油品碼頭電氣防爆措施研究

楊小龍(中交一航局安裝工程有限公司，天津 300457)

0 引言

油品碼頭作業風險性較高，裝卸的對象為原油、成品油以及化學品等，無論是運輸還是存儲過程中均存在非常高的易燃易爆風險，安全隱患高，是作業生產管理的重點和難點。尤其是對于電氣設備的使用，可能造成高溫、火花等，進而導致產生安全隱患。要想保證油碼頭作業安全，就必須采取有效的防爆措施。

1 油品碼頭爆炸原因

油品碼頭的作業具有很大的特殊性，容易出現爆炸事故，而且在油品的裝卸過程中容易出現泄漏問題，在遇到一定條件后便會發生爆炸[1]，還會造成巨大的資源浪費。導致爆炸的因素如下：(1)可燃物，例如可燃性氣體以及液體；(2)助燃物，空氣中含有氧氣，泄漏的油品在氧氣充足的條件很容易產生火災爆炸；(3)引燃源，例如：高溫、電弧、電火花、靜電等。要有效地預防油品碼頭爆炸事故的發生，就必須要從引發爆炸的條件出發，積極采取措施來遏制爆炸隱患。而電氣防爆研究，則是將側重點放在預防電氣設備成為引燃源。

2 油品碼頭電氣防爆措施

2.1 嚴謹選擇防爆電氣設備

2.1.1 防爆電氣分類

對于防爆電氣設備的選擇，首先要充分了解設備的特征，并根據運行條件進行對比，以選擇相應的設備。根據我國相關的標準規定，此類設備主要分為以下幾種類型：Ⅰ類主要適用于煤礦瓦斯環境；Ⅱ類主要應用在廠用氣體環境；Ⅲ類應用在其他的粉塵環境。Ⅱ類設備又分為A、B、C級別，后者對于前者環境具有適用性。

另外，按照最高表面溫度進行劃分，按照由高到低的順序依次是T1、T2、T3、T4、T5以及T6共6個溫度組別[2]。從防爆原理角度來進行分析，目前常用的防爆電氣類型包括隔爆型、充砂型、增安型、正壓型以及本質安全型等，且不同類型的電氣設備所適用的作業環境不同。對于油品碼頭來講，為達到良好的電氣防爆效果，應優先選擇隔爆型與本質安全型兩種。

2.1.2 防爆電氣選擇

面對不同類型的防爆電氣設備，在選擇時要堅持適應性以及合理性原則，在控制成本的前提下，確認最佳搭配組合，降低電氣因素導致的油品碼頭爆炸事故發生的概率。在防爆電氣設備上面，會標注明顯標識，這個可以作為一項重要的篩選依據，便于對設備的防爆類型、級別、組成等信息進行了解。由于油品碼頭作業具有非常高的易燃易爆風險，因此對于相關防爆電氣設備的選擇也要根據規定進行嚴格的危險劃分，并結合油品的性質特點，分析判斷現場可能會存在的爆炸性混合物物質，且確認該類物質的對應級別以及組別。綜合分析現場條件與設備運行特征，確定最合適的電氣設備。其中，部分區域可能會出現兩種及以上混合爆炸性物質，防爆電氣設備的選擇條件需要更加嚴格，應對現場混合物內的各種物質級別以及組別進行分析，且對其進行排列，確認風險性最高的級別與組別，然后根據此來選擇合適的防爆電氣設備，達到最佳電氣防爆效果[3]。

2.1.3 電氣選型案例

基于某個油品碼頭進行分析，此碼頭主要業務是卸載成品油及原油，比較集中的是卸載作業。根據規范要求，對于油品卸載，要以卸油口為中心，劃出周圍3m范圍。對于延伸至水面空間，則劃分成2區，其范圍包括了部分的作業區域。為提高電氣防爆效果，最終確定將碼頭作業平臺均歸入到2區范圍內[4]。根據歷史數據可知，碼頭所卸載的介質為ⅡA類原油，屬于T3組別，為最低級別，同時爆炸區域為2區，這樣就可將電氣設備級別設定在Ⅱ類，組別則是T3～T6均可，基本上所有的防暴形式均可以達到專業的防爆要求。通過分析該油品碼頭的實際作業環境以及防爆電器設備類型需求，最終確定選擇本安型儀表類設備，如：Exia ⅡBT6；其他設備則為隔爆型，如：Exd ⅡB4以及Exd ⅡT6等。

2.2 科學進行設備安裝與維護

防爆電氣設備與常規電氣設備在結構以及工藝上均有著一定的差異，要想將防爆特性突出出來，不僅要對制造工藝進行嚴格把關，還要對其后期的安裝及維護工作進行嚴格規范處理，以確保防爆設備運行能夠提升安全性及可靠性。這是一個連貫的過程，無論是設備選型，還是安裝維護，一旦出現問題，就會對設備的整體運行產生影響，進而無法達到預期的防爆效果，油品碼頭依然存在著電氣爆炸隱患。例如進入防爆區的工作人員，必須要先觸摸消除靜電的設備，避免出現自身攜帶靜電的情況，以免進入防爆區域后由于靜電而產生爆炸隱患。另外，還應當根據規定穿防靜電工作服裝，并佩戴相關的防爆通訊設備和維修設備，以便于及時解決爆炸隱患。另外，要注意對區域內的可燃氣體濃度進行實時監測，一旦確認濃度超出最高限值必須要及時采取相應措施防爆，且要避免繼續在該環境下作業。所有安裝與維護工作均要嚴格按照相關規范進行，并安排專人監管，做好工作記錄，尤其是動火維修作業更是要強調防爆安全，消除存在的隱患。

2.3 有效預防設備靜電危害

油品碼頭電氣防爆的另一個要素便是預防設備的靜電，采取有效措施來對靜電進行有效消除。通過靜電荷的集中放電，可以產生較大的能量，然后對環境中存在的爆炸性混合氣體進行引燃，產生爆炸風險。對于油品碼頭靜電預防方面也有明確的規定，針對接地裝置以及檢測等提出了相應的要求，在實際操作中可以通過裝設船岸跨接電纜的方式來消除以及預防靜電。

(1)可以為靜電提供電路。在將油品介質裝入到貨油艙時，油艙與船殼將會產生靜電，且極性與油品所帶的靜電電荷極性相反。存在部分人員認為，船體結構所帶電荷可以通過港區水到達地面，相比設置一條小直徑的接地電纜能夠很好的消除靜電[5]。從專業角度上來講，通過設置船岸跨接電纜能夠更好地實現船體結構與碼頭相近一側表面電荷通過岸上消散至大地，達到船岸連接區域等電位的目的。在實際作業中，油船的其他部位與岸邊相接觸的面積并不多，大部分情況下不會出現金屬連接的情況，這樣來講設置等電位連接對于消除靜電防爆具有重要意義。

(2)為雜散電流提供電路。船岸管路以及軟管系統均有可能會存在著大量的雜散電流，如果不能有效處理，也有一定可能會成為引燃源。在其中通過的雜散電流，一方面是因為利用強制電流法或犧牲陽極法對油碼頭或船體進行陰極防護產生的；另一方面則是因為船岸間電位差以及電源問題導致的電流泄漏。船岸之間往往會存在電位差，且多為變數，即便是相同的油船靠泊在同一個泊位，在不同時間段電位差的數值也不相同，但是一般數值都比較小，為0.4～1.5 V。雖然電位差不高，以及跨接電纜阻值也僅有0.000 8 Ω左右，但是在連接的瞬間也會產生上千安的電流，需要將其納入到電氣防爆風險管理中。通過設置船岸跨接電纜能夠為此類雜散電流提供電路，消除瞬時電流帶來的隱患。

另外，還可以安裝絕緣法蘭，一方面是能夠中斷船岸之間輸油管線上存在的雜散電流；另一方面也可以為設備以及管道等存在的靜電提供對地泄漏的通道。為了能夠達到中斷雜散電流的目的，在安裝絕緣法蘭時，要注意杜絕其與外部金屬接觸產生短路，要求面向海的一側輸油管線中的所有金屬均不得與碼頭上的金屬構件產生接觸；面向岸邊的一側輸油管線所有金屬均不得與船體產生接觸。同時，還要注意絕緣法蘭面向海洋一側的所有金屬應與船體電氣保持良好的連續性，而面向岸邊一側的金屬均需要與碼頭固定接地裝置保持良好的電氣連續性，只有這樣才能夠有效地消除靜電。很多油品碼頭已經對裝載臂安裝了絕緣法蘭，這樣在裝卸油品時可以保證更高的安全性，不僅可以消除靜電，同時又能夠組織雜散電流，起到了良好的防爆效果。絕緣法蘭如圖1所示。

圖1 絕緣法蘭

3 油品碼頭控制系統

油品碼頭作為危險防爆2區裝置，各類型設備的安裝設置一般均比較分散，在針對電氣防爆措施進行分析時，應注意通過可靠的控制系統來監控以及采集各項工藝參數，掌握設備運行狀態，通過控制、聯鎖、報警以及急停等子系統，來為碼頭安全作業提供保障。

4 結語

油品碼頭防火防爆是安全生產的重要前提，一直都是重點研究的內容。而針對電氣防爆措施的研究，主要目的是消除電氣系統帶來的隱患，避免因為電氣因素而產生引燃源。在實際操作中，需要根據防爆基本要求，確定電氣防爆的主要方向，然后通過設備選型、安裝維護以及靜電預防等措施來將安全風險降至最低，爭取在最大程度上做到科學有效的防爆處理。