海上油气生产装置防爆设计的薄弱环节及其对策探讨

贾 媛，陈 好

（海洋石油工程股份有限公司设计公司，天津 300451）

安全生产

海上油气生产装置防爆设计的薄弱环节及其对策探讨

贾 媛，陈 好

（海洋石油工程股份有限公司设计公司，天津 300451）

以XJ24-3生产平台的改造设计为案例，讨论海上油气生产装置防爆设计的薄弱环节，提出了对设备运行工况进行动态风险识别和危险区域划分的解决对策，以从根本上消除潜在爆炸危险场所设计使用非防爆设备的安全隐患。

海上油气生产装置；危险区划分；防爆

海上油气生产装置在开采、加工、贮存和输送石油和天然气产品时，不可避免地会发生易燃易爆气体的泄漏，其与空气中的氧气混合后会形成爆炸性气体混合物。当爆炸性气体混合物处于爆炸浓度范围内，一旦存在引火源如热表面、电热、间接电火源（电气设备过负荷、短路、接触电阻过大）和电火花、电弧和静电火花等，则极易引起火灾或者爆炸。一旦发生火灾爆炸，因交通、通讯等条件的局限，会导致海上救援困难，造成重大人员伤亡和经济损失，且会对近海周边环境和海洋生态造成严重的污染和破坏。因此，合理地按照不同等级危险区域设计并选用防爆设备，对避免海上油气生产装置发生火灾爆炸事故具有十分重要的意义[1]。

本文以中海油深圳分公司西江油田作业区XJ24-3生产平台的改造设计为案例，讨论了海上油气生产装置防爆设计的薄弱环节和应对方案，提出对设备运行工况进行动态风险识别和危险区域划分的彻底解决对策，以从根本上消除潜在爆炸危险场所设计使用非防爆设备的安全隐患。

1 海上油气生产装置防爆设计的薄弱环节和应对方案

XJ24-3钻井生产平台于1994年11月投产至今，是一座八腿综合平台。其中，在平台的中层甲板东端设置了一艘可容纳50人的救生艇，其最初的设计理念是考虑到工艺处理区远离位于生活楼的救生艇集合区，一旦发生火灾爆炸事故，人员可能被阻隔在事故发生区无法紧急逃生，这时工艺处理区附近的作业人员可就近选择搭乘该艇紧急撤离平台。基于原平台的总体布置，该救生艇四周均无油气处理设施，处于非危险区域，故其无需考虑防爆设计。然而，2010年下半年，西江油田作业区适应XJ24-3油田从合作转变为自营的生产需要，对XJ24-3平台进行改造，在底甲板东端增加了一清管球发射筒。从静态角度看，中层甲板与底甲板有约14m的高差，清管球发射筒即使作为新增危险源，也应不会对救生艇产生直接的影响。但若从动态角度分析，救生艇在放艇过程中柴油主机已启动，其必然会穿越清管球发射筒附近区域。而清管球发射筒在清管作业时工作介质为可燃油气，依据API RP 500标准的要求[2]，清管球发射筒附近区域会形成1类和2类危险区。这意味着该救生艇在清管作业降落过程中，存在穿越危险区域的风险。因为最初设计时该救生艇并未考虑防爆设计要求，故上述改造设计虽已通过独立第三方审查，但实际上仍存在着在爆炸危险场所设计使用非防爆设备的安全隐患。

若要从根本上解除此风险，建议应对方案有三：1）增设防火墙，将救生艇降落区与危险区隔离开。此方案的主要风险与困难是增设的防火墙面积较大，需核算结构强度是否满足要求。2）移走救生艇，使其在下落过程中避开危险区。此方案的主要风险与困难：①移动救生艇需吊机辅助作业，需核实救生艇移动是否在吊机的作业范围内；②需要核实结构强度是否满足方案实施。3）附加条件测试或使用该救生艇。生活楼的救生艇能容纳平台总人数的100%，故清管作业时人员逃生应选择撤往位于生活楼的救生艇集合区，不能再使用或测试位于生产区的该救生艇。

2 解决海上油气生产装置防爆设计薄弱环节的对策

参考XJ24-3钻井生产平台改造设计的案例，作为解决海上油气生产装置防爆设计薄弱环节的对策，应注意如下方面：

1）海上油气生产装置应按危险区划分的原则和标准要求，对不同工况进行危险区划分，尤其不能忽略临时工况下的危险区划分。

2）设备的防爆设计需全面考虑其放置场所和运行场所的危险区划分，从根本上避免在爆炸危险场所设计使用非防爆设备的安全隐患。

3）借鉴国外海上油气装置的设计经验，鉴于诸如救生艇等救生、安全和消防类设备的特殊重要性，其应用在非危险区亦需考虑防爆设计，以最大限度消除未知和不确定性危险源的影响。

3 结语

海上油气生产装置防爆设计工作非常重要，既要保证生产装置的安全可靠，又要避免盲目提高设备选型造成工程投资浪费。同时，合理的危险区划分和正确地选择设备类型，会使海上油气生产装置可能发生起火、爆炸的概率减小到最低限度。

[1] 海上固定平台安全规则，2000[S].

[2] American Petroleum Institute. API RP 500, Recommended Practice for Classification of Locations for Electrical Installations at Petroleum Facilities Classified as Class I, Division 1 and Division 2(Second Edition)[M]. Washington, 1997.

[3] API RP 505, Recommended Practice for Classification of Locations for Electrical Installations at Petroleum Facilities Classified as Class I, Zone 0, Zone 1, and Zone 2(First Edition)[M]. Washington, 1997.

Analysis on Weak Links and Strategies for Explosion-proof Design of Offshore Oil & Gas Production Installations

JIA Yuan, CHEN Hao
(Offshore Oil Engineering Co. Ltd., Tianjin 300451, China）

Using modification design of XJ24-3 production platform as a negative example, the weak links for explosion-proof design of offshore oil & gas production installations were discussed, and the strategies of dynamic risk identifi cation and hazardous area classifi cation were put forward on the basis of equipment operating condition. As a result, safe hidden danger of non-electrical equipment intended for use in potentially explosive atmospheres could be eliminated essentially.

offshore oil & gas production installations; hazardous area classifi cation; explosion-proof

B

1671-9905(2017)03-0049-02

贾媛，女，工程师，现在海洋石油工程股份有限公司工作，主要从事海洋工程油气集输安全的设计研究工作。E-mail：jiayuan@mail.cooec.com.cn

2017-01-11