處于爆炸環(huán)境的壓縮機電氣儀表布線系統(tǒng)研究

劉弋生，黃 林，何曉愉

（1.中國石油集團濟柴動力有限公司成都壓縮機分公司，四川成都 610100；2.中國石油工程建設(shè)有限公司西南分公司，四川成都 610100）

0 引言

往復(fù)式天然氣壓縮機屬于長期在爆炸性氣體環(huán)境下運行的橇裝設(shè)備，使用地點為天然氣集氣站、天然氣集輸中心或天然氣處理廠，安裝區(qū)域被劃分為危險爆炸氣體環(huán)境1 區(qū)或2 區(qū)。橇內(nèi)一次儀表、電機、輔助用電設(shè)備、就地控制柜和就地配電柜應(yīng)按符合危險爆炸性氣體環(huán)境1 區(qū)或2 區(qū)的要求選型，且就地控制柜與一次儀表、就地配電柜與電機和輔助用電設(shè)備間的電氣線路布線方式也應(yīng)符合危險爆炸氣體環(huán)境1 區(qū)或2 區(qū)的要求。

1 布線方式分類和通用要求

往復(fù)式天然氣壓縮機電氣儀表系統(tǒng)在危險爆炸性氣體環(huán)境1 區(qū)或2 區(qū)的布線系統(tǒng)可分為電纜布線和導(dǎo)管布線，通用要求如下：

（1）選用的低壓電纜或絕緣導(dǎo)線額定電壓必須高于線路工作電壓，且不得低于500 V。

（2）絕緣導(dǎo)線必須敷設(shè)于鋼管內(nèi)。

（3）電纜在安裝時應(yīng)能防止受外來機械損傷、腐蝕，以及高溫作用。如果上述情況不能避免，應(yīng)采取保護措施，如敷設(shè)于鋼管、橋架內(nèi)或選用鎧裝電纜。

（4）使用的絕緣導(dǎo)線或電纜不能有中間接頭，若不能避免該現(xiàn)象，則應(yīng)為中間接頭配置防爆接線箱（盒），確保中間接頭在防爆接線箱（盒）內(nèi)的接線端子上接線。

（5）當絕緣導(dǎo)線或電纜終端連接時，內(nèi)部導(dǎo)線不能采用絞接，應(yīng)接至一次儀表或電氣設(shè)備自帶接線盒的接線端子上。

2 電纜布線系統(tǒng)

2.1 電纜布線系統(tǒng)定義

一次儀表或電氣設(shè)備的各進線引入口有且只有1 根電纜a的布線方式（a表示電纜布線系統(tǒng)中僅能使用電纜，不能采用絕緣導(dǎo)線），稱為電纜布線系統(tǒng)。

2.2 往復(fù)式天然氣壓縮機組橇內(nèi)電纜布線系統(tǒng)技術(shù)要求

（1）往復(fù)式天然氣壓縮機組為固定設(shè)備，因此用于該設(shè)備的電纜布線系統(tǒng)屬于固定式線路，可選用熱塑護套電纜、熱固護套電纜、合成橡膠護套電纜或礦物絕緣金屬護套電纜?？刹捎脦ы斏w板的金屬橋架或鍍鋅鋼管作為載體對電纜進行機械性防護。

（2）采用的電纜配線的技術(shù)要求應(yīng)符合表1 的規(guī)定。

表1 爆炸性環(huán)境電纜配線的技術(shù)要求[1]

（3）橇內(nèi)選用的一次儀表或電氣設(shè)備的進線引入口為G 內(nèi)螺紋時，安裝應(yīng)符合以下要求：①進線引入口內(nèi)應(yīng)配置彈性密封圈和金屬墊，在引入電纜后，電纜護套外徑應(yīng)與彈性密封圈內(nèi)徑匹配（允許差值為±1 mm），且保證電纜被彈性密封圈沿周圍均勻擠緊，被密封的電纜斷面應(yīng)近似圓形[2]；②彈性密封圈的一個孔只允許密封一根電纜。

（4）橇內(nèi)選用的一次儀表或電氣設(shè)備的進線口引入為NPT或M 內(nèi)螺紋時，安裝應(yīng)符合以下要求：①進線引入口需配置電纜引入裝置，推薦使用防爆密封電纜接頭（或稱防爆格蘭頭）；②電纜引入裝置螺紋應(yīng)與一次儀表或電氣設(shè)備的進線引入口螺紋匹配；③電纜引入裝置防爆類型應(yīng)與一次儀表或電氣設(shè)備的防爆形式匹配，匹配關(guān)系見表2；其中，X：表示允許使用；a：若整個回路為本增安防爆形式，則對電纜引入裝置沒有特殊要求；b：僅pz 正壓防爆形式可采用Ex n型電纜引入裝置；④若采用鎧裝電纜，電纜引入裝置應(yīng)采用雙密封型，確保對外護套和內(nèi)護套同時密封；若采用非鎧裝電纜，電纜引入裝置可采用單密封型。

表2 電纜引入裝置防爆類型與設(shè)備防爆類型的匹配關(guān)系[3]

3 導(dǎo)管布線系統(tǒng)

3.1 導(dǎo)管布線系統(tǒng)定義

一次儀表或電氣設(shè)備的進線引入口有1 根以上（不含1 根）的絕緣導(dǎo)線a的布線方式，稱為導(dǎo)管布線系統(tǒng)。

a：導(dǎo)管布線系統(tǒng)中可使用絕緣導(dǎo)線或電纜，但電纜不常見，因此本文中默認導(dǎo)管布線系統(tǒng)中使用絕緣導(dǎo)線。

3.2 往復(fù)式壓縮機組橇內(nèi)導(dǎo)管布線系統(tǒng)要求

（1）導(dǎo)管布線系統(tǒng)應(yīng)采用低壓流體輸送鍍鋅焊接鋼管作為絕緣導(dǎo)線的載體，對其進行機械防護。

（2）鋼管與鋼管、鋼管與鋼管附件、鋼管與防爆電器設(shè)備間須用螺紋連接，不得采用倒扣連接或套管焊接。

（3）鋼管連接螺紋加工應(yīng)光滑、完整、無腐蝕。在螺紋上應(yīng)涂電力復(fù)合脂或?qū)щ姺冷P脂，不得在螺紋上纏絕緣膠帶以及涂油漆。

（4）采用的導(dǎo)管系統(tǒng)配線技術(shù)應(yīng)符合表3 的規(guī)定，其中，a:絕緣導(dǎo)線可采用無護套絕緣單芯或多芯導(dǎo)線。

表3 爆炸性環(huán)境導(dǎo)管配線的技術(shù)要求[4]

（5）在導(dǎo)管系統(tǒng)中，絕緣導(dǎo)線在進入一次儀表或電氣設(shè)備的進線口處必須采用隔離密封。隔離密封應(yīng)符合以下要求：①電氣儀表設(shè)備進線引入口的絕緣導(dǎo)線少于10 根時，建議使用防爆填料密封函+填充AB 膠的方式進行隔離密封，該類型密封型式易于維護拆卸且不損壞絕緣導(dǎo)線；②電氣儀表設(shè)備進線引入口的絕緣導(dǎo)線大于10 根時，建議使用防爆隔離密封盒+填充環(huán)氧樹脂或水凝性粉劑密封填料的方式，該類型密封型式密封效果更好，但不易拆卸和維護；③隔離密封件的內(nèi)壁應(yīng)無銹蝕、灰塵和油漬；④絕緣導(dǎo)線在隔離密封件內(nèi)不得有接頭，隔離密封件不能作為分線盒用。

（6）導(dǎo)管布線系統(tǒng)在終端接線處常裝設(shè)防爆撓性連接管，防爆撓性連接管應(yīng)無裂紋、孔洞、機械損傷、變形等缺陷，其安裝時應(yīng)符合下列要求：①在不同的使用環(huán)境下，應(yīng)采用相應(yīng)材質(zhì)的撓性連接管。如在低溫環(huán)境、有機械防護要求或油污較多環(huán)境，應(yīng)采用不銹鋼材料；②彎曲變徑不應(yīng)小于連接管外徑的5 倍。

4 電纜布線系統(tǒng)和導(dǎo)管布線系統(tǒng)的優(yōu)缺點

4.1 電纜布線系統(tǒng)

（1）優(yōu)點：從防爆角度分析，電纜布線系統(tǒng)比導(dǎo)管布線系統(tǒng)的設(shè)計和安裝更簡便，用于防爆的安裝附件的類型更少；電纜敷設(shè)及密封完畢后，拆卸方便。

（2）缺點：相對于導(dǎo)管布線系統(tǒng)，電纜布線系統(tǒng)需占用更多的空間，不適用于一次儀表或電氣設(shè)備配置較多的往復(fù)式天然壓縮機組。

4.2 導(dǎo)管布線系統(tǒng)

（1）優(yōu)點：該布線系統(tǒng)可采用無護套絕緣導(dǎo)線，因此占用空間較小，適用于特別緊湊或一次儀表或電氣設(shè)備配置較多的往復(fù)式天然壓縮機組。

（2）缺點：從防爆角度分析，導(dǎo)管布線系統(tǒng)比電纜布線系統(tǒng)的設(shè)計和安裝更復(fù)雜，用于防爆的安裝附件的類型較多；電氣儀表設(shè)備進線引入口的密封方式較復(fù)雜，完成隔離密封后，不易拆卸。