爆炸性氣體環(huán)境下電氣設(shè)備安全隱患分析及防范對(duì)策研究

韓光勝，譚志偉

(1 廣州民航職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510403；2 廣東省安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)研究院，廣東 廣州 510060)

危險(xiǎn)化學(xué)品行業(yè)是傳統(tǒng)的高危行業(yè)之一，在危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、儲(chǔ)存和使用過(guò)程中，由于存在大量易燃易爆的氣體和液體蒸汽，容易在作業(yè)場(chǎng)所產(chǎn)生爆炸性氣體環(huán)境。近幾年，國(guó)內(nèi)危險(xiǎn)化學(xué)品行業(yè)發(fā)生的火災(zāi)爆炸事故時(shí)有發(fā)生，而爆炸性氣體環(huán)境下危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣設(shè)備安全隱患問(wèn)題突出，是引發(fā)火災(zāi)爆炸事故的重要原因[1-2]，2017年安慶萬(wàn)華油品“4·2”爆燃事故和2018年上海賽科石油化工有限公司5·12閃爆事故皆是因?yàn)樽鳂I(yè)場(chǎng)所產(chǎn)生爆炸性混合氣體，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在非防爆電氣設(shè)備或使用非防爆電氣工具而引發(fā)的。因此，加強(qiáng)爆炸性氣體環(huán)境下電氣設(shè)備安全管理對(duì)提升企業(yè)本質(zhì)安全水平、改善生產(chǎn)安全績(jī)效具有重要意義。

1 爆炸性氣體環(huán)境典型事故案例分析

案例1：

2017年4月2日，安徽省安慶市萬(wàn)華油品有限公司內(nèi)，盛銘公司組織8名工人在烘干粉碎分裝車(chē)間分裝一黑色物料。在重新啟動(dòng)粉碎機(jī)時(shí)，粉碎機(jī)下部突發(fā)爆燃，瞬間引燃操作面物料，火勢(shì)迅速蔓延，引燃化工原料庫(kù)物料，造成5人死亡、3人受傷。經(jīng)事故調(diào)查分析，爆炸原因是粉碎、收集、分裝作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不具備安全生產(chǎn)條件，無(wú)除塵設(shè)施，導(dǎo)致可燃性粉塵積聚，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用非防爆電氣設(shè)備產(chǎn)生電火花，引發(fā)可燃性粉塵并導(dǎo)致爆燃。

案例2：

2018年5月12日15時(shí)33分左右，中石化上海賽科石油化工有限責(zé)任公司一苯罐進(jìn)行檢維修作業(yè)時(shí)發(fā)生閃爆事故，造成檢維修承包商6名現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員死亡。事故的直接原因是罐內(nèi)浮箱打孔后殘存苯液流出，在罐內(nèi)揮發(fā)形成爆炸性混合氣體，在拆除內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐浮箱過(guò)程中，遇點(diǎn)火源發(fā)生爆炸燃燒。經(jīng)初步調(diào)查、了解與分析測(cè)試，認(rèn)為使用非防爆動(dòng)力鋰電鉆時(shí)產(chǎn)生的火花是最大可能性的點(diǎn)火源。

從以上事故可以看出，電氣設(shè)備不防爆或防爆選型不正確、電氣線(xiàn)路敷設(shè)不符合規(guī)范要求、供電設(shè)備或線(xiàn)路超負(fù)荷運(yùn)行、漏電保護(hù)裝置缺失或故障、使用非防爆工器具等是當(dāng)前爆炸性氣體環(huán)境危險(xiǎn)場(chǎng)所的主要安全隱患，容易引發(fā)火災(zāi)爆炸事故[3]。

2 防爆電氣設(shè)備安全隱患分類(lèi)及原因分析

筆者結(jié)合參與的廣東省危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣防爆安全檢測(cè)工作，匯總分析了50家企業(yè)的危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安全檢測(cè)數(shù)據(jù)。通過(guò)分析可以看出，防爆電氣設(shè)備安全隱患主要可以分為電氣設(shè)備不防爆和電氣設(shè)備防爆性能失效兩種類(lèi)型。按照隱患形成的原因，爆炸性氣體環(huán)境中電氣防爆安全主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

(1)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)存在問(wèn)題

通過(guò)分析檢測(cè)數(shù)據(jù)，有2家企業(yè)在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)使用了非防爆電機(jī)，有3家企業(yè)在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)采用了非防爆電氣控制箱，有3家企業(yè)的電子儀器設(shè)備(如電子稱(chēng)重顯示裝置、壓力表、反應(yīng)釜溫度變送器等)采用了非防爆設(shè)備，爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)電氣系統(tǒng)未按防爆設(shè)計(jì)要求的數(shù)量占到總檢測(cè)不符合項(xiàng)數(shù)量的16%。在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過(guò)程中，查閱企業(yè)的原始設(shè)計(jì)資料和原始記錄文件也發(fā)現(xiàn)，部分企業(yè)在進(jìn)行廠(chǎng)區(qū)和生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)爆炸性物料的爆炸性質(zhì)和爆炸發(fā)生的機(jī)理了解不夠、爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分存在一定的誤區(qū)，導(dǎo)致部分存在爆炸性氣體環(huán)境的場(chǎng)所未劃入爆炸危險(xiǎn)區(qū)域，從而降低了電氣系統(tǒng)的防爆性能指標(biāo)。

(2)電氣設(shè)備的選型存在問(wèn)題

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，有3家企業(yè)爆炸性氣體環(huán)境內(nèi)采用了煤礦用I類(lèi)防爆電機(jī)，有2家企業(yè)在IIC物質(zhì)爆炸環(huán)境內(nèi)采用了類(lèi)別為IIA的防爆開(kāi)關(guān)，爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)電氣設(shè)備選型錯(cuò)誤的數(shù)量占到總檢測(cè)不符合數(shù)量的10%。存在此類(lèi)問(wèn)題的主要原因是企業(yè)在選用電氣設(shè)備時(shí)不清楚防爆電氣設(shè)備的使用范圍和分類(lèi)，設(shè)計(jì)單位對(duì)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分不合理，缺少每個(gè)車(chē)間、場(chǎng)所的防爆區(qū)域圖和對(duì)應(yīng)的電氣設(shè)備選擇說(shuō)明或清單，也沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的從事防爆電氣專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)資質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)的人員，導(dǎo)致設(shè)備選型存在一定的盲目性和隨意性，從而出現(xiàn)了爆炸性氣體環(huán)境選用礦用防爆電氣設(shè)備、不按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求在相應(yīng)的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域選擇相應(yīng)等級(jí)的防爆電氣設(shè)備、防爆電氣設(shè)備的附件類(lèi)型及尺寸選用不合適、在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域選用非防爆電氣設(shè)備等現(xiàn)象。

(3)電氣設(shè)備的安裝存在問(wèn)題

通過(guò)分析，有10家企業(yè)爆炸性氣體環(huán)境內(nèi)沒(méi)有按照產(chǎn)品制造規(guī)范的要求加裝隔爆型密封裝置，有5家企業(yè)的正壓型防爆電氣設(shè)備的進(jìn)風(fēng)口位置直接設(shè)置在爆炸性危險(xiǎn)物質(zhì)大量散發(fā)的攪拌桶附近，有3家企業(yè)的電源操作控制箱的接地電阻超出規(guī)范的要求。由于安裝不規(guī)范導(dǎo)致的不符合項(xiàng)數(shù)量占到總檢測(cè)不符合數(shù)量的36%。還有部分企業(yè)電氣設(shè)備的防爆結(jié)構(gòu)不完整，如沒(méi)有按照設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)防爆電氣設(shè)備加裝必需的附件、沒(méi)有根據(jù)具體的使用環(huán)境按照設(shè)計(jì)規(guī)范的要求加裝必要的電氣回路專(zhuān)用附件、沒(méi)有根據(jù)實(shí)際使用環(huán)境的要求針對(duì)不同的接地方式(如TN-STN-C-S等)進(jìn)行接地系統(tǒng)的安裝、對(duì)用電設(shè)備接地連接方式采用多個(gè)設(shè)備串連的連接方式等。

(4)電氣設(shè)備的使用和維護(hù)存在問(wèn)題

同樣通過(guò)對(duì)檢測(cè)資料分析，有2家企業(yè)電氣設(shè)備無(wú)專(zhuān)門(mén)的防爆電氣專(zhuān)業(yè)人員管理維護(hù)，相關(guān)人員也為接受專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)；有3家企業(yè)的主管人員對(duì)不具備防爆性能的防爆電氣設(shè)備未及時(shí)予以更換，檢查維護(hù)導(dǎo)致的不符合項(xiàng)數(shù)量占到總檢測(cè)不符合數(shù)量的10%。防爆電氣設(shè)備檢查維護(hù)中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題還有維護(hù)人員對(duì)電氣設(shè)備選型不準(zhǔn)確或者錯(cuò)誤、防爆電氣設(shè)備的附件選擇不正確、錯(cuò)誤或缺失、更換設(shè)備后遺漏安全附件、未按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求裝設(shè)接地線(xiàn)、對(duì)超過(guò)壽命周期運(yùn)行的設(shè)備未及時(shí)更換、關(guān)鍵設(shè)備接地裝置的地電阻檢測(cè)不規(guī)范、部分設(shè)備表面局部溫度超高等。同時(shí)，企業(yè)也存在防爆電氣設(shè)備維護(hù)管理人員未經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)、無(wú)防爆電氣設(shè)備的基本知識(shí)和操作技能、沒(méi)有定期檢查維護(hù)和連續(xù)監(jiān)督等問(wèn)題。究其原因，關(guān)鍵是沒(méi)有按照《危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣防爆安全規(guī)范》(AQ3009-200)7的要求開(kāi)展防爆電氣設(shè)備檢查維護(hù)、檢修工作和防爆電氣知識(shí)技能的培訓(xùn)。

3 實(shí)現(xiàn)防爆電氣設(shè)備本質(zhì)安全化的對(duì)策

通過(guò)對(duì)危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣設(shè)備安全隱患的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合《危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣防爆安全規(guī)范》(AQ3009-2007)和《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50058)等有關(guān)規(guī)范的要求，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電氣設(shè)備的選型、電氣設(shè)備及其線(xiàn)路的安裝，提高防爆電氣設(shè)備本質(zhì)安全化水平；做好電氣設(shè)備的日常檢查、維護(hù)、保養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行。

(1)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

對(duì)于爆炸性氣體危險(xiǎn)環(huán)境場(chǎng)所(尤其是使用和存儲(chǔ)易燃易爆性氣體的企業(yè))內(nèi)的供用電電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)遵守《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50052)的有關(guān)規(guī)定，進(jìn)行電氣系統(tǒng)方案的選取和確定，同時(shí)根據(jù)不同行業(yè)要求，還應(yīng)參照該行業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范要求執(zhí)行。另外，《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50058)、《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備》(GB3836)對(duì)于爆炸性氣體環(huán)境內(nèi)的電力裝置的設(shè)計(jì)和電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、制造、選型、設(shè)備的安裝做了明確的要求，設(shè)計(jì)單位應(yīng)結(jié)合規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，在安全設(shè)施設(shè)計(jì)中對(duì)爆炸性氣體危險(xiǎn)環(huán)境內(nèi)整個(gè)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行說(shuō)明[4]。

(2)電氣設(shè)備的選型

爆炸性氣體危險(xiǎn)環(huán)境內(nèi)設(shè)備選型主要是根據(jù)爆炸性物質(zhì)的分組分級(jí)結(jié)果和防爆區(qū)域的劃分進(jìn)行選擇[5-6]，因此首先應(yīng)合理劃分防爆區(qū)域，準(zhǔn)確判定電氣設(shè)備的防爆等級(jí)，參照《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50058)、《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備》(GB3836)、《危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣防爆安全規(guī)范》(AQ3009-2007)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)防爆區(qū)域進(jìn)行劃分，同時(shí)要結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，如《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160)、《石油化工生產(chǎn)裝置電力設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》(SH3038)等。

(3)電氣設(shè)備的安裝

根據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50257)、《電氣裝置安裝工程-接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50169)、《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第15部分危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝(煤礦除外)》(GB3836.15)、《危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣防爆安全規(guī)范》(AQ3009-2007)的要求，對(duì)于電氣設(shè)備的安裝進(jìn)行嚴(yán)格管理，確保設(shè)備和線(xiàn)路按照規(guī)范有效。

(4)電氣設(shè)備的檢查、維護(hù)、保養(yǎng)

根據(jù)《危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣防爆安全規(guī)范》(AQ3009-2007)的要求，企業(yè)電氣防爆技術(shù)人員應(yīng)做好于爆炸性氣體危險(xiǎn)環(huán)境內(nèi)電氣設(shè)備的檢查維護(hù)，加強(qiáng)相關(guān)人員教育培訓(xùn)，提高防爆電氣電工等作業(yè)人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力，加大對(duì)防爆電氣作業(yè)操作資格的審查，全面落實(shí)特種作業(yè)操作證資格要求，提高企業(yè)危險(xiǎn)場(chǎng)所防爆電氣安全管理水平。

4 結(jié) 語(yǔ)

爆炸性氣體環(huán)境下電氣防爆安全是危險(xiǎn)化學(xué)品行業(yè)安全管理的重點(diǎn)部位之一，強(qiáng)化防爆電氣設(shè)備的本質(zhì)安全化水平是保障安全生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，提高現(xiàn)場(chǎng)安全管理技術(shù)能力和水平是保障安全運(yùn)行的有力措施，為改進(jìn)和完善爆炸性氣體環(huán)境下危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣設(shè)備的安全管理水平，提出以下對(duì)策建議：

(1)完善安全設(shè)施設(shè)計(jì)審查制度，針對(duì)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分不明確、防爆電氣設(shè)備選型不正確、防爆電氣設(shè)備及其線(xiàn)路安裝不規(guī)范等問(wèn)題開(kāi)展審查論證，設(shè)計(jì)人員及企業(yè)管理人員應(yīng)加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的學(xué)習(xí)，掌握關(guān)鍵技術(shù)要求。

(2)抓好防爆電氣安全日常管理，加強(qiáng)企業(yè)防爆電氣管理技術(shù)人員的教育培訓(xùn)，落實(shí)維護(hù)保養(yǎng)制度，將防爆電氣隱患排查整改和日常檢查維護(hù)工作相結(jié)合，增強(qiáng)防爆電氣設(shè)備隱患識(shí)別、分析和整改技術(shù)能力。在全省建立第三方檢測(cè)機(jī)制，構(gòu)建周期性檢測(cè)評(píng)價(jià)體系，按照《危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣防爆安全檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(DB44/T 2014-2017)等規(guī)范要求，通過(guò)第三方安全檢測(cè)發(fā)現(xiàn)企業(yè)防爆電氣設(shè)備設(shè)計(jì)、施工、安裝、使用過(guò)程中遺留的、新產(chǎn)生的和運(yùn)行帶來(lái)的安全隱患，為企業(yè)做好電氣防爆安全管理提供技術(shù)指導(dǎo)。