石油化工企業電氣設計中的常見問題及處理辦法

孟凡超

（中海油石化工程有限公司，山東 青島 266000）

我國經濟的發展帶來了各行業的蓬勃發展，石油化工行業也隨之騰飛。隨著石油化工企業規模愈發壯大，其所帶來的安全性問題不容忽視。在石油化工企業的電氣設計工作中，設計者必須根據石油化工企業實際情況，按照現行的規范和手冊，盡最大可能地做好標準化設計，設計圖紙應既能符合石油化工企業的實際需求，又能最大程度地避免安全隱患的發生，為石油化工企業安全做保障。

1 石油化工企業電氣設計的特點

做好石油化工企業電氣設計，就必須了解石油化工行業電氣的特點，了解供電可靠性、安全性等的一般要求。這里對石油化工企業電氣設計特點簡要闡述。

1.1 可靠性

可靠性是指在特定的期限和情況下，電氣設備、元件、系統等均能實現預先設想的功能。電氣設計的可靠性不僅僅表現在降低建設和運行成本、降低故障率等方面，還表現在擴容改造過程中的穩定和便利[1]。只有確保石油化工企業運行中電力系統的每個環節都是穩定的、可發展的，才能滿足企業日益增長的生產需求。

1.2 安全性

在石油化工企業電氣設計領域中，安全性舉足輕重，這里的安全性不僅指電力系統的安全性，還包括其他安全措施，如設置防止電氣火災的漏電保護器、合理的配置接地等。如果電氣設計從業者忽視了此類問題，在以后的石油化工企業運營中，輕則企業停產，重則可能引發爆炸、火災危險等重大安全事故，給企業的運維管理和工作人員的生命安全造成了巨大傷害，此外，還會給周圍的環境帶來難以估量的損失，從而引發一系列的社會問題[2]。在石油化工企業的電氣設計中，設計者應嚴格按照現行規范要求進行合理設計，以確保整個石油化工企業的用電安全。例如，考慮供電的安全性：在石油化工企業生產過程中，會涉及許多危險的工藝，此類工藝對電源連續性要求極高，因此，在給此類用電設備供電時，必須使用不間斷電源或應急電源系統，有的石油化工企業還會選用柴油發電機作為備用電源，以便在發生供電故障時，能夠為必要的用電設備提供電源，使其能夠保證人身和財產的安全；再比如考慮電氣火災的安全性：企業內裝置區等位置為爆炸危險區域，此類區域內部是嚴禁出現電火花的，否則會出現爆炸事故。為了防止此類事故的發生，在此類裝置區的人員必經之地設置防靜電措施等，這都屬于電氣設計的安全性范疇。

1.3 維修維護及事故應急

任何一家企業都應對電網運行狀態進行實時監測，運行人員要根據設備使用周期和實際情況，對其進行維護保養，根據電氣設備的不同特性，建立監控和維護手冊，并將維護信息記錄在冊，這樣就可以提前預警，預防可能會出現的問題[3]。在石油化工企業中，由于環境的特殊性，電氣系統的維護工作更加專業化，如工作人員需取得防爆電氣和高低壓電工的專門證書，或危險作業前應經層層審批等。同時，石油化工企業應為運維人員提供相應的安全防護措施，并監督工作人員按規程進行維護操作。在石油化工企業中，電氣火災是引起安全事故的重要原因之一，企業應有安全預案，一旦得到事故報告，應能迅速地進行緊急救助，合理安排人力、物力及其他資源，并在事故結束后進行一系列的后續處理。

2 電氣設計中的常見問題及隱患

2.1 電氣設備選型問題

由于石油化工企業的特殊性，在裝置區、罐區等環境下，會存在爆炸性氣體泄漏、爆炸、燃燒等危害，因此，在電氣設計過程中，應保證設計滿足規范要求，保證設計成果滿足企業要求。[4]有些設計者在為裝置區或其他建構筑物選擇電氣設備時，僅僅考慮經濟性，而不考慮實際的環境特征，選擇的設備型號與企業環境特征并不相符，如本該選用防爆產品卻選用了一般性產品，這些都會帶來安全隱患。而由于石油化工企業本身危險性較其他行業大，如果沒有選用合格的產品，很容易引發火災或爆炸等安全事故，而這些事故帶來的損失是巨大的。

2.2 電氣設計缺乏標準化

部分石油化工企業在電氣設計的管理上缺少規程，沒有建立完善的管理制度，這同樣會給電力系統的正常運行帶來阻礙[5]。在國內很多城市，10kV 單回路的供電容量一般不超過8×103kVA，也就是說，如果供電企業的變壓器容量超過8×103kVA，則應采用2 條10kV 線路供電。但是，從目前的實際情況來看，在進行電氣設計時，未綜合考慮現實情況，導致所設計的供配電系統電能質量存在這樣那樣的問題。此外，如果設計師設計能力不強，工程經驗有限，必然會對設計方案產生不良影響，沒有豐富經驗的設計師就無法將設計工作做得更好，無法注意石油化工電氣設計中的細節，這都會埋下隱患。

2.3 變電室防火設施設計不當

石油化工企業內的變電所是電力系統的核心部分，它負責整個廠區的供電，所以變電所的設計尤為重要。變電所內部重要設備很多，而這些設備安裝完畢后，應根據規范要求在必要的位置進行防火封堵（如電纜溝進出口、配電柜底部等）。然而，很多設計師忽視了此部分內容，漏掉了防火設計，或者施工單位未嚴格按照防火要求施工，這就造成了變電所的防火能力較弱，更容易發生火災事故。在國家特殊行業規范中，對諸如變壓器房間等的防火措施和安全門的數目作了詳盡的規定。例如，變電所應至少有兩個安全門，才能完全防止在發生安全事故時產生的沖擊。然而，很多設計者在設計時只設置了一扇門，存在著很大的安全隱患。

2.4 生產設備缺少接地或接地無效

無論何種類型的設備，都必須要有可靠的接地系統，反之，就會造成重大的安全事故。以一家石油化工企業為例，它的裝置區有很大范圍的爆炸危險區，但是在實際的設計過程中，設計方沒有對現場裝置區的配電箱做可靠接地，最后因該金屬外殼聚集了靜電產生電火花，從而釀成大事故。

2.5 對專業的認識不夠全面

一個石油化工企業，由于它里面涵蓋的裝置區、建構筑物等種類繁多，導致其所涉及的電氣知識面也非常廣泛。如果設計者對本專業的知識范圍認知較少，是不可能做好設計工作的。另外，工程技術人員僅有較強的專業知識是遠遠不夠的，還應加強自身綜合素質（如認真負責的態度等），只有從設計源頭上入手，才能讓后續的工程設計滿足企業安全運行的需求，滿足時代發展的需求。

3 電氣設計常見問題及隱患處理方案

3.1 做好電氣設備的選型工作

如何做好電氣設備選型工作是值得探討的問題，筆者認為石油化工類電氣設計從業者要注意做好以下幾項工作：（1）在進行電氣設計工作前，針對不同的工藝裝置或罐區等，對其生產過程中所包含的可能會釋放的爆炸性氣體和混合物的組成特點，應該有足夠的了解，并且符合國家和行業現行的標準規范等，選擇最符合實際需要的電氣設計方案，做到設備選型的合理性，這樣可以更好地達到設計的目的，保證石油化工企業的安全生產，同時也可以提高企業的生產工作效率。（2）通過對電氣設備的選擇進行全方位的分析和探索，可以使設計者的設計理念更加清晰、完善，為提升設計者關于石油化工企業的電氣設計水平、拓展設計思路打下堅實的基礎，可以更好地發揮電氣設備在石油化工企業的生產運行中應有的優勢，保證在電氣設計方面出現的問題可以得到有效的預防和處理，這樣才能保證石油化工企業的電氣系統以及工藝裝置等能夠更高效、穩定、安全地運行。

3.2 提高石油化工電氣設計標準化水平

在石油化工企業的經營發展的過程中，只有合理地設定標準化的設計目標，才能制定出更完備、更合理、更高效的設計方案，才能更利于企業發展。因此，這就需要設計者在實際的設計過程中具有強烈的責任感，并將其作為一個重要的組成部分來進行規范的構建，從而使設計結果更加合理、科學和可靠。

3.3 完善變電室防火設計

為了防范上述情況給企業帶來的隱患，電氣從業者應從以下方面著手。首先，電氣從業者要認真學習并嚴格執行國家或行業的規范條文以及關于特種工業特別是化學工業的安全管理規范和各種規定，尤其要注意變壓器房間的消防、安全門數量等相關要求。同時，在石油化工企業設計過程中，設計者應把變配電室的消防設計作為電氣設計的一個重要內容，這一工作內容不能因建設成本或業主要求等原因進行更改，設計者應嚴格按照規范要求設置安全門的數量，注意安全門的開向（如當兩配電室緊挨著時，門應向低壓側開），同時要注意其他防火措施（如采用阻燃或耐火電纜、電纜保護管刷防火漆等）。以上措施一是確保電力系統中重要設備如變壓器、開關柜的安全可靠工作；二是為了在發生火災時，可以防止火災蔓延，減少事故對企業的生產和人民的生命和財產造成威脅。

3.4 做好爆炸危險場所的靜電接地工作

石油化工企業中部分廠房或裝置為爆炸危險場所，在此類廠房或裝置區的設計中，因設計不當而引起的爆炸或火災安全事故時有發生。對石油化工企業來說，安全事故造成的經濟損失非常大，產生的后果也是非常可怕的。而且由于是爆炸危險環境，事故一旦出現，就很難對其進行有效的控制。因此，設計者在對此類廠房或裝置區進行設計的時候，一定要將所有電氣設備正確接地，讓金屬外殼或管道上產生的靜電能夠適時地被釋放出來。比如此類廠房中有可能會經過輸送危險介質的工藝管道或者其他專業的金屬管道、電氣和自控相關設備也大多是金屬外殼，這類設備的外殼極有可能出現靜電，如果沒有合適的、高效的靜電接地措施，就有可能引發電火花，一旦爆炸性氣體濃度達到爆炸濃度的下限時，就會引發爆炸。為避免此種情況發生，可以采用諸如管道防靜電跨接、進出廠房或裝置區通道、爬梯處設置防爆人體靜電消除器等措施；再比如在選用防靜電跨接線時應采用絕緣軟銅絞線而不要采用BV 線，因為考慮到靜電接地有時會采用的導體截面為16mm2或者25mm2等大截面的導線，如采用硬銅線不僅不易于施工還容易使接地跨接線脫落，使靜電接地功能失效。總而言之，石油化工企業中合理地設置保護接地、防雷接地是十分必要的。

3.5 提升從業人員專業能力

對電氣設計師來說，尤其是石油化工行業，這是一個越來越嚴峻的挑戰。作為相關的從業人員，首先，我們要做好內部訓練，根據自身情況制定好訓練內容，參加公司或部門的專業培訓，持續地學習電氣設計相關規范及手冊。此外，電氣從業者也要對實際的生產工藝有所了解，在實際設計過程中，能夠將電氣相關設計規范要求和實際條件相結合，才能設計出優秀的作品。與此同時，石油化工類設計院應主動地從企業、大學和科研院所等引進專業、高水平的人才，引入高效的設計理念，從而整體提升目前的電氣設計從業者的水平，給電氣設計隊伍注入新的血液，使從業者的專業技能和綜合素養得到充分提升，使電氣設計工作更加完善，使企業更具競爭力。

3.6 加強電氣設計中的協作

在石油化工設計中，電氣專業設計是一項非常繁瑣的工作，它牽涉整個生產過程中的各個環節，單憑電氣設計者很難達到完美的設計效果。因此，在進行電氣設計時，設計者要加強與其他各個部門、各個專業間的交流與溝通，才能形成一個整體的設計合力，如在爆炸危險區域劃分過程中，電氣專業應與工藝、管道專業等保持密切聯系，根據工藝專業提供的氣體性質來確定防爆等級，根據管道專業提供的釋放點位置確定防爆范圍，只有這樣規劃處的爆炸危險區域范圍才是最準確的；又比如電氣設計者在規范電纜橋架路由時，要充分與管道、自控等專業溝通，及時發現設計方案中不合理的部分，才能避免各專業之間的設備發生交叉碰撞等。綜上，只有充分與各個專業進行溝通，才能制定出一套既符合規范要求又符合現場情況的電氣設計方案。

4 結語

筆者結合自身設計經驗和對規范手冊的理解，提出日常設計中常見的問題，并在不同方法的支持下，可以科學地解決石油化工企業電氣設計中所遇到的問題，從而提高企業的經濟效益，保證石油化工企業的安全運行。所以，電氣設計從業者在今后提高設計水平，高效率地完成石油化工相關的設計工作時，必須提高對常見問題的認識，培養嚴謹的設計理念，以保證電氣設計的質量，從而確保石油化工企業在日后可以安全可靠地運行。