在很多障礙物，并且不通風的情況下，危險系數(shù)就會比較高。因此所在環(huán)境的不同，處理方式也不盡相同，只有結(jié)合所在環(huán)境進行分析，針對不同情況采取針對性措施，才能夠提出在危險情況下提出對應(yīng)的解決辦法，有效的控制可燃性氣體。

在爆炸氣體較多存在的環(huán)境中，電氣設(shè)備的金屬外殼要能夠完全接地，除了1區(qū)的電氣設(shè)備以及2區(qū)的照明設(shè)備，其他所有的設(shè)備都應(yīng)該采用專門的接地線。如果存在地線和相線設(shè)置在同一保護管內(nèi)的情況，則應(yīng)該滿足和相線一樣絕緣的條件。這時電纜的金屬包皮以及爆炸性氣體在內(nèi)部環(huán)境中的金屬管線，都只能作為輔助作用接地線。2區(qū)的照明設(shè)備，不能用輸送易燃易爆物質(zhì)的管道運輸，只能用可靠的電氣連接的金屬管線系統(tǒng)作為接地線。電氣設(shè)備裝進鎧裝電纜時，鋼帶和金屬外套應(yīng)該和設(shè)備外部的接地螺栓連接，接地芯線應(yīng)該和設(shè)備內(nèi)部接地螺栓進行連接。

3 存在的主要問題分析

在海洋石油平臺的防爆電氣設(shè)備的日常使用中，有很多問題是不可忽視的，為了避免突發(fā)情況出現(xiàn)影響海洋石油平臺的使用，需要在日常使用過程中事先排查所有可能出現(xiàn)的情況，并且根據(jù)不同的情況提出有效的整改措施。比如導入口的位置在實際遇到封堵的時候，封堵的效果并不是特別好，經(jīng)常會發(fā)生封堵不嚴的情況，最終導致防爆性能完全不能表現(xiàn)出來。另外爆炸氣體存在較多的環(huán)境中，接地問題依然存在，有的是電氣設(shè)備的外殼有沒有完全接地，有的是內(nèi)部接連線沒有連接，這些都有可能造成危險的發(fā)生。另外防爆設(shè)備的銘牌看不清或缺少防爆標志、防爆電氣固件缺失或防止松動的部件缺失、防爆電氣間隙的尺寸過大，超出了允許存在的UI大尺寸范圍等等都會對影響海洋石油平臺的防爆能力。

分析這幾種問題存在的原因主要是兩個方面，第一是客觀環(huán)境影響，海洋石油平臺的使用條件要求比較嚴格，但是實際作業(yè)過程中的內(nèi)部環(huán)境也比較差，再加上海洋石油平臺在實際使用過程中作業(yè)的要求比較高，本身存在的自然環(huán)境較差，因此很多時候會出現(xiàn)腐蝕，鹽霧和霉菌的出現(xiàn)會加速腐蝕的情況。第二是人力因素影響，海洋石油平臺的防爆設(shè)備在安裝以及后期維護的過程中，急需專業(yè)人才的指導，但是目前能夠從事該種工作的人員專業(yè)素養(yǎng)并不達標，并且專業(yè)能力不能達到專業(yè)要求，很容易在從購買、調(diào)試及安裝和后期使用環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題。對于客觀環(huán)境下的腐蝕情況，需要專業(yè)的技術(shù)人員作業(yè)才能夠進行科學的維修和保養(yǎng)，發(fā)揮防爆設(shè)備的功用。

總體來說，海洋石油平臺上防爆電氣設(shè)備出現(xiàn)的問題可以歸為以下三類。第一，防爆電氣設(shè)備在前期的采購、驗貨、安裝等環(huán)節(jié)均沒有做到嚴格地管理與控制，使得一些不符合標準的設(shè)備進入到平臺之中，而且安裝的過程沒有得到認可，致使大量安全風險的存在，甚至在一些區(qū)域中使用了非防爆電氣設(shè)備，引發(fā)了重大的安全隱患。第二，在平臺上，安裝和維護電氣設(shè)備人員的技術(shù)比較落后，安全意識匱乏，缺乏必要的防爆專業(yè)知識培訓，所以在日常的巡檢和設(shè)備維護過程中不能夠?qū)撛诘娘L險進行識別，導致一些防爆的電氣設(shè)備在使用過一段時間后依然存在較大的安全隱患。第三，外界環(huán)境的影響因素對于防爆電氣設(shè)備的使用有著較大的影響，一般來說，海上石油平臺一般是處于潮濕、風浪、腐蝕和高溫的條件下，這些環(huán)境條件均會對防爆電氣設(shè)備的相關(guān)性能產(chǎn)生較大的影響，例如外殼的破裂、電氣設(shè)備表面腐蝕、防護墊老化等問題，這些現(xiàn)象的存在都會使得防爆電氣設(shè)備的防爆性能降低，進而引發(fā)安全事故。

4 具體改進措施分析

通過上述的分析我們可以清晰地看出，海洋石油平臺上防爆電氣設(shè)備非常容易產(chǎn)生故障，尤其是在面對海洋特殊的環(huán)境下，各類安全事故不易識別，因此，做好防范和改進十分重要。

首先，要做好事前控制，在對一些平臺的檢查過程中我們發(fā)現(xiàn)，一些非防爆電氣設(shè)備應(yīng)用在一些危險的區(qū)域內(nèi)，尤其是空調(diào)、配電箱、電動機等設(shè)備應(yīng)用在該區(qū)域內(nèi)，造成了非常大的安全隱患，因此在防爆電氣設(shè)備的安裝過程中，爆炸危險區(qū)域要嚴格禁止各種非防爆電氣設(shè)備的使用，防爆電氣設(shè)備在選擇過程中除了考慮其安全性能之外，還需要將環(huán)境因素考慮在內(nèi)。此外，在防爆電氣設(shè)備的購買、安裝以及驗收環(huán)節(jié)中均需要實施嚴格的管控措施，在一些重要設(shè)備安裝中，可以委托專業(yè)的防爆機構(gòu)對防爆電器設(shè)備安裝完畢后再做認真地審查、復核工作，如果發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)當及時整改，從而確保防爆電氣設(shè)備的安裝以及選型均能夠滿足國家的相關(guān)要求標準。

其次，加強海上石油平臺現(xiàn)場工作人員的防爆電氣設(shè)備安裝操作知識，并且在一定的時間內(nèi)對工作人員的基礎(chǔ)防爆知識進行培訓，還要針對設(shè)備的安裝、維護、檢修等實操培訓。同時要加強管理人員在法律、政策方面的認知，使其掌握防爆電氣設(shè)備管理方面的要求，從而使得管理人員能夠嚴格地按照國家規(guī)定的相關(guān)標準進行有效管理。在現(xiàn)場檢查中，防爆電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)的更改是非常普遍的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于工作人員專業(yè)素養(yǎng)不高引起的，尤其是在安裝的過程中，一些安裝人員的專業(yè)素質(zhì)不過關(guān)，使得結(jié)構(gòu)發(fā)生了更改，破壞了原有設(shè)備的防爆結(jié)構(gòu)，使得該電氣設(shè)備失去了防爆的性能。舉個例子來說，一臺防爆接線盒蓋上連接了三個儀表盤，這樣的連接方式降低了接線盒蓋的強度，也使得接線盒失去了防爆的功能。

最后，要按照國家規(guī)定的要求對現(xiàn)場的防爆電氣設(shè)備進行日常的巡檢和養(yǎng)護，對于外殼已經(jīng)出現(xiàn)破裂和損壞的產(chǎn)品要及時地更換，對于防爆電器緊固件缺失的部分應(yīng)當盡快補齊、松動的部分應(yīng)當緊固，防護設(shè)備所使用的密封件應(yīng)當嚴格按照說明書中的要求來進行定期地更換。隔爆接合面間隙是目前海上石油平臺隔爆型防爆電氣設(shè)備重要的參數(shù)之一，其主要的工作原理為：通過結(jié)合面之間較小的配合間隙和一定的配合長度來阻止與冷卻火焰的傳播，從而實現(xiàn)隔爆的目的。在行業(yè)內(nèi)，防爆保準對隔爆外殼的隔爆結(jié)合面的間隙是按照外殼的容積和防爆類型進行嚴格的界定的，如果間隙超過了標準的規(guī)定值，那么防爆的性能就會受到損害，嚴重的話其性能會直接失效。所以，在應(yīng)用實際中，應(yīng)當使得間隙完全符合國家的標準，如果隔爆結(jié)合面的銹蝕較多，那么就應(yīng)當組織專業(yè)的人士對其修復。在使用和安裝的過程中，多余的電纜引入裝置孔應(yīng)當使用專業(yè)的材料對其急性封堵，一個電纜的引入口按照要求只能夠引入一條電纜線，塑料壓緊螺母應(yīng)當按照要求更換為金屬壓緊螺母，而且，在連接的過程中，防爆電氣設(shè)備的內(nèi)外接地均應(yīng)當按照標準進行連接，要與接地線保持可靠的連接，以提高安全性。

5 結(jié)語

防爆電氣設(shè)備在海洋石油平臺上的應(yīng)用非常多，是必不可少的一項前提條件，選擇的主要依據(jù)是危險區(qū)的劃分以及電氣設(shè)備類別的選擇，防爆設(shè)備的安全性能否滿足爆炸環(huán)境的要求，危險區(qū)的劃分是否符合要求，以及防爆電氣的安裝能夠符合規(guī)范等等都直接關(guān)系到工作人員的人身安全以及海洋石油平臺的正常作業(yè)。在作業(yè)的過程中，科學合理的對防爆電氣設(shè)備進行維護，能夠為日常使用提供安全的保障，因此應(yīng)該嚴格按照規(guī)范的要求，降低海洋石油平臺上發(fā)生爆炸和火災(zāi)的可能性。