穿梭油輪防爆電氣設備安全控制分析

王 超

（南通中遠海運船務工程有限公司，江蘇南通 226006）

0 引言

隨著海上油田的規模化開采，原油運輸的安全性愈發重要。作為油田卸載石油的重要工具，穿梭油輪的安全設計至關重要。穿梭油輪在海上航行時，一旦發生安全事故，容易發生火災、爆炸，一旦處理不好，易造成船毀人亡以及嚴重的海上石油污染事故。

由于在海上通常無法及時獲得外界的幫助，做好穿梭油輪火災、爆炸等安全事故的預防工作具有極其重要的意義。在穿梭油輪設計建造過程中，若電氣設備未選用規定的防爆等級或者未經過防爆處理，往往會導致火災和爆炸事故。做好防爆電器的選型和安裝質量控制，是預防和阻止事故的重要方法之一。本文結合典型案例對穿梭油輪防爆電氣設備的選型及安裝工藝進行詳細探討，提出有效質量控制措施，希望為穿梭油輪的安全設計提供一定參考。

1 工程概述

某海工船企業先后開工建造4艘穿梭油輪，均滿足挪威船級社（Det Norske Veritas，DNV）的相關要求。艏部裝有原油接收和卸載裝置，采用動力定位（Dynamic Positioning，DP）系統。該型油輪能穿梭于不同油田之間，從浮式生產儲油卸油船（Floating Production Storage and Offloading，FPSO）上直接接載原油，并可直接在油碼頭卸載原油。全船實施嚴格的安全等級要求，對防爆設備的要求尤為嚴格。

2 防爆電氣施工技術要點

熟悉和掌握爆炸性物質分類、危險區域劃分、電氣設備防爆形式及防爆標識對技術設計階段防爆設備的選型具有重要的指導意義，可及時糾正設備安裝后現場檢驗方面的問題。

對爆炸物質進行分類整理，結果見表 1。穿梭油輪上前3種爆炸代表性物質分別為乙炔、氫氣、乙烯。

表1 穿梭油輪爆炸性物質的分類

按照我國國家防爆標準 GB 3836.1—2000的有關規定，電氣設備的溫度組別設置情況見表2[1]，不同組別設備允許最高表面溫度、適用氣體引燃溫度、電氣安全性能存在差異。

表2 電氣設備的最高表面溫度組別設置

3 危險區域劃分與防爆設備分類

防爆是穿梭油輪安全設計中的最重要的環節之一，如果在設計時安全問題考慮不充分，那么穿梭油輪在運輸石油的過程中易發生爆炸安全事故。工程師應該按照規范劃分穿梭油輪的危險區域，保證船上艙室布置、各類開孔、透氣、通風都能滿足船級社規范和國際法規。除重視危險場所的區域劃分外，在設計階段做好防爆電氣設備的選型及安裝階段的質量控制對提高穿梭油輪的安全性同樣具有重要意義。

如表3所示，穿梭油輪的危險區域可劃分為0號區域、1號區域和2號區域[2]。其中，2號區域危險性最小，0號區域危險性最大。

表3 穿梭油輪危險區域劃分情況

根據穿梭油輪危險區域的特性，選擇合適的防爆電氣設備。電氣設備通常有8種防爆類型，但船上一般只應用本安型、隔爆型、正壓型、增安型、和無火花型等5種[3]。

防爆電氣設備標識圖見圖1，以“Ex d IIC T5”為例簡要介紹防爆電氣設備的標識，該標志表示防爆等級為d級，可應用于爆炸性氣體環境。IIC為氣體組別，T5為溫度組別。

圖1 防爆電氣設備標識圖

4 施工選型案例分析

HAZARDOUS ZONE2區域甲板儲藏室頂部的12只投光燈為非防爆型，在選型時未考慮防爆要求。這導致炎熱天氣下甲板油氣濃度大幅增加，在投光燈表面溫升及啟動電弧作用下，極容易產生爆炸事故。為解決此問題，需要將投光燈需全部更換為防爆型投光燈，這需要二次采購和施工，進而延誤工期、增加建造成本。

防爆區域風機必須獲得船級社的防爆安全認證，否則將導致防爆區域通風不暢，油氣濃度遞增，極易產生爆炸危險。要高度重視貨油泵房、油漆間、電池間等高危險區域內風機等電氣設備的選型、采購和防爆認證。

防爆設備上的格蘭和悶頭連同設備一起進行防爆試驗，并獲得防爆認證，不能進行更改和翻新。若必須進行更換，應聯系設備廠家更換并進行防爆認證。格蘭上的防爆等級標識見圖2。

圖2 格蘭上的防爆等級標識

穿梭油輪電纜安裝需滿足以下3個方面：1）除鎧裝或具有編織的屏蔽層的電纜外，其余電纜應敷設在金屬管道中；2）裝貨區域應避免電纜接頭，若無法避免，電纜接頭應圍蔽在具有防爆性能的高強度塑料或金屬制成的船用接線盒中，也可將其密封在波紋套筒中；3）船上甲板和艙壁上的電纜貫穿應密封，以阻止易燃易爆氣體透過。防爆隔離柵和電纜的連接工藝分別見圖3和圖4。

圖3 防爆隔離柵的連接工藝

圖4 電纜的連接工藝

5 防爆電氣設計施工準則

5.1 從設計的源頭進行控制

嚴格根據船級社退審圖中關于危險區域劃分的要求確定防爆設備型號，并編制詳細、嚴謹的技術規格書，特別是要注意確定防爆臨界區域，只能高于標準，不能低于標準，從而為防爆設備的采購提供完備的技術資料和較長周期的采購選型時間。

5.2 采購及進貨檢驗控制

采購部門要嚴格按照技術規格書的要求采購防爆設備，與供貨廠家確認防爆設備的要求，杜絕用非防爆設備冒充防爆設備的情況。質檢部門在進貨檢驗時一定要核對防爆證書，并檢查防爆標志。必要時應去設備廠家，參加設備最終出廠驗收試驗（Final Acceptance Test，FAT）試驗，防止不合格防爆設備進廠。

5.3 生產過程質量控制

首先結合設備說明說及規范對防爆設備的安裝工藝進行詳細的分析，做好安裝施工策劃。對于不同的防爆設備要區別對待，杜絕采用非防爆設備工藝進行施工。因防爆設備均比較貴重，要特別注意對安裝后的防爆設備采取必要的防護措施。

6 結論

防爆電氣設備是穿梭油輪的重要組成部分，確保其在建造過程中符合技術工藝和規范要求，是保障安全可靠的前提。穿梭油輪建造企業需對防爆電氣設備設計、采購和施工過程的每一道工序進行嚴格的質量控制，確保工程的穩定性和安全性。本文提出的穿梭油輪防爆電氣質量控制措施，希望能夠對類似工程建造提供一定參考。