爆炸性氣體環境下電氣設備安全隱患分析及防范對策研究

韓光勝，譚志偉

(1 廣州民航職業技術學院，廣東 廣州 510403；2 廣東省安全生產科學技術研究院，廣東 廣州 510060)

危險化學品行業是傳統的高危行業之一，在危險化學品生產、經營、儲存和使用過程中，由于存在大量易燃易爆的氣體和液體蒸汽，容易在作業場所產生爆炸性氣體環境。近幾年，國內危險化學品行業發生的火災爆炸事故時有發生，而爆炸性氣體環境下危險場所電氣設備安全隱患問題突出，是引發火災爆炸事故的重要原因[1-2]，2017年安慶萬華油品“4·2”爆燃事故和2018年上海賽科石油化工有限公司5·12閃爆事故皆是因為作業場所產生爆炸性混合氣體，作業現場存在非防爆電氣設備或使用非防爆電氣工具而引發的。因此，加強爆炸性氣體環境下電氣設備安全管理對提升企業本質安全水平、改善生產安全績效具有重要意義。

1 爆炸性氣體環境典型事故案例分析

案例1：

2017年4月2日，安徽省安慶市萬華油品有限公司內，盛銘公司組織8名工人在烘干粉碎分裝車間分裝一黑色物料。在重新啟動粉碎機時，粉碎機下部突發爆燃，瞬間引燃操作面物料，火勢迅速蔓延，引燃化工原料庫物料，造成5人死亡、3人受傷。經事故調查分析，爆炸原因是粉碎、收集、分裝作業現場不具備安全生產條件，無除塵設施，導致可燃性粉塵積聚，作業現場使用非防爆電氣設備產生電火花，引發可燃性粉塵并導致爆燃。

案例2：

2018年5月12日15時33分左右，中石化上海賽科石油化工有限責任公司一苯罐進行檢維修作業時發生閃爆事故，造成檢維修承包商6名現場作業人員死亡。事故的直接原因是罐內浮箱打孔后殘存苯液流出，在罐內揮發形成爆炸性混合氣體，在拆除內浮頂儲罐浮箱過程中，遇點火源發生爆炸燃燒。經初步調查、了解與分析測試，認為使用非防爆動力鋰電鉆時產生的火花是最大可能性的點火源。

從以上事故可以看出，電氣設備不防爆或防爆選型不正確、電氣線路敷設不符合規范要求、供電設備或線路超負荷運行、漏電保護裝置缺失或故障、使用非防爆工器具等是當前爆炸性氣體環境危險場所的主要安全隱患，容易引發火災爆炸事故[3]。

2 防爆電氣設備安全隱患分類及原因分析

筆者結合參與的廣東省危險化學品生產企業危險場所電氣防爆安全檢測工作，匯總分析了50家企業的危險場所電氣安全檢測數據。通過分析可以看出，防爆電氣設備安全隱患主要可以分為電氣設備不防爆和電氣設備防爆性能失效兩種類型。按照隱患形成的原因，爆炸性氣體環境中電氣防爆安全主要存在以下幾個方面的問題：

(1)電氣系統的設計存在問題

通過分析檢測數據，有2家企業在爆炸危險區域內使用了非防爆電機，有3家企業在爆炸危險區域內采用了非防爆電氣控制箱，有3家企業的電子儀器設備(如電子稱重顯示裝置、壓力表、反應釜溫度變送器等)采用了非防爆設備，爆炸危險區域內電氣系統未按防爆設計要求的數量占到總檢測不符合項數量的16%。在現場檢測過程中，查閱企業的原始設計資料和原始記錄文件也發現，部分企業在進行廠區和生產工藝設計時對爆炸性物料的爆炸性質和爆炸發生的機理了解不夠、爆炸危險區域的劃分存在一定的誤區，導致部分存在爆炸性氣體環境的場所未劃入爆炸危險區域，從而降低了電氣系統的防爆性能指標。

(2)電氣設備的選型存在問題

通過現場檢查發現，有3家企業爆炸性氣體環境內采用了煤礦用I類防爆電機，有2家企業在IIC物質爆炸環境內采用了類別為IIA的防爆開關，爆炸危險區域內電氣設備選型錯誤的數量占到總檢測不符合數量的10%。存在此類問題的主要原因是企業在選用電氣設備時不清楚防爆電氣設備的使用范圍和分類，設計單位對爆炸危險區域的劃分不合理，缺少每個車間、場所的防爆區域圖和對應的電氣設備選擇說明或清單，也沒有專門的從事防爆電氣專業設計資質和經驗的人員，導致設備選型存在一定的盲目性和隨意性，從而出現了爆炸性氣體環境選用礦用防爆電氣設備、不按照設計規范要求在相應的爆炸危險區域選擇相應等級的防爆電氣設備、防爆電氣設備的附件類型及尺寸選用不合適、在爆炸危險區域選用非防爆電氣設備等現象。

(3)電氣設備的安裝存在問題

通過分析，有10家企業爆炸性氣體環境內沒有按照產品制造規范的要求加裝隔爆型密封裝置，有5家企業的正壓型防爆電氣設備的進風口位置直接設置在爆炸性危險物質大量散發的攪拌桶附近，有3家企業的電源操作控制箱的接地電阻超出規范的要求。由于安裝不規范導致的不符合項數量占到總檢測不符合數量的36%。還有部分企業電氣設備的防爆結構不完整，如沒有按照設備制造標準的要求對防爆電氣設備加裝必需的附件、沒有根據具體的使用環境按照設計規范的要求加裝必要的電氣回路專用附件、沒有根據實際使用環境的要求針對不同的接地方式(如TN-STN-C-S等)進行接地系統的安裝、對用電設備接地連接方式采用多個設備串連的連接方式等。

(4)電氣設備的使用和維護存在問題

同樣通過對檢測資料分析，有2家企業電氣設備無專門的防爆電氣專業人員管理維護，相關人員也為接受專業技能培訓；有3家企業的主管人員對不具備防爆性能的防爆電氣設備未及時予以更換，檢查維護導致的不符合項數量占到總檢測不符合數量的10%。防爆電氣設備檢查維護中經常出現的問題還有維護人員對電氣設備選型不準確或者錯誤、防爆電氣設備的附件選擇不正確、錯誤或缺失、更換設備后遺漏安全附件、未按有關標準規范的要求裝設接地線、對超過壽命周期運行的設備未及時更換、關鍵設備接地裝置的地電阻檢測不規范、部分設備表面局部溫度超高等。同時，企業也存在防爆電氣設備維護管理人員未經過專業技術培訓、無防爆電氣設備的基本知識和操作技能、沒有定期檢查維護和連續監督等問題。究其原因，關鍵是沒有按照《危險場所電氣防爆安全規范》(AQ3009-200)7的要求開展防爆電氣設備檢查維護、檢修工作和防爆電氣知識技能的培訓。

3 實現防爆電氣設備本質安全化的對策

通過對危險場所電氣設備安全隱患的統計分析，結合《危險場所電氣防爆安全規范》(AQ3009-2007)和《爆炸危險環境電力設置設計規范》(GB50058)等有關規范的要求，應重點加強電氣系統的設計、電氣設備的選型、電氣設備及其線路的安裝，提高防爆電氣設備本質安全化水平；做好電氣設備的日常檢查、維護、保養，實現電氣設備的可靠運行。

(1)電氣系統的設計

對于爆炸性氣體危險環境場所(尤其是使用和存儲易燃易爆性氣體的企業)內的供用電電氣系統的設計，應遵守《供配電系統設計規范》(GB50052)的有關規定，進行電氣系統方案的選取和確定，同時根據不同行業要求，還應參照該行業的設計規范要求執行。另外，《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》(GB50058)、《爆炸性氣體環境用電氣設備》(GB3836)對于爆炸性氣體環境內的電力裝置的設計和電氣設備的結構、制造、選型、設備的安裝做了明確的要求，設計單位應結合規范的相關規定，在安全設施設計中對爆炸性氣體危險環境內整個電氣系統的設計進行說明[4]。

(2)電氣設備的選型

爆炸性氣體危險環境內設備選型主要是根據爆炸性物質的分組分級結果和防爆區域的劃分進行選擇[5-6]，因此首先應合理劃分防爆區域，準確判定電氣設備的防爆等級，參照《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》(GB50058)、《爆炸性氣體環境用電氣設備》(GB3836)、《危險場所電氣防爆安全規范》(AQ3009-2007)等標準規范對防爆區域進行劃分，同時要結合行業標準的要求，如《石油化工企業設計防火規范》(GB50160)、《石油化工生產裝置電力設計技術規范》(SH3038)等。

(3)電氣設備的安裝

根據《爆炸和火災危險環境電力裝置施工及驗收規范》(GB50257)、《電氣裝置安裝工程-接地裝置施工及驗收規范》(GB50169)、《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)》(GB3836.15)、《危險場所電氣防爆安全規范》(AQ3009-2007)的要求，對于電氣設備的安裝進行嚴格管理，確保設備和線路按照規范有效。

(4)電氣設備的檢查、維護、保養

根據《危險場所電氣防爆安全規范》(AQ3009-2007)的要求，企業電氣防爆技術人員應做好于爆炸性氣體危險環境內電氣設備的檢查維護，加強相關人員教育培訓，提高防爆電氣電工等作業人員的專業技術能力，加大對防爆電氣作業操作資格的審查，全面落實特種作業操作證資格要求，提高企業危險場所防爆電氣安全管理水平。

4 結 語

爆炸性氣體環境下電氣防爆安全是危險化學品行業安全管理的重點部位之一，強化防爆電氣設備的本質安全化水平是保障安全生產的關鍵因素，提高現場安全管理技術能力和水平是保障安全運行的有力措施，為改進和完善爆炸性氣體環境下危險場所電氣設備的安全管理水平，提出以下對策建議：

(1)完善安全設施設計審查制度，針對爆炸危險區域劃分不明確、防爆電氣設備選型不正確、防爆電氣設備及其線路安裝不規范等問題開展審查論證，設計人員及企業管理人員應加強標準規范的學習，掌握關鍵技術要求。

(2)抓好防爆電氣安全日常管理，加強企業防爆電氣管理技術人員的教育培訓，落實維護保養制度，將防爆電氣隱患排查整改和日常檢查維護工作相結合，增強防爆電氣設備隱患識別、分析和整改技術能力。在全省建立第三方檢測機制，構建周期性檢測評價體系，按照《危險場所電氣防爆安全檢測技術規范》(DB44/T 2014-2017)等規范要求，通過第三方安全檢測發現企業防爆電氣設備設計、施工、安裝、使用過程中遺留的、新產生的和運行帶來的安全隱患，為企業做好電氣防爆安全管理提供技術指導。