海上石油平臺防爆電氣安全問題探討

符溫馨

摘 要：海上石油平臺，是開發(fā)海上石油資源、加工、存儲和輸送石油、天然氣等的生產(chǎn)空間和人員活動場所。它的安全、可靠性極為重要。由于油氣在生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)油、氣的跑、冒、漏、滴等現(xiàn)象，形成高風(fēng)險(xiǎn)的工作環(huán)境。因此，平臺上的電氣設(shè)備安全問題直接關(guān)系到整個(gè)海洋石油平臺的生產(chǎn)和生活的安全，必須引起我們的注意并采取相應(yīng)的防范措施。

關(guān)鍵詞：海上石油平臺;電氣設(shè)備;防爆;安全

本文對海洋石油平臺環(huán)境、危險(xiǎn)區(qū)域的劃分、防爆電氣設(shè)備的選型和安裝、電纜敷設(shè)規(guī)范、防爆電氣設(shè)備的安全使用和檢修等方面進(jìn)行論述，探討了如何保證平臺電氣安全、避免事故發(fā)生，保障平臺的生產(chǎn)與生活，具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

1、海洋石油平臺環(huán)境及危險(xiǎn)區(qū)域的劃分

1.1海洋石油平臺環(huán)境的影響因素

1）海洋氣候環(huán)境

我國海域十分遼闊，大約465萬平方公里，經(jīng)緯跨度很大，不同區(qū)域海洋氣候、空氣含水分、鹽份、溫差等差別很大，還有高溫高濕、強(qiáng)風(fēng)多雨等區(qū)域。不同環(huán)境對電氣安全又有著不同的要求。而同一平臺不同區(qū)域又存在著不同的環(huán)境特點(diǎn)：

最高空氣溫度：平臺甲板上的空氣溫度即海洋大氣溫度，南海海洋大氣溫度為42℃，渤海為39.8℃.在夏季，機(jī)艙工作溫度通常會達(dá)到50℃以上，這樣對絕大多數(shù)電氣設(shè)備（特別是電子設(shè)備）都會生產(chǎn)很大的影響。所以船級社規(guī)范要求電氣設(shè)備的工作溫度：一般場所設(shè)備為45℃，機(jī)艙內(nèi)電機(jī)為50℃，電子設(shè)備55℃

雨量及海冰：南海海面上雨量異常多且常常伴隨有臺風(fēng)。渤海海域冬天常常結(jié)出冰塊。極端天氣對平臺的影響特別是電氣設(shè)備的影響是很大的：狂風(fēng)暴雨會造成電氣短路，冰塊的沖擊會造成機(jī)械沖擊和振動。

2）易燃易爆環(huán)境

原油、天然氣等形成的易燃易爆環(huán)境是平臺設(shè)計(jì)和使用過程中存在的需要解決的關(guān)鍵問題。我國平臺的規(guī)定將易爆區(qū)分為0、1、2類危險(xiǎn)區(qū)，在不同的危險(xiǎn)區(qū)必須按規(guī)定選擇相應(yīng)的防爆電氣設(shè)備。而實(shí)際使用中，海上的鹽霧、油氣所產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)如H2S等對電氣設(shè)備由造成嚴(yán)重的腐蝕。

3）化學(xué)活性物質(zhì)環(huán)境

海上平臺化學(xué)活性物質(zhì)的來源有海洋大氣中的鹽霧、原油和天然氣中所含有的H2S＼SO2混合物等。它們與海洋潮濕大氣中的水分相結(jié)合，生成酸性、堿性物質(zhì)附著在設(shè)備表面或進(jìn)入設(shè)備的內(nèi)部。經(jīng)過一定時(shí)間的化學(xué)反應(yīng)，使設(shè)備受到腐蝕直至失效。

1.2平臺危險(xiǎn)區(qū)域的劃分

0類區(qū)域：連續(xù)出現(xiàn)或者長時(shí)間存在爆炸性氣體和空氣混合體區(qū)域

1類區(qū)域：在正常工作狀態(tài)下可能產(chǎn)生爆炸性氣體和空氣混合氣體區(qū)域

2 類區(qū)域：不大可能產(chǎn)生爆炸性氣體和空氣混合氣體的區(qū)域

海上石油平臺中危險(xiǎn)區(qū)域大體如下分布：

0類危險(xiǎn)區(qū)域：井口區(qū)、油氣產(chǎn)品的封閉艙柜和管路的內(nèi)部空間或爆炸性混合氣體持續(xù)或長期存在的處所以及與上述處所相類似的處所。

1類危險(xiǎn)區(qū)域：1）裝有泥漿循環(huán)系統(tǒng)的任何部分封閉處所;2）在室內(nèi)或者半封閉區(qū)域，泥漿系統(tǒng)部分設(shè)備的開口部位、1類處所任何通風(fēng)排出口或1類處所的進(jìn)出口邊緣向上1.5m2或向下3m2以內(nèi)的區(qū)域;3）油品處理裝置可能漏出油氣的封閉半封閉處所以及有開口與其相連的封閉處所;4）油氣容易積聚而通風(fēng)不良的地方或者與2類危險(xiǎn)處所相同而通風(fēng)不良的地方;

2類區(qū)域：1）從除氣排出管終端出口至泥漿池內(nèi)泥漿泵西口接管之間的泥漿循環(huán)系統(tǒng)有開口通向的封閉處所;2）油氣處理裝置3米范圍內(nèi)區(qū)域、工藝管線法蘭接口位置;3）可能聚集油氣的任何圍壁范圍內(nèi)的半封閉處所;

2、防爆設(shè)備的分類、選型和安裝：

2.1 防爆電氣的分類

爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備分為I類、II類和III類。I類用于煤礦瓦斯氣體環(huán)境，III類用于粉塵類環(huán)境。而海上平臺所有電氣設(shè)備應(yīng)選用適應(yīng)可燃?xì)怏w環(huán)境的II類。II類可分為：IIA用于石油氣、氨氣; IIB用于油漆稀料; IIC用于乙炔氣、氫氣。

2.2 防爆電氣設(shè)備選用

2.2.1選用原則

1）電氣設(shè)備的防爆型式應(yīng)與爆炸危險(xiǎn)區(qū)域相適應(yīng)。

2）電氣設(shè)備的防爆性能應(yīng)與爆炸危險(xiǎn)環(huán)境物質(zhì)的危險(xiǎn)性相適應(yīng)：當(dāng)區(qū)域存在兩種以上爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)時(shí)，電氣設(shè)備的防爆性能應(yīng)滿足危險(xiǎn)性較高的物質(zhì)要求。爆炸性氣體環(huán)境內(nèi)，防爆電氣設(shè)備的類別和溫度組別，應(yīng)與爆炸性氣體的分類、分級和分組相對應(yīng)。

3）應(yīng)與環(huán)境條件相適應(yīng)。電氣設(shè)備的選擇應(yīng)符合周圍環(huán)境內(nèi)化學(xué)的、機(jī)械的、熱的、霉菌等不同環(huán)境條件對電氣設(shè)備的要求，電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足電氣設(shè)備在規(guī)定運(yùn)行條件下不降低防爆性能的要求。

4）應(yīng)符合整體防爆的原則，安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、使用維修方便。

2.2.2海上石油平臺常用類型

1區(qū)（ZONE1）選用：本質(zhì)安全型 EXi、防爆型EXd、增強(qiáng)的安全型EXe、正壓通風(fēng)型Exp

2區(qū)（ZONE2）選用：能確保在正常運(yùn)行中不產(chǎn)生火星、電弧以及熱點(diǎn)，并且方便管理的任何型設(shè)備

2.3防爆電氣設(shè)備的安裝與檢修

2.3.1本質(zhì)安全型（Intrinsically safe ?EXi）：

這些電路在正常情況或異常狀況下雖然釋放的電能和熱能，但它們能耗很低，不足以產(chǎn)生火星引燃或引爆可燃?xì)怏w。

本質(zhì)安全型設(shè)備的供電回路必須安裝安全隔離柵，且安全隔離柵必須安裝危險(xiǎn)區(qū)域以外。本質(zhì)安全電路的電纜應(yīng)該采用藍(lán)色，而且EXi的電纜與非EXi的電纜不能放在同一個(gè)接線盒內(nèi)。

2.3.2 防爆型（Explosion proof ?EXd）

這類設(shè)備外殼比較厚重堅(jiān)固以便承受內(nèi)爆的壓力。它的外殼邊緣有一道大的密封接觸面（間隙大概只有0.1mm）。在安裝時(shí)不要把防爆接線盒與防水接線盒混淆了。還有，密封接觸面易于腐蝕，每年應(yīng)該打開一次，清洗其邊緣，然后涂上凡士林以抑制鹽分腐蝕。

2.3.3增安型（Increased safety ?EXe）

增強(qiáng)的安全設(shè)備通常要放置在密封的盒子里，用O型環(huán)密封。特制的電纜連接具有雙保險(xiǎn)作用，以防止短路引起的發(fā)熱或者火星。在安裝之前一定檢查盒子的完好性和密封圈是否破裂或損壞。安裝時(shí)注意O型膠圈放置平整到位，切勿錯(cuò)位擠壓以免損壞。

2.3.4 ?正壓通風(fēng)型（Pressurized-enclosure ?EXp）

正壓防爆型設(shè)備里面保持正壓空氣，對外界的危險(xiǎn)空氣具有正壓，因此可以防止危險(xiǎn)空氣進(jìn)入內(nèi)部。安裝時(shí)必須注意，補(bǔ)氣的是新鮮空氣而且這些新鮮空氣必須從非危險(xiǎn)區(qū)域獲得。通常在有人控制站要設(shè)置聲光報(bào)警裝置，在補(bǔ)氣流失時(shí)要發(fā)出聲光報(bào)警或自動切斷該區(qū)域的電源。在啟用設(shè)備之前，要進(jìn)行相應(yīng)的掃氣工作，以保證內(nèi)部氣體為新鮮空氣。

2.3.5 油浸型O 將電氣設(shè)備的部件整個(gè)浸在保護(hù)液中，是設(shè)備不能點(diǎn)燃液面上或外殼外面的可燃?xì)怏w。該型外殼上應(yīng)有排氣孔，空內(nèi)部的有雜物，且保護(hù)液應(yīng)充足。

2.3.6對于其他類型 ?其他類型防爆設(shè)備如油浸型、沖砂型、無火花型、澆封型等，應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用環(huán)境和區(qū)域的要求進(jìn)行嚴(yán)格的選型、安裝使用。

3、平臺防爆電氣設(shè)備的安全使用

為了防止和杜絕火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生，海上鉆井平臺對使用的設(shè)備應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定，在日常檢驗(yàn)中，重點(diǎn)注意如下設(shè)備問題：

3.1危險(xiǎn)區(qū)域的機(jī)械設(shè)備應(yīng)盡可能少，只要滿足操作目的即可。

3.2 通風(fēng)機(jī) ?危險(xiǎn)區(qū)域的通風(fēng)機(jī)應(yīng)該有不產(chǎn)生火花的風(fēng)扇維持，采用風(fēng)暴電機(jī)，且進(jìn)風(fēng)口應(yīng)該安裝于非危險(xiǎn)區(qū)域且保證進(jìn)風(fēng)為新鮮空氣

4、總結(jié)

海洋石油平臺必須配備系統(tǒng)性的防爆裝置，并制定相應(yīng)的防爆措施和檢驗(yàn)規(guī)范，進(jìn)一步提升平臺的安全性能，提高作業(yè)質(zhì)量，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，確保人員和公共財(cái)產(chǎn)的安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]QHS2007.10-2004 修井機(jī)第十部分電氣系統(tǒng)