電纜溝充砂防范油氣田可燃?xì)怏w閃爆措施淺析

韓瑋

摘 要：油氣田可燃?xì)怏w多為混合氣體與其他分解后會(huì)產(chǎn)生可燃?xì)怏w或助燃?xì)怏w，且比重比較大，極易在低洼、通風(fēng)不暢的電纜溝內(nèi)聚集，并沿電纜溝竄至電機(jī)處、開關(guān)等有裸露線頭易產(chǎn)生電火花處，就會(huì)造成閃爆，后果不堪設(shè)想；因此采取必要措施，防止可燃?xì)怏w在電纜溝中流通、杜絕安全隱患就顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：油氣田 閃爆 安全

一、油氣田可燃?xì)怏w或分解后產(chǎn)生可燃?xì)怏w及助燃?xì)怏w的物質(zhì)主要組成成分

1.天然氣

天然氣是指在不同地質(zhì)條件下生成、運(yùn)移并以一定壓力儲(chǔ)集在地下構(gòu)造中，以碳?xì)浠衔餅橹鞯目扇恍詿N類氣體。它們的通式為CnH2n+2。天然氣中主要存在的烷烴有：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷。

天然氣是一種易燃易爆氣體，自燃點(diǎn)550℃，爆炸極限5～15%。天然氣的主要成分是甲烷，一般甲烷含量可達(dá)到95%左右。天然氣本身無毒，但如果含較多硫化氫，則對(duì)人有毒害作用。如果天然氣燃燒不完全，也會(huì)產(chǎn)生一氧化碳等有毒氣體。

2.丙烷

常溫下為無色、無臭氣體。易燃、易爆，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。蒸氣密度1.52g/L，在650℃時(shí)分解為乙烯和乙烷。分子式C3H8，相對(duì)分子質(zhì)量44.09，熔點(diǎn)-187.6℃，沸點(diǎn)-42.1℃，飽和蒸氣壓53.32kPa（-55.6℃），臨界溫度96.8℃，臨界壓力4.25Mpa，凝固點(diǎn)-187.1℃ ，閃點(diǎn)-104℃，爆炸極限2.1～9.5%，最小點(diǎn)火能0.31mJ，引燃溫度450℃ ，燃燒熱2217.8kJ/mol，最易引燃濃度4.1%。

3.甲醇

甲醇分子式為CH3OH，分子量32.04，爆炸極限5.5～44%，密度0.8100g/mL，自燃473℃。液態(tài)甲醇無色透明，易揮發(fā)，可燃，略帶乙醇香氣，與水互溶。在汽油中有較大溶解度。

甲醇有劇毒，其蒸汽與空氣在一定范圍內(nèi)可形成爆炸性混合物，燃燒時(shí)呈藍(lán)色火焰。

4.凝析油

凝析油是指從凝析氣田的天然氣凝析出來的液相組分。其主要成分是 C5至C10的烷烴，密度一般在0.75左右，其餾分多在20 ℃-200 ℃ 之間，揮發(fā)性好。

5.雙氧水 （H2O2）

無色透明液體，深層時(shí)略帶淡蘭色。密度；1.44；冰點(diǎn)-0.4℃；爆炸極限：26～100%。用作氧化劑、漂白劑、殺菌劑、消毒劑、發(fā)色劑。它的毒性主要是由它的活性氧化作用所引起的，如對(duì)眼睛、皮膚和黏膜的化學(xué)灼傷，以及使普通衣物著火等。雙氧水屬爆炸性強(qiáng)氧化劑。它本身是不燃的，但它能與可燃物反應(yīng)并產(chǎn)生足夠的熱量而引起著火，又由于它分解所放出的氧能強(qiáng)烈助燃，最終可導(dǎo)致爆炸。

6.氫氧化鈉（NaOH）

白色、無臭、不揮發(fā)的固體。熔點(diǎn)：318℃；易溶于水，同時(shí)放熱。適宜于配置溶液使用。不燃燒、不爆炸。與強(qiáng)酸（如硫酸）產(chǎn)生強(qiáng)烈放應(yīng)。與水反應(yīng)產(chǎn)生熱。與某些金屬如鋅反映產(chǎn)生爆炸性氣體氫氣。與許多有機(jī)化合物起爆炸性反應(yīng)。

上述的各種可燃?xì)怏w、液體或有助燃作用和分解后會(huì)產(chǎn)生可燃?xì)怏w的物質(zhì)在電纜溝內(nèi)沉積，并且會(huì)擴(kuò)散到整個(gè)電纜溝內(nèi)，一旦遇到電纜破損，不合格的電纜接頭，各種設(shè)備的開關(guān)和接觸器，配電室低壓配電屏?xí)r極有可能造成閃爆，造成極大的破壞，為了杜絕這類隱患的存在，和避免事故的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)對(duì)電纜保護(hù)管內(nèi)進(jìn)行充砂填麻封堵。

管口處理，防雷及接地這些措施在各地的防爆重點(diǎn)地區(qū)都有著比較成熟的方案并且被嚴(yán)格要求和堅(jiān)決執(zhí)行，收到了比較好的成效，但對(duì)于電纜溝內(nèi)防范可燃?xì)怏w的措施往往被人們忽視，選用的砂型，充砂的方案，及充砂后的付加工序?qū)⑹窍挛恼務(wù)摰闹攸c(diǎn)。希望對(duì)今后油氣田防范可燃?xì)怏w閃爆有所貢獻(xiàn)。

二、防范閃爆措施-充砂

1.對(duì)于電纜溝內(nèi)的選用的砂子及充砂方式：

1.1選用砂子的類型

粗砂μf=3.7-3.1mm，粗砂的塌落度好粘接性好，既不容易坍塌，定型效果比較好，且粗砂的價(jià)格較其他類型的沙子便宜，同時(shí)也利于溝內(nèi)多余的水滲透排入集水井。因此，從安全性和經(jīng)濟(jì)型方面考慮，電纜溝內(nèi)充砂選用粗砂較為合理。

1.2充砂的方式

充砂應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場防爆等級(jí)，周圍其他管線（如排污管線、輸油管線、輸氣管線等），電纜溝內(nèi)電纜的因素，當(dāng)?shù)亟涤炅亢屯寥篮康纫蛩鼐C合起來而定。具體可以分為分段充砂和全程充砂。

1.2.1分段充砂時(shí)，從縱剖面看應(yīng)為梯形，同樣這樣的形狀有利于充砂段的定型，使得與電纜溝蓋板緊密接觸，減少了縫隙。同時(shí)分段充砂有利于水在電纜溝內(nèi)的流動(dòng)，減少了沙子對(duì)水的吸附作用，同時(shí)從經(jīng)濟(jì)和有效性層面考慮也達(dá)到了平衡。在充砂的起沒段沙堆應(yīng)該有足夠的坡面保證充砂段的穩(wěn)定不會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)向兩側(cè)滑行。在非防爆區(qū)域直線的電纜溝內(nèi)應(yīng)間隔不小于20米設(shè)置一處充砂段，如電纜溝長度較短則應(yīng)在電纜溝的轉(zhuǎn)角、分支沖沙后再視情況在這段溝內(nèi)分段充砂。目的就是要充分限制可燃?xì)怏w在溝內(nèi)擴(kuò)散的范圍。

充砂方式如下圖：

充砂后應(yīng)用水將砂子打濕，進(jìn)行水墜，使得砂堆變得堅(jiān)固，這樣做上部砂子不容易塌落下來，同時(shí)防止日后雨水滲入電纜溝內(nèi)使砂段下陷。

1.2.2在防爆區(qū)域附近的電纜溝內(nèi)應(yīng)該全程充砂，全程充砂也應(yīng)選用粗砂，粗砂的透水性好，并且在充砂后也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行水墜，避免在日后充砂段有所沉降時(shí)密封不嚴(yán)。

2.以聯(lián)合站為例介紹防止電纜溝閃爆

聯(lián)合站是集原油加熱、原油脫水、原油外輸、污水處理、污水回注等為一體的大型大型綜合場站。作為油田重點(diǎn)要害單位的聯(lián)合站，如何防止電纜溝閃爆，確保安全生產(chǎn)，電纜溝充砂意義重大。

聯(lián)合站電纜溝聯(lián)通的非防爆區(qū)域有配電室，儀表室，消防泵房，防爆區(qū)域有輸油泵房，水處理間泵房。因此充砂要充分考慮到周圍因素，采用合理的充砂方式。

2.1在防爆區(qū)域及周圍有排污管線的電纜溝區(qū)域內(nèi)應(yīng)全程充砂，因?yàn)檫@些區(qū)域都有可燃?xì)怏w竄入溝內(nèi)的可能。為了確?？扇?xì)怏w不會(huì)在電纜溝內(nèi)聚集應(yīng)采用全程充砂。

2.2在非防爆區(qū)域如辦公樓周圍，消防及配電室周圍考慮到安全運(yùn)行及成本問題在互不影響的情況下采用采用分段沖沙，同時(shí)在配電室電纜溝出口、電纜溝的分支與轉(zhuǎn)角處要特別關(guān)注充砂的質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)充分水墜與壓實(shí)，這些部位將是防止事故發(fā)生的最后一道“防火墻”。

2.3此外如電纜溝內(nèi)電纜有接頭應(yīng)在接頭前后分別充砂，絕不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)所充砂子埋住電纜接頭的情況，因?yàn)椋谟晏旎蛘叩叵滤^淺的地區(qū)砂子含水量較大，如果直接埋住接頭，極有可能造成短路甚至爆炸的安全隱患。

三、結(jié)論

設(shè)計(jì)的合理性、施工過程中的工序交叉、各個(gè)工序的施工質(zhì)量、改擴(kuò)建時(shí)的投入、監(jiān)督，運(yùn)行過程中的檢查，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能導(dǎo)致電纜溝內(nèi)可燃?xì)怏w的流動(dòng)與聚積，如果遇上明火，就會(huì)造成人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。因此電纜溝的設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量、制定嚴(yán)格的運(yùn)行制度并嚴(yán)格執(zhí)行，是消除引發(fā)閃爆的安全隱患確保油氣田安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。