燃氣電站項目建設過程中的防爆問題及防范措施

龔常勝

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙 413400）

在燃氣電站建設項目中，燃料供應系統較為重要，爆炸危險性極高。燃料供應系統的調試制約了進氣的日期，若進氣滯后，燃機點火并網、吹管等進程均會受到影響，導致機組不能按期投入生產。燃料供應系統設備的防爆要求均較高，如果其防爆要求不達標，將會給燃氣電站的運營階段留下較大的安全隱患，在燃氣電站的建設階段須落實防爆問題，落實防爆工作[1-2]。

1 背景

近年，我國油氣田發展較為迅速，液化石油氣（LPG）以及液化天然氣（LNG）開始逐漸盛行在經濟發達的東南沿海地區，輸氣管線已連通一些大城市。借助天然氣的迅速發展，燃氣電站得到了相應的發展，燃氣電站可以用來解決環保、熱電聯產、調峰等問題。為了確保燃氣電站建設項目的順利實施，有效避免爆炸事故，有必要對出現在燃氣電站項目建設過程中的防爆問題進行詳細分析。

2 防爆區域概況及特點

2.1 工程范圍

燃氣電站建設項目中最為關鍵的防爆區域包括性能加熱器區、儲氫站、燃氣站、燃機區域、燃油區域、汽機氫冷及密封油等。

2.2 項目驗收范圍

燃氣電站全廠需防爆驗收的項目具體如表1所示。

表1 防爆驗收項目 單位：個

2.3 驗收防爆項目

項目部依照IEC 60079標準，聘請有資質的第三方共進行了5次防爆驗收作業。提出在防爆檔案、資料文件、選型、設計、驗收人員資格、施工等方面的問題。存在部分設備與標準需求不相符、電纜支架較少、防爆區域部分設備類型并不適用、電纜界面非圓形、設計中安全風險因素偏高等問題，對全廠其他防爆區域提出檢查要求。

3 建設燃氣電站項目進程中的防爆問題

（1）未嚴格要求建立防爆檔案。在整理防爆檔案時應由具備資格的人員在IEC 60079-17以及IEC 60079-14的要求下執行，檔案中必須包含標準中要求的所有信息。一般情況下，供方資料以及防爆設備參差不齊，在完成防爆驗收后，防爆檔案的整理工作會多耗費額外時間。在檔案的整理與驗收環節，項目部需要專門聘請有資質的工程師配合，導致成本增加。

（2）技術人員缺少相關培訓，不熟悉防爆標準。在海外項目的多年運作中，首次遇到嚴苛的防爆需求，技術人員對防爆的需求、標準內容了解甚少且未參與過相關防爆培訓，導致施工進程中缺乏嚴格的監管，增加了工藝質量問題的出現頻率。

（3）缺失防爆資料與信息，影響驗收。IEC標準中對資料有較為嚴格的要求。在現實的驗收環節中，缺少證書、設備資料、設備銘牌信息不全等情況較為嚴重，因此，如果不能及時出具設備防爆證書，需要與所有供方進行協調，耗費時間和精力，延長全廠防爆驗收時間。

（4）現場施工工藝質量問題嚴重，耗時、耗力、耗財。重大工藝質量問題頻出的原因在于施工人員缺少防爆施工資格，未參加過相應的培訓工作。較為典型的是混用直螺紋和錐螺紋，導致雙壓緊格蘭卡套施工工藝與標準要求不符合，施工行為損壞了設備內絲、密封圈，導致接線工藝質量不達標等，在后期整改時消耗較為嚴重。

（5）供方偏多且配合程度參差不齊。防爆設備、設計的供方包含國內外數十家供應商，在整改驗收進程中存有缺陷時，眾多供方未能達到良好的配合效果，因此，便有了較長的防爆整改期。

4 在執行過程中對防范措施的具體分析及經驗教訓

4.1 設備質量與防爆要求嚴重不符

（1）電氣類設備問題。①廠家的設備銘牌信息不全。缺失IP等級、環境溫度等，與IEC標準不相符；②燃氣區域冷卻風機電機防爆等級錯誤，非氣體防爆等級，而是粉塵防爆等級；③與大合同技術需求不相符。室外現場電氣設備的銘牌標注為40 ℃，大合同中規定的室外環境溫度為55 ℃，違背合同要求。

（2）熱工類設備問題。①在驗收防爆設備進程中，驗收人員發現用于燃氣站區域的電纜均不合格，因此，要求使用復合式防爆格蘭卡套或對電纜進行全部更換。②部分廠家會預裝好設備，堵頭或格蘭卡套上會出現涂密封膠過緊的現象，在拆卸此設備卡套時，會出現設備螺紋損壞的現象，須進行更換。③廠家設備的銘牌上缺乏有效的IEC證書編號且關鍵信息缺失，主要是設備工作的環境溫度未標識在設備銘牌上，與IEC標準有差異。④模塊化部分防爆區域的設備。廠家的施工工藝達不到防爆工藝需求。如未壓預制好設備的屏蔽線、鎧裝電纜壓鎧、電纜接線等問題，需整改全部現場設備。⑤使用非IEC標準認證的設備，如使用SA認證硫分析儀設備，但此設備僅在海外國家區域使用，與IEC標準不相符，廠家應予以更換。⑥供貨商沒有依照技術協議要求供貨。技術協議中規定應符合IEC標準，但國內的防爆設備與IEC標準有差異，且均明確了證書的有效期。⑦廠家供貨設備質量不達標，如在沒有措施的情況下卡死顯示屏外殼，再次拆卸會損壞設備，導致重新更換設備；將溫度變速器應用在某壓縮機儀表架上等。

4.2 圖紙問題

設備采購與設計出圖時間相關聯，設計出圖時間滯后會導致采購周期延長，會影響設備與圖紙的一致性[3]。由于在下發防爆區域圖紙前，已簽訂的防爆區域材料設備供貨合同中，附件內IEC 60079標準已被明確為防爆區域內電氣設備的供貨標準，但對應的防爆區域的位置并未明確。升級圖紙后會擴大防爆區域，非防爆設備會出現在防爆區域，導致現場防爆區域中的部分材料與設備與IEC標準不相符，解決此問題必須更換設備。

在該項目中，具體表現為圖紙升級后的燃油設備防爆區域范圍與原圖紙相比有增大的現象。由于燃油區域的施工在下發最新版圖紙前已完成，后增加的防爆區域內的材料和設備不符合IEC標準，導致需要重新采購陰極保護柜子等設備。燃油燃氣區域的火災報警系統由小EPC承包商設計并施工，全場防爆圖出圖時間滯后，導致信息不全的情況下，承包商使用不符合最新版設計需求的普通型號的火災報警設備，后期為了滿足防爆驗收要求，需更換設備，增加額外的施工成本。

針對以上圖紙問題的處理建議為，設計院牽頭重點研究、計算與分析項目的防爆范圍、明確項目的具體防爆邊界和區域。在設備采購前凍結防爆設計，并一同明確執行標準和設備認證等詳細要求，應對其他設計單位以及主機廠進行統一標準，做到不遺漏設計輸入。

5 對后續執行項目的建議

5.1 投標階段

與業主確定防爆需求的時間應在合同技術澄清階段，對其中的防爆資料及防爆驗收（資質人員與要求是否相符、驗收環節中是否必須有獨立的第三方公司是、當地是否存在單獨管理防爆的相關機構）、執行標準（防爆設備均認可、必須有CSA/UL/CNEx或ATEX認證、執行IEC Ex 認證等）、設備認證（其他國家標準、當地的其他特殊要求、執行ISO 80079-36和IEC 60079標準）以及具體的防爆區域等細節要求進行明確，為后期的采購以及設計提供依據[4]。

5.2 設計環節

對合同中的具體要求（是否執行IEC 60079標準、海外項目是否存在特殊需求）以及使用標準進行明確，做到無偏差設計。由設計院統籌全場的防爆設計，并將詳細的要求提供給設備廠家，特別是氫氣、蓄電池、燃氣、燃油等易燃易爆介質等的設備。防爆區域的圖紙設計完成后應及時與業主溝通，盡快審批，防止后期變更防爆區域，造成非防爆設備安裝在防爆區域的現象[5]。

5.3 采購環節

明確設計圖中的防爆范圍后再簽訂設備采購合同，在采購合同中須明確人員資質、設備防爆證書、設備認證標準、設備說明書以及設備銘牌標識等要求，應嚴格依照IEC 60079-11提供的資料采購IS（intrinsic safety）類設備。

6 結語

綜上所述，在建設燃氣電站項目的進程中，分析、整理危險區域中的不同種防爆問題后，提出相應整改方式達到防爆需求，確保設備質量與標準相符，是保證燃氣電站項目防爆工作順利實施的重要措施。