處于爆炸環(huán)境的壓縮機電氣儀表布線系統(tǒng)研究

劉弋生，黃 林，何曉愉

（1.中國石油集團濟柴動力有限公司成都壓縮機分公司，四川成都 610100；2.中國石油工程建設(shè)有限公司西南分公司，四川成都 610100）

0 引言

往復式天然氣壓縮機屬于長期在爆炸性氣體環(huán)境下運行的橇裝設(shè)備，使用地點為天然氣集氣站、天然氣集輸中心或天然氣處理廠，安裝區(qū)域被劃分為危險爆炸氣體環(huán)境1 區(qū)或2 區(qū)。橇內(nèi)一次儀表、電機、輔助用電設(shè)備、就地控制柜和就地配電柜應(yīng)按符合危險爆炸性氣體環(huán)境1 區(qū)或2 區(qū)的要求選型，且就地控制柜與一次儀表、就地配電柜與電機和輔助用電設(shè)備間的電氣線路布線方式也應(yīng)符合危險爆炸氣體環(huán)境1 區(qū)或2 區(qū)的要求。

1 布線方式分類和通用要求

往復式天然氣壓縮機電氣儀表系統(tǒng)在危險爆炸性氣體環(huán)境1 區(qū)或2 區(qū)的布線系統(tǒng)可分為電纜布線和導管布線，通用要求如下：

（1）選用的低壓電纜或絕緣導線額定電壓必須高于線路工作電壓，且不得低于500 V。

（2）絕緣導線必須敷設(shè)于鋼管內(nèi)。

（3）電纜在安裝時應(yīng)能防止受外來機械損傷、腐蝕，以及高溫作用。如果上述情況不能避免，應(yīng)采取保護措施，如敷設(shè)于鋼管、橋架內(nèi)或選用鎧裝電纜。

（4）使用的絕緣導線或電纜不能有中間接頭，若不能避免該現(xiàn)象，則應(yīng)為中間接頭配置防爆接線箱（盒），確保中間接頭在防爆接線箱（盒）內(nèi)的接線端子上接線。

（5）當絕緣導線或電纜終端連接時，內(nèi)部導線不能采用絞接，應(yīng)接至一次儀表或電氣設(shè)備自帶接線盒的接線端子上。

2 電纜布線系統(tǒng)

2.1 電纜布線系統(tǒng)定義

一次儀表或電氣設(shè)備的各進線引入口有且只有1 根電纜a的布線方式（a表示電纜布線系統(tǒng)中僅能使用電纜，不能采用絕緣導線），稱為電纜布線系統(tǒng)。

2.2 往復式天然氣壓縮機組橇內(nèi)電纜布線系統(tǒng)技術(shù)要求

（1）往復式天然氣壓縮機組為固定設(shè)備，因此用于該設(shè)備的電纜布線系統(tǒng)屬于固定式線路，可選用熱塑護套電纜、熱固護套電纜、合成橡膠護套電纜或礦物絕緣金屬護套電纜。可采用帶頂蓋板的金屬橋架或鍍鋅鋼管作為載體對電纜進行機械性防護。

（2）采用的電纜配線的技術(shù)要求應(yīng)符合表1 的規(guī)定。

表1 爆炸性環(huán)境電纜配線的技術(shù)要求[1]

（3）橇內(nèi)選用的一次儀表或電氣設(shè)備的進線引入口為G 內(nèi)螺紋時，安裝應(yīng)符合以下要求：①進線引入口內(nèi)應(yīng)配置彈性密封圈和金屬墊，在引入電纜后，電纜護套外徑應(yīng)與彈性密封圈內(nèi)徑匹配（允許差值為±1 mm），且保證電纜被彈性密封圈沿周圍均勻擠緊，被密封的電纜斷面應(yīng)近似圓形[2]；②彈性密封圈的一個孔只允許密封一根電纜。

（4）橇內(nèi)選用的一次儀表或電氣設(shè)備的進線口引入為NPT或M 內(nèi)螺紋時，安裝應(yīng)符合以下要求：①進線引入口需配置電纜引入裝置，推薦使用防爆密封電纜接頭（或稱防爆格蘭頭）；②電纜引入裝置螺紋應(yīng)與一次儀表或電氣設(shè)備的進線引入口螺紋匹配；③電纜引入裝置防爆類型應(yīng)與一次儀表或電氣設(shè)備的防爆形式匹配，匹配關(guān)系見表2；其中，X：表示允許使用；a：若整個回路為本增安防爆形式，則對電纜引入裝置沒有特殊要求；b：僅pz 正壓防爆形式可采用Ex n型電纜引入裝置；④若采用鎧裝電纜，電纜引入裝置應(yīng)采用雙密封型，確保對外護套和內(nèi)護套同時密封；若采用非鎧裝電纜，電纜引入裝置可采用單密封型。

表2 電纜引入裝置防爆類型與設(shè)備防爆類型的匹配關(guān)系[3]

3 導管布線系統(tǒng)

3.1 導管布線系統(tǒng)定義

一次儀表或電氣設(shè)備的進線引入口有1 根以上（不含1 根）的絕緣導線a的布線方式，稱為導管布線系統(tǒng)。

a：導管布線系統(tǒng)中可使用絕緣導線或電纜，但電纜不常見，因此本文中默認導管布線系統(tǒng)中使用絕緣導線。

3.2 往復式壓縮機組橇內(nèi)導管布線系統(tǒng)要求

（1）導管布線系統(tǒng)應(yīng)采用低壓流體輸送鍍鋅焊接鋼管作為絕緣導線的載體，對其進行機械防護。

（2）鋼管與鋼管、鋼管與鋼管附件、鋼管與防爆電器設(shè)備間須用螺紋連接，不得采用倒扣連接或套管焊接。

（3）鋼管連接螺紋加工應(yīng)光滑、完整、無腐蝕。在螺紋上應(yīng)涂電力復合脂或?qū)щ姺冷P脂，不得在螺紋上纏絕緣膠帶以及涂油漆。

（4）采用的導管系統(tǒng)配線技術(shù)應(yīng)符合表3 的規(guī)定，其中，a:絕緣導線可采用無護套絕緣單芯或多芯導線。

表3 爆炸性環(huán)境導管配線的技術(shù)要求[4]

（5）在導管系統(tǒng)中，絕緣導線在進入一次儀表或電氣設(shè)備的進線口處必須采用隔離密封。隔離密封應(yīng)符合以下要求：①電氣儀表設(shè)備進線引入口的絕緣導線少于10 根時，建議使用防爆填料密封函+填充AB 膠的方式進行隔離密封，該類型密封型式易于維護拆卸且不損壞絕緣導線；②電氣儀表設(shè)備進線引入口的絕緣導線大于10 根時，建議使用防爆隔離密封盒+填充環(huán)氧樹脂或水凝性粉劑密封填料的方式，該類型密封型式密封效果更好，但不易拆卸和維護；③隔離密封件的內(nèi)壁應(yīng)無銹蝕、灰塵和油漬；④絕緣導線在隔離密封件內(nèi)不得有接頭，隔離密封件不能作為分線盒用。

（6）導管布線系統(tǒng)在終端接線處常裝設(shè)防爆撓性連接管，防爆撓性連接管應(yīng)無裂紋、孔洞、機械損傷、變形等缺陷，其安裝時應(yīng)符合下列要求：①在不同的使用環(huán)境下，應(yīng)采用相應(yīng)材質(zhì)的撓性連接管。如在低溫環(huán)境、有機械防護要求或油污較多環(huán)境，應(yīng)采用不銹鋼材料；②彎曲變徑不應(yīng)小于連接管外徑的5 倍。

4 電纜布線系統(tǒng)和導管布線系統(tǒng)的優(yōu)缺點

4.1 電纜布線系統(tǒng)

（1）優(yōu)點：從防爆角度分析，電纜布線系統(tǒng)比導管布線系統(tǒng)的設(shè)計和安裝更簡便，用于防爆的安裝附件的類型更少；電纜敷設(shè)及密封完畢后，拆卸方便。

（2）缺點：相對于導管布線系統(tǒng)，電纜布線系統(tǒng)需占用更多的空間，不適用于一次儀表或電氣設(shè)備配置較多的往復式天然壓縮機組。

4.2 導管布線系統(tǒng)

（1）優(yōu)點：該布線系統(tǒng)可采用無護套絕緣導線，因此占用空間較小，適用于特別緊湊或一次儀表或電氣設(shè)備配置較多的往復式天然壓縮機組。

（2）缺點：從防爆角度分析，導管布線系統(tǒng)比電纜布線系統(tǒng)的設(shè)計和安裝更復雜，用于防爆的安裝附件的類型較多；電氣儀表設(shè)備進線引入口的密封方式較復雜，完成隔離密封后，不易拆卸。