海洋石油平台防爆电气设备的选型和典型应用问题分析

0 引言海洋石油平台是国内海洋石油行业的主要生产设施，石油的开采、处理、储运和外输作业均在平台上完成，各类设备、罐体、管道管线等种类多，数量大，在作业过程中，可燃气体或油蒸汽可能泄漏、溢出或挥发。平台空间局促，设施集中，可燃气体容易积聚并与空气混合形成爆炸性气体，一旦接触到点火源，将导致火灾发生，甚至引发爆燃、爆炸等灾害性事故。所以，必须对防爆电气设备的安全使用给予充分重视，尽可能降低危害事故发生的概率。

1 海洋石油平台危险区电气设备的使用要求和防爆型式根据设计要求，应尽量避免在危险区域和处所进行电气设备的安装和使用。如果确实不能避免，应严格执行相关标准和规范要求，选用与电气设备安装区匹配的防爆型电气设备。海洋石油平台上的爆炸性物质是生产开采出的可燃性气体及原油中包含的各类可燃性液体挥发、蒸发后形成的油蒸汽等。依据爆炸性物质的性质，海洋石油平台应选择Ⅱ类电气设备，即专门针对有可燃性危险气体的环境条件进行设计、生产、制造，并经检验合格，能够安全可靠使用和运行的各类电气设备。在海洋石油平台上使用的电气设备防爆型式包括本质安全型、隔爆型、增安型、浇封型充砂型等。2 防爆电气设备选型的要素

2.1 危险区和危险区的划分正确选择电气设备防爆类型的首要条件，是明确设备安装处所的危险区域划分级别。危险区划分和危险释放源以及通风条件等因素都有关系。海洋石油平台的危险区通常是出现在工生产、工艺处理设备，以及井口区，原油生产相关的管道、阀门、法兰等处，这些位置容易形成危险气体的混合物。国标GB 3836.14—2014规定，根据爆炸性气体环境出现的频次和持续时间，危险区级别划分为0区、1区和2区三类。在实际进行海洋石油平台危险区划分时，情况就要复杂许多。平台各处所环境条件不同，在对危险区进行识别时，应根据具体条件划分。通风条件好、可燃性气体不容易聚集的处所，其危险区等级应降低；反之，障碍物集中、通风不畅的处所，其危险区等级应升高。此外，部分特殊区域如果释放源能够释放的可燃性物质总量极为有限，那么就不能简单地套用规范定义来确定危险区类别，而应有其他特殊考虑。例如，部分海洋平台的实验室已经不划分为危险区，但是否有必要全部或部分使用防爆电气设备，还有待探讨。一般来说，海洋石油平台的0区范围很小，主要是1区和2

区，2区范围最大。随着科学技术的发展完善及生产设备性能的逐步提高，危险区划分的趋势是2区在逐渐增大。

2.2 爆炸性气体依据引燃温度的分组和电气设备的温度组别在国标GB 50058—2014中，按照可燃性气体的引燃温度，将爆炸性气体分为T1～T6六个组别；相对应地，依据电气设备运行时的最高表面温度，将电气设备划分为T1～T6六个温度组别。两者的对应关系可参照表1。

2.3 爆炸性气体及气体混合物的分类和对应的电气设备类别国标中，将爆炸性气体或混合物定义为Ⅱ类爆炸物，并按其易被点燃的程度进行了分类，以ⅡA、ⅡB和ⅡC加以标示，ⅡC类气体最容易被引燃；用于气体环境的防爆电气设备也进行了对应的分类，同样使用ⅡA、ⅡB和ⅡC的符号进行标示，在选用电气设备时，必须选择适用的设备类别。平台的各类典型气体以及气体和设备类别的对应关系可参照表2。

2.4 设备保护级别（EPL）及在危险区内的选用对于爆炸性气体环境用设备，设备保护级别分为3级，标示为Ga级、Gb级和Gc级。设备保护级别，即Equipment Protection Level，缩写为EPL，它是一种新的防爆设备标示方式，通过辨识设备内在的点燃源和点燃风险，来确定设备适用的危险区域。根据防爆设备标示的保护级别，用户不需要清楚地知道设备采用的具体防爆型式，就可确定设备适用的爆炸性气体环境险区等级。设备保护级别和使用区域的关系可参照表3。

3 海油平台防爆电气设备应用的典型问题和原因浅析防爆电气设备的安全应用是一项系统、综合的专业工作，必须具有良好的专业知识和严谨负责的态度。合理选型、正确表1 Ⅱ类电气设备温度组别和可燃性体引燃温度组别电气设备温度组别电气设备允许最高表面温度t/℃可燃气体引燃温度组别可燃气体引燃温度t/℃

T1 450 T1 450＜t

T2 300 T2 300＜t≤450

T3 200 T3 200＜t≤300

T4 135 T4 135＜t≤200

T5 100 T5 100＜t≤135

T6 85 T6 85＜t≤100

表2 爆炸性气体分级和适用的电气设备类别

级别 平台典型气体 适用设备类别

II A 丙烷 II A、II B 或 II C

II B 乙烯 II B 或 II C

II C 氢气 II C

表3 设备保护级别和使用区域

危险区域 设备保护级别

0 区 Ga

1 区 Ga 或 Gb

2 区 Ga、Gb 或 Gc

安装和有效的日常维护，对于保障海油平台防爆电气设备的

使用安全同样重要。

3.1 典型问题

下面列举几种在海油平台生产中曾出现过的典型问题，应在日常生产活动中有意识地进行排查和及时整改。

3.1.1 接地问题

部分防爆产品的外壳未接地，接地线缺失，或者内部等电位连接线未连接（图1）。

3.1.2 引入口未封堵、填料函内无填料各种原因引起的引入口封堵缺失和遗漏以及封堵不严密等情况，导致防爆性能完全丧失（图2）。

3.1.3 未经批准的修改灯具内部光源的功率，铭牌上标识为100 W，实际内装18 W的节能灯（图3）。

3.1.4 隔爆面间隙超差产品质量不合格或日常维保不力，造成隔爆面间隙超出允许值（图4）。

3.1.5 隔爆面锈蚀和缺损设备安装过程中的损伤或维护不力形成锈蚀（图5）。

3.2 原因分析上述情况存在的原因，无外乎是人的主观认识因素和客观的环境条件因素两方面综合作用的结果。首先，防爆电气设备的应用和维护需要相对专业的技术支持，而目前从业人员综合素质不一，包括职业精神、从业经历、受教育水平和责任心等方面都存在差异，这就造成设备的设计选用、采买验收、安装检验等各个阶段都会存在管理上的不足。另外，各个环节技术人员的理论水平和实际操作能力滞后于科学技术的飞速发展和设备的更新换代，如果再缺乏有效的专业培训和考核，就会造成对设备的使用、维护、测试等达不到合格标准，导致设备防爆性能下降或失效。所以，有效、持续的专业技术培训和考核，包括理论学习和实际操作培训，以及持证上岗、持证作业制度，是有效和必要的管理措施，应严格贯彻和执行。其次，海洋石油平台使用条件特殊，自然环境条件较差，盐雾和霉菌易造成腐蚀，而长时间的高温和高湿度条件则会加快设备老化，台风、海浪等外力冲击和平台生产作业时产生的振动会对电气设备的防爆性能产生影响。所以专业人员应对防爆电气设备进行合理有效的维护和保养，并严格执行定期巡查制度，采用专业设备，由持证人员实施防爆性能的检验和测试，对防爆性能下降的设备做到及时发现、及时报告，杜绝事故隐患。