海上生產(chǎn)設(shè)施危險(xiǎn)區(qū)劃分探討

覃柳莎，李艷華，吳磊，孫伯娜，周燕

(1.海洋石油工程股份有限公司，天津 300451；2，中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司工程建設(shè)部，天津 300451)

0 引言

危險(xiǎn)區(qū)是指生產(chǎn)設(shè)施上某個(gè)區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)易燃?xì)怏w或蒸汽、易燃液體、易燃粉塵或可引燃的纖維或飛絮等原因而具有火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)存在的場(chǎng)所。根據(jù)形成爆炸環(huán)境概率的不同規(guī)范要求把各區(qū)域或設(shè)備劃分為一級(jí)0類區(qū)、一級(jí)1類區(qū)和一級(jí)2類區(qū)三種不同類型的區(qū)域。0區(qū)要求的設(shè)備防爆性能最高，2區(qū)要求相對(duì)最低。因此正確的危險(xiǎn)區(qū)等級(jí)劃分對(duì)海上生產(chǎn)設(shè)施的設(shè)計(jì)和設(shè)備選型影響重大。但在實(shí)際工程實(shí)踐中，對(duì)于海上生產(chǎn)設(shè)施上某些區(qū)域的危險(xiǎn)區(qū)劃分還存在不一致的看法和做法，有必要對(duì)這些不一致的做法進(jìn)行深入的探討，以統(tǒng)一和規(guī)范海上生產(chǎn)設(shè)施的危險(xiǎn)區(qū)劃分。

1 危險(xiǎn)區(qū)劃分的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

目前海上生產(chǎn)設(shè)施上參考使用的危險(xiǎn)區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)主要包括：美國(guó)石油協(xié)會(huì)的API RP 500和API RP 505[5]，國(guó)際電氣工程師協(xié)會(huì)及歐盟危險(xiǎn)區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)IEC 60079-10-1:2015[1]和EI15 SY/T 6671[2]。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)主要有SY/T10041、SY/T 6671[3]和《浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置(FPSO)安全規(guī)則》(簡(jiǎn)稱FPSO安全規(guī)則)[4]。SY/T10041和SY/T 6671[3]分別等同API RP 500和API RP 505[5]。目前國(guó)內(nèi)海上油氣田主要參照的是美國(guó)石油協(xié)會(huì)的API RP 505[5]，本文主要討論該標(biāo)準(zhǔn)以及與它等同的SY/T 6671[3]的要求。FPSO或類似于FPSO裝置需要入籍，危險(xiǎn)區(qū)劃分需同時(shí)考慮API RP 505[5]和船級(jí)社的雙重要求；國(guó)內(nèi)FPSO還需考慮《FPSO安全規(guī)則》[4]的要求。各個(gè)船級(jí)社的入籍規(guī)范對(duì)危險(xiǎn)區(qū)劃分基本等同于API RP 505[5]，也有個(gè)別區(qū)域要求存在差異。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范之間出現(xiàn)矛盾時(shí)如何進(jìn)行劃分非常關(guān)鍵，對(duì)于后續(xù)防爆設(shè)備的選型起到關(guān)鍵作用。

2 海上油氣田危險(xiǎn)區(qū)劃分

2.1 危險(xiǎn)區(qū)分類

依照爆炸性氣體存在的可能性和時(shí)間長(zhǎng)短，危險(xiǎn)區(qū)分為如下三類[4]：0區(qū)：爆炸性氣體環(huán)境連續(xù)出現(xiàn)或長(zhǎng)時(shí)間存在的場(chǎng)所。1區(qū)：在正常運(yùn)行時(shí)，可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的場(chǎng)所。2區(qū)：在正常運(yùn)行時(shí)，不可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，如果出現(xiàn)也是偶爾發(fā)生并且僅是短時(shí)間存在的場(chǎng)所。非分類場(chǎng)所是指沒有被劃分為0區(qū)、1區(qū)或2區(qū)的場(chǎng)所。

2.2 部分區(qū)域危險(xiǎn)區(qū)劃分探討

海上油氣田常規(guī)設(shè)備危險(xiǎn)區(qū)劃分要求在各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范上基本相同。但電池間、實(shí)驗(yàn)室、油漆間、主機(jī)房(原油或天然氣)、火炬冷放空口、航空燃油撬等空間/設(shè)備，各個(gè)參考規(guī)范要求有所不同。表1給出了不同規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些空間或者設(shè)備的危險(xiǎn)區(qū)劃分要求。

海上油氣田電池間綜合考慮平臺(tái)要求，通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)都滿足充分通風(fēng)要求，故電池間危險(xiǎn)區(qū)劃分按API RP 505[5]為I級(jí)2區(qū)IIC組分，房間出風(fēng)口1.5 m半徑范圍內(nèi)劃分為I級(jí)2區(qū)IIC組分。這種情況電池間劃分就滿足不了入籍規(guī)范要求，按入籍規(guī)范房間內(nèi)部需按1區(qū)考慮，出風(fēng)口需要同時(shí)劃分為1區(qū)和2區(qū)。

油漆間按API RP 505[5]只有使用易燃、可燃涂料產(chǎn)品的區(qū)域根據(jù)通風(fēng)要求劃分為1區(qū)或2區(qū)。而入籍規(guī)范對(duì)于油漆間內(nèi)部無(wú)明確要求劃分為1區(qū)，入風(fēng)口和出風(fēng)口需要?jiǎng)澐譃?區(qū)和2區(qū)。API RP 505[5]和ABS入籍規(guī)范對(duì)于實(shí)驗(yàn)室都有滿足一定條件后可不劃分危險(xiǎn)區(qū)。實(shí)驗(yàn)室通常通過充分通風(fēng)的方式把釋放的危險(xiǎn)物質(zhì)排放到室外，且實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通風(fēng)設(shè)備、燈具、探頭、插座、開關(guān)均防爆，防爆級(jí)別滿足I級(jí)2區(qū)，同時(shí)配備滅火器和滅火毯，滿足不劃分危險(xiǎn)區(qū)的要求。主機(jī)房按API RP 505[5]要求，房間內(nèi)根據(jù)壓力不同劃分要求不同。在實(shí)際生產(chǎn)中，認(rèn)為90次/h的通風(fēng)可以滿足發(fā)電機(jī)處所不被劃為危險(xiǎn)區(qū)。房間一旦劃分危險(xiǎn)區(qū)，房間內(nèi)所有設(shè)備及管線選型受影響較大，以及從該房間出去的管道及其連接設(shè)備，防爆等級(jí)要求也升高，影響非常大。

為滿足主機(jī)房不被劃為危險(xiǎn)區(qū)，可采取一些技術(shù)條件滿足通風(fēng)和可燃?xì)怏w探測(cè)方面的要求：應(yīng)滿足連續(xù)通風(fēng)；當(dāng)主通風(fēng)系統(tǒng)停止工作時(shí)，備用系統(tǒng)能自動(dòng)開啟，并能遠(yuǎn)程聲光報(bào)警顯示；不能冗余配備時(shí)，應(yīng)能在故障時(shí)遠(yuǎn)程控制站發(fā)出聲光報(bào)警，不能僅采用風(fēng)機(jī)故障探測(cè)作為通風(fēng)系統(tǒng)的故障探測(cè)，還應(yīng)配備風(fēng)壓探測(cè)器。當(dāng)滿足以上條件時(shí)，主機(jī)房?jī)?nèi)部可不劃分危險(xiǎn)區(qū)，房間出風(fēng)口3 m半徑范圍內(nèi)劃分為I級(jí)2區(qū)IIA組分。

《FPSO安全規(guī)則》[4]對(duì)火炬冷放空口1區(qū)的要求高于其他規(guī)范，而API RP 505[5]的要求有0.5 m半徑范圍內(nèi)的0區(qū)高于其他規(guī)范，這種情況需綜合考慮，即放空口0.5 m半徑范圍內(nèi)為0區(qū)和3 m半徑范圍內(nèi)為1區(qū)，不劃分2區(qū)。同樣，航空燃油撬危險(xiǎn)區(qū)劃分ABS入籍規(guī)范的要求高于其他規(guī)范，明確了燃油撬1.5 m半徑范圍內(nèi)為1區(qū)和1區(qū)外1.5 m以內(nèi)范圍為2區(qū)。

3 結(jié)語(yǔ)

海上油氣田設(shè)備危險(xiǎn)區(qū)劃分至關(guān)整個(gè)平臺(tái)人員和財(cái)產(chǎn)安全，不同的危險(xiǎn)區(qū)級(jí)別對(duì)于設(shè)備的防爆要求不一樣，能否正確對(duì)設(shè)備進(jìn)行選型非常關(guān)鍵。當(dāng)出現(xiàn)同時(shí)使用不同的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)同一區(qū)域或設(shè)備劃分要求不一樣時(shí)，應(yīng)按最高要求劃分。