油品碼頭電氣防爆淺析

楊永望

摘要：油品碼頭屬于易燃易爆場所，其現(xiàn)場電氣設(shè)備的選型和使用應(yīng)充分考慮其防爆性能。文章通過匯集化工行業(yè)電氣防爆相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，分析規(guī)范中對爆炸區(qū)域及爆炸性氣體混合物的有關(guān)規(guī)定，闡述油品碼頭防爆電氣產(chǎn)品的選型方法以及防爆電氣設(shè)備在使用中的注意事項，為從事油品碼頭電氣防爆相關(guān)工作的人員提供借鑒。

關(guān)鍵詞：電氣防爆 油品碼頭 爆炸 標(biāo)準(zhǔn)

通常油品碼頭作業(yè)時所裝卸的油品主要是指原油、成品油、液化天然氣和液化石油氣等，在運(yùn)輸、存儲油品的過程中可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物。由于電氣設(shè)備在使用過程中可能產(chǎn)生電氣火花、危險高溫，形成爆炸所需的必要條件，因此電氣防爆工作屬于油品碼頭防爆工作的重中之重。

1 引起爆炸的原因及電氣防爆相關(guān)規(guī)范

引起爆炸須同時具備的條件：①可燃物，包括粉塵、可燃性氣體等。②助燃物，主要是指氧氣，由于空氣中含有氧氣，所以空氣也被視為助燃物。③引燃源：包括電弧、電火花、高溫等。就電氣防爆工作而言，主要側(cè)重于避免電氣設(shè)備成為引燃源。

在劃分爆炸危險性區(qū)域，選擇、安裝、維修防爆電氣設(shè)備時都應(yīng)按照相應(yīng)的國家規(guī)范或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行。石化行業(yè)電氣防爆相關(guān)的規(guī)范主要包括以下幾項：《爆炸和火災(zāi)危害環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50058-92）、《石油庫設(shè)計規(guī)范》（GB50074-2002）、《油碼頭安全技術(shù)基本要求》（GB16994-1997）、《石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范》（SH3097-

2000）、《裝卸油品碼頭防火設(shè)計規(guī)范》（JTJ237-99）、《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》（GB50160-2008）、《爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)》（GB3836-2010）、《石油化工碼頭裝卸工藝設(shè)計規(guī)范》（JTS165-8-2007）等。

2 爆炸性混合物分析

2.1 爆炸性氣體混合物的分級和分組 根據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》和《爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)》第12部分的相關(guān)規(guī)定，大多數(shù)爆炸性氣體混合物是按照其最大試驗(yàn)安全間隙（MESG）或最小電流比（MICR）來對其進(jìn)行分級的，其中“MICR”是指易燃物的最小點(diǎn)燃電流值與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下甲烷的最小點(diǎn)燃電流值之比。爆炸性氣體混合物還應(yīng)按引燃溫度進(jìn)行分組，所謂引燃溫度是指在特定試驗(yàn)條件下，引燃爆炸性混合物的最低溫度。爆炸性氣體混合物的分級和分組指標(biāo)分別見表1和表2。

2.2 常見油品的分級與分組 通過查詢《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)》、《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》可知常見油品爆炸性混合物的級別和組別。一般油品碼頭經(jīng)常裝卸的油品，其爆炸性混合物的分級和分組見表3。

3 爆炸危險區(qū)域的界定與劃分

3.1 爆炸危險區(qū)域的劃分 根據(jù)爆炸性混合氣體出現(xiàn)的頻率和持續(xù)時間，《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》對爆炸性氣體危險區(qū)域進(jìn)行了劃分。共分為3個區(qū)域，劃分標(biāo)準(zhǔn)見表4。

另外《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)》第15部分對0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)環(huán)境適用的防爆電氣設(shè)備類型也做出了相關(guān)規(guī)定：適用0區(qū)的防爆電氣設(shè)備主要類型為ia類；適用1區(qū)的防爆電氣設(shè)備主要類型為d、p、q、o、e、i、m類；適用0區(qū)和1區(qū)的設(shè)備均可應(yīng)用于2區(qū)。

3.2 油品碼頭爆炸危險區(qū)域的劃分 按照《裝卸油品碼頭防火設(shè)計規(guī)范》的要求，油品碼防爆危險區(qū)域的等級和范圍的劃分應(yīng)符合《石油庫設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)要求。《石油庫設(shè)計規(guī)范》中也將油品碼頭定義為石油庫油品裝卸區(qū)的一部分，對其爆炸區(qū)域的劃分有明確規(guī)定。在劃分油品碼頭爆炸危險區(qū)域時，根據(jù)油船作業(yè)形式（包括卸載作業(yè)、灌裝作業(yè)、密閉灌裝作業(yè)）的不同，規(guī)范中也都作出了相應(yīng)規(guī)定。這里主要對油船卸載作業(yè)時碼頭爆炸區(qū)域的劃分做一下具體介紹。

油船和油駁卸載油品作業(yè)時，爆炸危險區(qū)域劃分應(yīng)符合下列規(guī)定：油船和油駁內(nèi)液體表面以上的空間劃為0區(qū)；以卸油口為中心1.5m的球形空間劃為1區(qū)；以卸油口為中心3.0m并延至水面的球形空間劃為2區(qū)。卸載油品時爆炸危險區(qū)域劃分示意見圖1。

4 防爆電氣設(shè)備的選擇

4.1 防爆電氣設(shè)備的分類 國家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸性環(huán)境 第1部分：設(shè)備通用要求》中對防爆電氣設(shè)備進(jìn)行了分類：Ⅰ類為適用于煤礦瓦斯環(huán)境的電氣設(shè)備；Ⅱ?yàn)檫m用于廠用爆炸性氣體環(huán)境的電氣設(shè)備；Ⅲ類為適用于除煤礦之外的爆炸性粉塵環(huán)境。Ⅱ類電氣設(shè)備按其所適用的爆炸性混合物最大試驗(yàn)安全間隙和最小點(diǎn)燃電流比又分為A級、B級、C級，標(biāo)志ⅡB的設(shè)備可應(yīng)用于ⅡA級別氣體環(huán)境，標(biāo)志ⅡC的設(shè)備可應(yīng)用于ⅡB、ⅡA級別的氣體環(huán)境；按其最高表面溫度由高到低的順序又可將其分為T1、T2、T3、T4、T5和T6，6個溫度組別。防爆電氣設(shè)備按照其防爆原理的不同還分為隔爆型、增安型、充油型、充砂型、正壓型、本質(zhì)安全型等，對于油品碼頭應(yīng)用較多的為隔爆型和本質(zhì)安全型。

防爆電氣設(shè)備都有明顯的防爆標(biāo)示，通過防爆標(biāo)示可判斷其防爆形式、類別、級別和組別等相關(guān)信息。例如該防爆設(shè)備標(biāo)示為ExdⅡBT4，則可判斷其屬于隔爆型、Ⅱ類、B級、T4組的電氣設(shè)備。

4.2 防爆電氣設(shè)備的選擇方法 對于油品碼頭這種屬于易燃、易爆的危險場所，在選擇防爆電氣設(shè)備時，首先應(yīng)按照規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定對其進(jìn)行爆炸危險區(qū)域范圍的劃定，然后根據(jù)所裝卸油品的性質(zhì)，明確環(huán)境中存在的可能形成爆炸性混合物的物質(zhì)，并查出這些物質(zhì)所屬級別和組別。最后根據(jù)防爆電氣設(shè)備的種類和使用條件，選擇對應(yīng)的電氣設(shè)備。需要注意的是，對于可能產(chǎn)生兩種或兩種以上物質(zhì)并形成爆炸性混合物的區(qū)域，判定設(shè)備的類型時應(yīng)先分析混合物中各種物質(zhì)的級別和組別，再把各物質(zhì)的級別和組別進(jìn)行排列，最后選擇適用危險程度較高級別和組別的防爆電氣設(shè)備。

4.3 防爆設(shè)備選型舉例 現(xiàn)以黃驊港油品碼頭為例介紹防爆電氣設(shè)備選型的方法。黃驊港油品碼頭是以卸載原油為主的5萬噸級碼頭，在此可以容易做出判斷：其作業(yè)形式為卸載作業(yè)，卸載介質(zhì)為原油。按照相關(guān)規(guī)范的要求，油船卸載油品作業(yè)時以卸油口為中心3.0m并延至水面的球形空間劃為2區(qū)。由于0區(qū)和1區(qū)范圍較小，所以0區(qū)和1區(qū)范圍都局限在了油船上，2區(qū)的范圍涵蓋碼頭作業(yè)平臺的部分區(qū)域。為了加強(qiáng)管理，目前黃驊港油品碼頭將整個作業(yè)平臺設(shè)定為2區(qū)。通過查詢相關(guān)資料可知，原油所屬級別為ⅡA類，所屬組別為T3，由于ⅡA類所屬級別在級別劃分中屬于最低級別，且爆炸區(qū)域?yàn)?區(qū)，因此所需電氣設(shè)備級別為Ⅱ類即可，組別從T3至T6均可，且大多數(shù)防爆形式均能滿足防爆要求。目前黃驊港油品碼頭現(xiàn)場所使用的電氣設(shè)備中儀表類設(shè)備均為本安型，以ExiaⅡBT6為主；其它設(shè)備為隔爆型，以ExdⅡBT4、ExdⅡBT6為主。

5 防爆電氣設(shè)備的安裝、使用和維護(hù)

不同于一般電氣設(shè)備，防爆電氣設(shè)備由于其結(jié)構(gòu)和工藝的特點(diǎn)，其防爆性能的保證不僅有賴于生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)品的質(zhì)量過關(guān)，而且還要保證其安裝、使用和維護(hù)得當(dāng)。如果防爆電氣設(shè)備選型、安裝、維護(hù)其中有一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，其掩蓋的不安全因素往往比非防爆電氣設(shè)備更危險，所以要充分考慮其在整個過程中的防爆性能。

油品碼頭電氣設(shè)備檢查和維護(hù)工作可參照《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)第16部分：電氣裝置的檢查和維護(hù)》，并結(jié)合相應(yīng)法規(guī)和作業(yè)現(xiàn)場的實(shí)際情況來進(jìn)行。雖然具體到不同的防爆電氣設(shè)備，其安裝、使用和維護(hù)都有特定的標(biāo)準(zhǔn)，但是在進(jìn)行電氣防爆工作時還是有一些通用的要求以及注意事項，例如：①進(jìn)入防爆區(qū)域應(yīng)觸摸靜電消除設(shè)備，消除人體所攜帶的靜電。②穿戴防靜電工作服，防止人體靜電的產(chǎn)生。③使用防爆通訊和維修工具。④實(shí)時監(jiān)測可燃?xì)怏w濃度，避免在濃度超標(biāo)的環(huán)境中工作。⑤遵循相關(guān)維修工藝和維修規(guī)程。⑥對整個的維修過程做好監(jiān)管。⑦特別注意動火維修作業(yè)。

6 靜電的危害和防范

靜電的消除和防范也屬于電氣防爆工作中的重要組成部分，石油化工行業(yè)發(fā)生的爆炸事故很多都和靜電有關(guān)。靜電荷聚集放電，會產(chǎn)生很大能量，足以引燃爆炸性混合氣體。做好靜電接地工作是消除設(shè)備設(shè)施所帶靜電、避免靜電荷聚集的最有效也是最普遍的做法?！妒突れo電接地設(shè)計規(guī)范》、《石油庫設(shè)計規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范中對接地設(shè)施的安裝、檢測做出了具體規(guī)定，工作人員可通過查詢這些規(guī)范來展開工作。

7 結(jié)束語

電氣防爆的實(shí)現(xiàn)取決于一系列活動：確定電氣設(shè)備的安裝環(huán)境、選擇適合該場所的防爆電氣設(shè)備、防爆設(shè)備的正確維護(hù)和檢修、靜電的消除等，這一系列活動的執(zhí)行都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范作為依據(jù)。遵循相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并結(jié)合實(shí)際情況來開展電氣防爆工作，才能科學(xué)、有效的管理好防爆電氣設(shè)備，做好電氣防爆工作。

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