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  • 关于海洋石油平台防爆电气设计的若干思考

    发布日期:2018-10-17 发布者:金子仪表自控

    一、海洋石油平台防爆电气的安全隐患
    作为利用开发海洋天然气和石油最为常见的一种方式,海洋石油平台在作业过程当中会排出大量的油气,所以,防爆电气设备是必不可少的,如防爆开关、防爆灯具、防爆仪器和防爆配电装置等。而对海洋石油平台的电气检查结果来看,海洋石油平台防爆电气存在着几点常见的安全隐患。
    (1)爆炸危险环境中有非防爆电气存在。在检查平台的时候,发现有非防爆电气在爆炸危险场使用,如电工工具、施工人员用的线轴、钟表和温湿度传感器等。非防爆电气使用在爆炸危险区,构成了安全隐患,一旦发生危险,后果不堪设想。
    (2)在选型有错误。根据爆炸物质选型、级别、类别和爆炸危险区的危险等级来区分。而对海洋石油平台的电气检查结果显不,电气设备选型有错误的情况非常多。例如I类设备在II类环境使用、粉尘环境中存在爆炸性气体等,这此都是选型有错误的情况。选型错误会直接导致电气设备不能有效地防爆。
    二、海洋石油平台爆炸危险区的划分
    在对海洋石油平台爆炸危险区进行划分时,要充分考虑是否有易燃液体、气体、可燃液体和油蒸汽存在于海平台的相邻区或某一区域内,然后再根据易燃或可燃气体的持续时间和出现的次数来划分。因为海洋石油平台的空间不多,电气设备排布紧密,所以还要结合实际的通风条件对危险区进行划分。以下是国际上对海洋石油平台爆炸危险区的划分:
    0区:连续存在或出现爆炸性气体的场所,每年的出现时间超过1000h,正常操作时,就会有爆炸浓度的蒸气或可燃气体或引燃连续出现。
    1区:在正常运行的前提下,可能出现爆炸性气体环境的场所,并且是间隙出现,每年的出现时间大约在10~1000h。正常操作时,就会有爆炸浓度的蒸气或可燃气体引燃出现。
    2区:在正常运行的前提下,不可能出现爆炸性气体环境的场所,并且是间隙出现,每年的出现时间大约在10h以下,不正常操作时,就会可能有爆炸浓度的蒸气或可燃气体引燃出现。
    三、防爆电气类型的确定及电气设备选择
    海洋石油平台防爆电气有本质安全型、增安型、隔爆型、正压通风型、无引燃火花型、浇封型、充砂型、充油型和特殊型等。其中本质安全型“i”主要是控制设备、通信设备、可视灯具和传感器,危险区在0、1、2区都有存在;增安型“e”主要是灯具、马达和接线盒,危险区在1、2区;隔爆型“d”主要是开关装置、马达和泵,危险区在1、2区;正压通风型“p”主要是控制室、马达、分析仪和仪表盘,危险区在1、2区;引燃火花型“n”主要是接线盒、控制设备和伴热带,危险区在2区;浇封型“m”主要是仪表和控制设备,危险区在1、2区;充砂型“q”主要是仪表和熔断器,危险区在2区;充油型“o”主要是开关设备和变压器,危险区在2区;特殊型“s”主要是气体检测仪,危险区在1、2区。
    电气设备选择可以遵循以下几点原则:一是电气设备按照划分的危险区、防爆结构和电气设备种类来进行选择;二是海洋石油平台防爆电气选择比较适宜可燃气体环境的II类设备;三是当采用隔爆型和本质安全型电气设备时,根据场所的可燃气体种类选择相应级别电气设备,而其他型的防爆电气不分级;四是若有两种易燃物质在一起形成爆炸性混合物,根据混合物的组别和级别进行选择,通常按照危险度级别高和组别高的选用。
    四、海洋石油平台防爆电气的设计
    如果防爆电气设备配线不正确,那么防爆也就没有了意义,而防爆区的电气线路不易修复,所以电气线路的设计非常重要。
    1、电缆的选用
    电缆的选择应该遵照国标GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》,主要有以下几点:一是鼠笼型感应电动机支线的长期允许载流量,引向电压为1000V以下的,电动机额定电流要大于电动机额定电流的1.25倍;二是导体允许载流量要大于自动开关长延时过电流脱扣器整定电流的1.25倍以及熔断器熔体额定电流的1.25倍;三是1区铜芯控制电缆的最小截面是2.5m㎡,2区铜芯控制电缆的最小截面为1.5m㎡。
    2、危险区的电缆铺设
    在危险区的电缆铺设中,需要注意以下几点:一是电缆在危险区必须要有非金属不透性保护层,其中矿物绝缘电缆应具有不锈钢或铜保护套;二是在铺设电缆时应该和油柜、舱壁、甲板等保持一定的距离,在电缆穿过舱壁时应和蒸汽管保持一定的距离;三是本质安全型电路应该有专门的电缆,与非本质安全性电缆分开铺设;四是避免步桥或甲板上的电缆有擦伤或应变情况发生,应该为装置钢结构膨胀留有一此余量,设备膨胀弯的位置要考虑易于维护,不应该设置在蒸汽、气味出口3米或油柜开口的位置;五是当电缆穿过甲板或气密舱壁时,不用破坏甲板或气密舱壁的完整性;六是不应在危险区连接可携电气器具的电线或移动式软电缆;七是在防爆电气设备加入电缆后,电缆必须被密封填料或弹性密封圈封固;八是应在远离释放源或爆炸危险性较小的地方铺设电缆线路。
    3、防爆电气设备的接地
    在爆炸性气体危险区内,电气设备的金属外壳接地必须可靠。在爆炸性气体内,除了照明设备,1区和2区的电气设备必须要有专门的接地线。2区的照明设备,接地线可采用可靠的金属管线,切忌不可采用易燃物质管道传输。相线和接地线铺设在同一保护管时,绝缘也要采用同等的,而这时的电缆金属外皮和管线仅起到辅助接地线的效果。电气设备中采用恺装电缆的,需要内接地螺栓连接接地芯线,钢带或金属护套连接设备外接地螺栓。
    海洋石油平台的防爆电气设备使用非常多,存在爆炸危险区也很多,应该按照电气设备的类别和环境选择相应的防爆电气设备。在进行防爆电气设备时,应充分考虑电缆的选用、危险区的电缆铺设、防爆电气设备的接地,按照国家规范执行,使海洋石油平台发生爆炸、火灾的几率降到最低。