陈胜森 王联伟

中海石油气电集团有限责任公司

 

据统计，油气集输过程中所发生的着火爆炸，由电气引发的占19.8%[1]。可见，加强防爆电气设备完整性管理是保证油气站场安全生产、防止火灾及爆炸事故发生的关键环节。 

1 影响防爆电气设备性能的主要因素 

1.1 环境恶劣东南沿海地区的油气站场，特别是LNG接收站均位于海边，长期处于高盐、高湿度、高温环境，随着服役时间增加会导致防爆电气设备老化、性能下降甚至无法满足现场使用要求。设备老化主要表现为非金属材料材质劣化及金属材料锈蚀等。如塑料、橡胶等功能部件的材质劣化会导致电缆护套、电缆引入口密封圈的性能部分或完全丧失。金属材料产生锈蚀导致设备的外壳强度降低、接地电阻增大；隔爆结合面锈蚀会导致隔爆型防爆电气的综合防爆性能失效。 

1.2 设计失误

目前，爆炸危险区域划分主要依靠区域划分图例及经验进行，人为因素影响较大[2]。一些设计单位直接在站场平面图上划分二维爆炸危险区域，难以体现三维区域空间爆炸性混合物出现的可能性和持续时间，势必为设备选型留下隐患，最终导致防爆电气设备点燃爆炸性混合物的可能性升高，爆炸危险性增大[3]。如果设计过程中危险区域划分不准确、不完整，防爆电气设备技术要求不具体、不准确，就会导致设备选型错误。施工图中防爆电气设备施工要求描述缺失或不清楚，则可能产生严重安装质量问题。如某LNG接收站集液池雨水提升泵所在区域为2区，但设计文件未要求提升泵电机为防爆电机，将非防爆电机用于危险场所。 

1.3 安装质量问题

错误安装及不可靠安装是导致防爆电气设备防爆性能失效的重要原因。防爆电气设备80%以上的问题产生于安装过程，这个阶段产生的问题数量大、分布广、种类多，主要为：安装不到位导致防爆性能降低、安装错误或未采用有效措施安装导致防爆性能完全丧失及过度安装难以发挥最佳防爆性能。 

1.4 维护管理不当

维护和管理不及时、不到位，会导致设备防爆性能降低，而维护不规范是当前防爆电气设备管理中存在的主要问题，由此造成防爆电气设备台账缺失或不齐全、铭牌缺失或被覆盖、紧固件缺失、设备入口密封老化导致无法密封、设备防护罩脱落或密封不好、设备隔爆面生锈等，这些情况严重时会导致防爆性能下降或失效。 

2 防爆电气设备的全生命周期管控 

2.1 人员培训

采取“走出去、引进来”的方式对管理和维护人

员加强专业培训，使其提高设备选型、安装、使用、维护、检修及管理方面的能力和水平，并按照相关法律法规和行业标准要求取得相应资质证书。培训内容应包括爆炸基础知识、电气设备防爆型式、安装实践、检查维护及爆炸性危险场所分类等。 

2.2 危险区域划分

危险区域等级划分过程中应考虑的主要因素有[2-3，5]：(1)存在爆炸性物质的可能性；(2)爆炸性物质释放量；(3)通风条件；(4)与释放源的距离。按照爆炸性危险物质出现的频繁程度和持续时间，可将爆炸性气体环境分为0区、1区和2区三个区域，划分依据见表1[3-5]。

 

 

 

在按照GB 50058-2014、GB 3836.14-2014的规定划分爆炸危险区域时，油气站场还要参照SY/T 6671-2006；鉴于国内LNG接收站专业防爆技术标准欠缺，还必须参考国际LNG专用技术规范，例如美国石油协会标准API 505-97、美国消防协会标准NFPA 59A-2001等[6-7]。 

2.3 设备选型

根据安全科学理论，由爆炸性混合物形成的爆炸危险场所是固有的、难以避免的，为第一危险源；防爆电气设备的防爆性能一旦失效很可能成为爆炸危险场所的有效点燃源，为第二危险源。防爆电气设备的选型应结合爆炸危险环境和防爆电气设备特点，选择防爆性能与爆炸性危险环境相匹配的电气设备，防爆电气设备的类型、级别、组别、环境条件以及使用条件等均应符合相关标准[5,8]和设计规定。采取不同防护措施的各类型防爆电气设备，其爆炸防护能力各不相同，具体见表2。

 

 

选型的首要原则是设备的选型必须与爆炸性混合物的危险程度相适应。爆炸危险环境的出现频率是爆炸性混合物危险程度的重要指标，出现的频率越高，所选用防爆电气设备成为点燃源的概率应越低，以使二者同时出现的可能性尽可能低[3]。同时要尽量提高经济性，以降低其全生命周期的使用成本。 

2.4 设备安装

防爆电气设备的安装需要由专业人员按照相关标准完成。本质安全型电气设备配线工程，除必须按设计要求施工外，还应符合产品技术文件的有关规定。防爆电气设备档案的内容至少应包含设备台账、防爆合格证复印件、使用说明书、检查记录、维护记录等。防爆电气设备台账的信息至少应包含设备定型号、名称、防护等级、防爆标志、防爆合格证号、位号、位置、生产厂家、出厂批次、定期检查日期等。

为确保防爆安全性能，设备安装后应由具备相应资质的专业人员依照施工验收规范和国家强制标准验收。新、改建工程在项目验收前，还应委托具有防爆电气检测检验资质的专业机构进行初始检查。 

2.5 设备检查与维护

GB 3836.16-2006将检查分为4个类别并规定了每类检测的等级和内容[9]。

（1）初始检查：对所有电气设备、系统和安装

在投入运行前进行的检查，以确定所选的防爆型式与其安装要求是否相适应。

（2）定期检查：对所有电气设备、系统和安装进行的例行检查。

（3）抽样检查：对部分电气设备、系统和安装进行的检查。

（4）连续监督：由在专业安装及使用环境方面有经验的专业技术人员对电气装置进行的经常性保养、检查、管理、监控和维修，以便保持装置的防爆性能处于良好状态。

防爆电气的初始检查一般与工程项目或设备的安装验收相结合进行，在运行期间应定期检查和连续监督。连续监督是在用防爆电气设备全寿命周期安全管理的重要环节之一，当检查发现设备的防爆性能有轻微变化时，应及时维护、保养。维护、保养应特别注意保持设备防爆型式的完整性，应确保可更换部件的型号和额定值正确无误，维护应按照有关安全文件的要求进行。

所有的检查和维护工作应有文字记录，并辅以照片，用以记载设备防爆性能的变化情况和对设备进行的所有操作，以为后期设备出现的各种异常提供信息支持。 

2.6 设备检修与报废

防爆电气设备发生故障后的检修是防爆安全控制的重要环节，是防爆电气设备恢复防爆性能的唯一途径和手段。各型防爆电气设备及复合型防爆电气设备的检修和改造除应符合GB3836.13 的规定外，还须符合相应防爆型式维修的具体规定。

对修理合格的电气设备，检验机构应颁发修理合格证。修理合格证至少应包括被修设备的名称、型号、规格、防爆标志、修理厂名及其认可证编号、修理合格证编号、日期等。设备上应设置鉴别修理或大修及修理单位的标志。

建立防爆电气设备失效报废制度。当防爆电气设备结构、参数发生变化，与原防爆型式及设计不符且不能修复的，即判定失效，应立即停用或降为非防爆电气设备使用。 

3 小结 

做好防爆电气完整性管理是保证油气站场生产安全的重要环节。通过近几年的防爆电气设备完整性管理实践，得出如下结论：

（1）油气站场电气、仪表、通讯等专业设备种类多，数量大，只有全方位、多维度进行检查，才能及时、全面地发现防爆电气设备存在的问题。设备隐患很多是由于工程设计、设备采购、施工安装不规范造成的，其中施工问题导致的设备隐患最多。

（2）应基于全生命周期完整性管理理念，结合本单位实际和相关技术标准，建立防爆电气设备的完整性管理制度，提出设计、选型、施工、检查、维护、报废等阶段的管理要求和技术要求。

（3）只有相关人员了解、掌握防爆电气的规范要求，才能在设备的设计、采购、安装、验收、维护、报废、管理等方面做好管控。防爆电气设备由应经过专业培训和取证的人员开展维护和管理，并定期委托具有资质的第三方开展检查。

（4）项目的设计、选型、施工、检查、维护、报废等各个环节都要严格执行相关标准要求和管理制度，相关工作均应由具有相应资质的单位和人员参与完成。 

参考文献：

[1] 孙福友,张荣帅. 防爆电气设备及其发展趋势[J].油气田地面工程, 2013, 32(12): 117.

[2] GavraniI. Methodology of Risk Assessment in Explosive Atmosphere / Hazardous Areas[J]. Bilten Agencije Za Prostore Ugroene Eksplozivnom Atmosferom,2007, 35(1): 38-51.

[3] 王新华,梁峻,蒋漳河,等. 爆炸危险场所防爆电气设备危险性分析[J]. 防爆电机, 2016, 51(1): 1-5.

[4] GB 50058-2014. 爆炸危险环境电力装置设计规范[S].

[5] GB 3836.14-2014. 爆炸性气体环境用电气设备第14部:分危险场所分类[S].

[6] 蔡峰. 石油设施电气设备安装区域划分浅析[J].电气应用, 2012, 31(3): 82-85.

[7] 殷虹. 我国液化天然气接收站防爆设计[J]. 石油与天然气化工, 2013, 42(6): 658-662.

[8] GB 3836.15-2000. 爆炸性气体环境用电气设备第15部分：危险场所电气安装（煤矿除外） [S].

[9] GB 3836.16-2006/IEC 60079-17:2002. 爆炸性气体环境用电气设备 第16部分: 电气装置的检查和维护(煤矿除外)[S]. 

作者：陈胜森，男， 1962年3月生， 2004年毕业于美国林肯大学研究生学历，中海石油气电集团有限责任公司生产运营协调部总经理，高级工程师，主要从事设备设施建设、运行管理、完整性管理等工作。 

《管道保护》2016年第6期（总第31期）