防爆電氣設備在海洋石油平臺上的應用分析

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發展中的一項重要生產設備，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揮發性可燃氣體和油蒸汽從管道或罐狀體內溢出的情況。這些氣體如果達到爆炸濃度后，只要和空氣混合，遇到引火源就會發生爆炸以及重大火災，海洋石油平臺本身結構比較復雜，并且救援能力有限、離陸地較遠，導致一旦發生火災或爆炸，就會發生眼紅的后果，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備是預防爆炸和火災發生是非常重要的，出現異常情況要有針對性的提出對應的處理方案，這樣才能夠避免爆炸事故的發生。

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備類型時，應該避免在非常危險的地方安裝和使用設備。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范標準操作。

在易爆炸的環境中使用的電氣設備一般分為兩大類：I類是煤礦用電氣設備，II 類是除了煤礦外其他的爆炸性環境下使用的電氣設備。海洋石油平臺上的防爆物質是開采后產生的可燃性氣體，因為根據其不同的物質特征，海洋石油平臺的電氣設備類型為II 類，這種電氣設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的防爆電氣有4種，分別為防爆型、本質安全型和增安行以及澆筑型，這四種類型的使用要根據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揮出防爆電氣的功用。

2 防爆電氣設備的選擇要素

防爆電氣設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備的類型，取決于對設備本身愛安裝過程中危險區的劃分，危險區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境之間有著非常緊密的聯系，另外，海洋石油平臺的危險大多是來自手工藝產品的生產以及工藝設備的處理，原油生產時經過的管道會產生一些危險的氣體，這些氣體結合后遇火源勢必會引發嚴重的火災，甚至直接引發爆炸。國家規定一般劃分為0區、1區和2區，0區劃分的依據是爆炸性氣體出現的頻率、爆炸性氣體出現的時間以及爆炸性氣體出現的危險區域。發生的次數以及發生的時間長短都是按照相關規定劃分的。0區是爆炸性氣體連續出現的場所；1區是在正常作業時可能出現爆炸性氣體的場所；2區是正常運行是偶爾發生并且短暫的以及完全不可能發生的場所?，F實中劃分海洋石油平臺的危險區域時要根據實際情況作為參考，這就增加了一定的復雜性，要識別所在的危險區域，然后按照實際情況對其進行劃分。

室內通風且可燃性氣體含量不高的場所，發生危險的可能性較低，但如果室內存在很多障礙物，并且不通風的情況下，危險系數就會比較高。因此所在環境的不同，處理方式也不盡相同，只有結合所在環境進行分析，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境中，電氣設備的金屬外殼要能夠完全接地，除了1區的電氣設備以及2區的照明設備，其他所有的設備都應該采用專門的接地線。如果存在地線和相線設置在同一保護管內的情況，則應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部環境中的金屬管線，都只能作為輔助作用接地線。2區的照明設備，不能用輸送易燃易爆物質的管道運輸，只能用可靠的電氣連接的金屬管線系統作為接地線。電氣設備裝進鎧裝電纜時，鋼帶和金屬外套應該和設備外部的接地螺栓連接，接地芯線應該和設備內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備的日常使用中，有很多問題是不可忽視的，為了避免突發情況出現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的情況，并且根據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，經常會發生封堵不嚴的情況，最終導致防爆性能完全不能表現出來。另外爆炸氣體存在較多的環境中，接地問題依然存在，有的是電氣設備的外殼有沒有完全接地，有的是內部接連線沒有連接，這些都有可能造成危險的發生。另外防爆設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，但是實際作業過程中的內部環境也比較差，再加上海洋石油平臺在實際使用過程中作業的要求比較高，本身存在的自然環境較差，因此很多時候會出現腐蝕，鹽霧和霉菌的出現會加速腐蝕的情況。第二是人力因素影響，海洋石油平臺的防爆設備在安裝以及后期維護的過程中，急需專業人才的指導，但是目前能夠從事該種工作的人員專業素養并不達標，并且專業能力不能達到專業要求，很容易在從購買、調試及安裝和后期使用環節出現問題。對于客觀環境下的腐蝕情況，需要專業的技術人員作業才能夠進行科學的維修和保養，發揮防爆設備的功用。

總體來說，海洋石油平臺上防爆電氣設備出現的問題可以歸為以下三類。第一，防爆電氣設備在前期的采購、驗貨、安裝等環節均沒有做到嚴格地管理與控制，使得一些不符合標準的設備進入到平臺之中，而且安裝的過程沒有得到認可，致使大量安全風險的存在，甚至在一些區域中使用了非防爆電氣設備，引發了重大的安全隱患。第二，在平臺上，安裝和維護電氣設備人員的技術比較落后，安全意識匱乏，缺乏必要的防爆專業知識培訓，所以在日常的巡檢和設備維護過程中不能夠對潛在的風險進行識別，導致一些防爆的電氣設備在使用過一段時間后依然存在較大的安全隱患。第三，外界環境的影響因素對于防爆電氣設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，這些環境條件均會對防爆電氣設備的相關性能產生較大的影響，例如外殼的破裂、電氣設備表面腐蝕、防護墊老化等問題，這些現象的存在都會使得防爆電氣設備的防爆性能降低，進而引發安全事故。

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備非常容易產生故障，尤其是在面對海洋特殊的環境下，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現，一些非防爆電氣設備應用在一些危險的區域內，尤其是空調、配電箱、電動機等設備應用在該區域內，造成了非常大的安全隱患，因此在防爆電氣設備的安裝過程中，爆炸危險區域要嚴格禁止各種非防爆電氣設備的使用，防爆電氣設備在選擇過程中除了考慮其安全性能之外，還需要將環境因素考慮在內。此外，在防爆電氣設備的購買、安裝以及驗收環節中均需要實施嚴格的管控措施，在一些重要設備安裝中，可以委托專業的防爆機構對防爆電器設備安裝完畢后再做認真地審查、復核工作，如果發現問題后應當及時整改，從而確保防爆電氣設備的安裝以及選型均能夠滿足國家的相關要求標準。

其次，加強海上石油平臺現場工作人員的防爆電氣設備安裝操作知識，并且在一定的時間內對工作人員的基礎防爆知識進行培訓，還要針對設備的安裝、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定的相關標準進行有效管理。在現場檢查中，防爆電氣設備結構的更改是非常普遍的現象，這種現象的產生是由于工作人員專業素養不高引起的，尤其是在安裝的過程中，一些安裝人員的專業素質不過關，使得結構發生了更改，破壞了原有設備的防爆結構，使得該電氣設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，要按照國家規定的要求對現場的防爆電氣設備進行日常的巡檢和養護，對于外殼已經出現破裂和損壞的產品要及時地更換，對于防爆電器緊固件缺失的部分應當盡快補齊、松動的部分應當緊固，防護設備所使用的密封件應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備重要的參數之一，其主要的工作原理為：通過結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，從而實現隔爆的目的。在行業內，防爆保準對隔爆外殼的隔爆結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，在應用實際中，應當使得間隙完全符合國家的標準，如果隔爆結合面的銹蝕較多，那么就應當組織專業的人士對其修復。在使用和安裝的過程中，多余的電纜引入裝置孔應當使用專業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，防爆電氣設備的內外接地均應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 結語

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