海上石油平台防爆电气设备安全问题及改进措施

2018-06-08

防爆电机 2018年3期

(佳木斯防爆电机研究所，黑龙江佳木斯 154005)

0 引言

海上石油平台是开发海洋石油和天然气的必备的装置，在其作业环境中不可避免的存在易燃、易爆危险气体，因此海上平台是属于存在爆炸性气体环境的危险场所。海上石油平台危险区域可划分为0区、1区、2区，平台上使用着大量的防爆电气设备，但由于前期设备选型、安装问题及后期检查、维护不及时等原因，致使平台的防爆电气设备存在很多安全隐患，下面就海上石油平台进行防爆电气设备现场检查时发现的问题及改进措施加以介绍。

1 防爆电气设备常见的安全问题

1.1 非防爆电气设备用于危险区域

在对平台的检查中发现，危险区域使用的空调、配电箱、电动机个别的为非防爆电气设备，在爆炸危险场所使用非防爆电气设备，这会给使用场所造成重大安全隐患，后果严重，如图1、图2、图3所示。

图1 非防爆空调

图2 非防爆电机

图3 非防爆配电箱

1.2 防爆电气设备结构更改

在现场检查中发现，有的防爆电气设备在安装使用过程中进行了结构更改，破坏原有设备的防爆结构，使更改后的设备失去了防爆性能。例如，一台防爆接线箱盖上增加了三个仪表，这样一是降低了接线盒盖的强度，二是接线箱盖失去隔爆性能，见图4。一台隔爆型加热器法兰的隔爆接合面处增加了橡胶垫，这样会导致隔爆接合面失去隔爆性能，如图5所示。

图4 防爆接线箱结构更改

图5 隔爆接合面增加橡胶垫

1.3 防爆电气设备外壳破损及紧固件缺失

防爆电气设备外壳破损及紧固件的缺失会导致其防爆性能的失效，特别是隔爆型电气设备和增安型电气设备。隔爆型电气设备是依靠隔爆外壳的强度和隔爆接合面间隙来达到防爆目的，一旦外壳破裂或紧固件缺失防爆性能即将失效。而增安型电气设备对外壳防护等级要求较高，外壳破损将使产品失去防护性能从而导致防爆性能失效，如图6、图7所示。

图6 隔爆外壳破损

图7 外壳紧固件缺失

1.4 隔爆面锈蚀严重

隔爆型电气设备是平台上使用最多的防爆电气设备，由于平台上盐雾、潮湿、高温等环境条件影响，加之缺乏日常有效维护，平台上使用的隔爆型电气设备的隔爆面锈蚀问题比较普遍。隔爆面锈蚀会导致设备内部发生爆炸时加速火焰的传播，降低了设备的隔爆性能，严重时会使其防爆性能失效，如图8所示。

图8 隔爆面锈蚀严重

1.5 隔爆接合面间隙超差

隔爆接合面间隙是隔爆型防爆电气设备的重要参数之一，隔爆型电气设备是通过接合面较小的配合间隙和一定的配合长度来冷却和阻止火焰传播以达到隔爆目的。防爆标准对隔爆外壳的隔爆接合面的间隙按外壳容积和防爆类别有严格的规定，间隙超过标准规定值，其隔爆性能将降低或完全失效。例如，一台防爆线箱的盖和壳体的接合面间隙为1.0mm，远远大于标准规定值，已失去隔爆性能，如图9所示。在平台上，隔爆接合面间隙超差的现象也比较普遍。

图9 隔爆接合面间隙超差

1.6 电缆引入装置问题

电缆引入装置是防爆电气设备上不可缺少的一个部件，如果引入装置安装有问题，同样会导致防爆电气设备的防爆性能的失效，电缆引入装置问题在海上平台也是常见的。主要有：一个引入口穿两根电缆，密封圈为单孔密封圈，无法保证压紧和密封电缆；扁型电缆引入圆形密封圈的引入装置，无法保证压紧密封；多余的引入口未用专用封堵件封堵；隔爆型电气设备引入装置的压紧螺母为塑料材质等。这些问题都会导致防爆性能失效，如图10、图11、图12所示。

图10 两根电缆引入一个引入装置

图11 扁电缆引入圆形密封圈电缆引入装置

图12 多余电缆引入口未封堵

1.7 接地问题

在爆炸危险场所内防爆电气设备的金属外壳都必须进行可靠接地，防爆电气设备一般都有内接地和外接地两个接地连接件，在安装时，电源的零线应与设备的内接地可靠连接，外接地应与专用接地线可靠连接。如果不接地或接地连接不可靠，除了会给人身和设备造成伤害，还有可能产生火花或高温，从而引起爆炸事故。例如，一台防爆电机的接地线接到风扇罩上，而没有接到专用的外接地螺栓上，如图13所示；另外一台电机内接地没有接，如图14所示。

图14 电机内接地未接

2 原因分析

造成防爆电气设备出现上述问题的主要原因有以下几点

(1)防爆电气设备前期选型、采购、安装、验收等环节没有严格的管理和控制，致使一些防爆电气设备选型、安装不符合标准要求，甚至使用非防爆电气设备。

(2)平台上电气设备维护人员缺少防爆专业知识的培训，令设备缺少必要的日常检查和维护，或维护、检修后的设备安装不规范，导致部分防爆电气设备使用一段时间后出现安全隐患。

(3)海上石油平台处在高温、潮湿、腐蚀、风浪等环境中，这些环境条件会对防爆电气设备造成影响，如外壳破裂、紧固件及隔爆面的锈蚀、防护衬垫的老化等，都会降低防爆电气设备的防爆性能。

3 改进措施

针对上述问题提出以下改进措施

(1)加强防爆电气设备采购、安装及验收环节的管理，必要时可委托防爆专业机构对防爆电气设备安装后进行现场检查，发现的问题及时整改，确保防爆电气设备选型、安装等符合国家相关标准要求。爆炸危险区域禁止使用非防爆电气设备，防爆电气选型时除了满足防爆要求还应满足使用场所的环境要求。

(2)加强海上石油平台现场作业人员的防爆电气基础知识、防爆电气设备安装、检查及维护知识的培训，加强管理人员相关法律、法规及防爆电气管理方面的要求，使其能够按照国家相关要求对防爆电气设备进行有效管理。

(3)按照国家相关标准要求对现场防爆电气设备进行必要的日常检查和维护，对于外壳破裂的产品及时进行更换；紧固件缺失的应补齐、松动的应紧固；防护用密封件应按说明书要求定期更换。隔爆接合面锈蚀的及隔爆接合面间隙超差应按相关国家标准进行检修，保证其间隙不大于标准规定。多余的电缆引入装置孔应用专用封堵件封堵，塑料压紧螺母应更换为金属压紧螺母，一个电缆引入口只能引入一根电缆。防爆电气设备内、外接地按标准要求与接地线可靠连接。