海上石油平台防爆电气安全问题探讨

符温馨

摘 要：海上石油平台，是开发海上石油资源、加工、存储和输送石油、天然气等的生产空间和人员活动场所。它的安全、可靠性极为重要。由于油气在生产过程中容易出现油、气的跑、冒、漏、滴等现象，形成高风险的工作环境。因此，平台上的电气设备安全问题直接关系到整个海洋石油平台的生产和生活的安全，必须引起我们的注意并采取相应的防范措施。

关键词：海上石油平台;电气设备;防爆;安全

本文对海洋石油平台环境、危险区域的划分、防爆电气设备的选型和安装、电缆敷设规范、防爆电气设备的安全使用和检修等方面进行论述，探讨了如何保证平台电气安全、避免事故发生，保障平台的生产与生活，具有现实指导意义。

1、海洋石油平台环境及危险区域的划分

1.1海洋石油平台环境的影响因素

1）海洋气候环境

我国海域十分辽阔，大约465万平方公里，经纬跨度很大，不同区域海洋气候、空气含水分、盐份、温差等差别很大，还有高温高湿、强风多雨等区域。不同环境对电气安全又有着不同的要求。而同一平台不同区域又存在着不同的环境特点：

最高空气温度：平台甲板上的空气温度即海洋大气温度，南海海洋大气温度为42℃，渤海为39.8℃.在夏季，机舱工作温度通常会达到50℃以上，这样对绝大多数电气设备（特别是电子设备）都会生产很大的影响。所以船级社规范要求电气设备的工作温度：一般场所设备为45℃，机舱内电机为50℃，电子设备55℃

雨量及海冰：南海海面上雨量异常多且常常伴随有台风。渤海海域冬天常常结出冰块。极端天气对平台的影响特别是电气设备的影响是很大的：狂风暴雨会造成电气短路，冰块的冲击会造成机械冲击和振动。

2）易燃易爆环境

原油、天然气等形成的易燃易爆环境是平台设计和使用过程中存在的需要解决的关键问题。我国平台的规定将易爆区分为0、1、2类危险区，在不同的危险区必须按规定选择相应的防爆电气设备。而实际使用中，海上的盐雾、油气所产生的化学物质如H2S等对电气设备由造成严重的腐蚀。

3）化学活性物质环境

海上平台化学活性物质的来源有海洋大气中的盐雾、原油和天然气中所含有的H2S＼SO2混合物等。它们与海洋潮湿大气中的水分相结合，生成酸性、碱性物质附着在设备表面或进入设备的内部。经过一定时间的化学反应，使设备受到腐蚀直至失效。

1.2平台危险区域的划分

0类区域：连续出现或者长时间存在爆炸性气体和空气混合体区域

1类区域：在正常工作状态下可能产生爆炸性气体和空气混合气体区域

2 类区域：不大可能产生爆炸性气体和空气混合气体的区域

海上石油平台中危险区域大体如下分布：

0类危险区域：井口区、油气产品的封闭舱柜和管路的内部空间或爆炸性混合气体持续或长期存在的处所以及与上述处所相类似的处所。

1类危险区域：1）装有泥浆循环系统的任何部分封闭处所;2）在室内或者半封闭区域，泥浆系统部分设备的开口部位、1类处所任何通风排出口或1类处所的进出口边缘向上1.5m2或向下3m2以内的区域;3）油品处理装置可能漏出油气的封闭半封闭处所以及有开口与其相连的封闭处所;4）油气容易积聚而通风不良的地方或者与2类危险处所相同而通风不良的地方;

2类区域：1）从除气排出管终端出口至泥浆池内泥浆泵西口接管之间的泥浆循环系统有开口通向的封闭处所;2）油气处理装置3米范围内区域、工艺管线法兰接口位置;3）可能聚集油气的任何围壁范围内的半封闭处所;

2、防爆设备的分类、选型和安装：

2.1 防爆电气的分类

爆炸性环境用电气设备分为I类、II类和III类。I类用于煤矿瓦斯气体环境，III类用于粉尘类环境。而海上平台所有电气设备应选用适应可燃气体环境的II类。II类可分为：IIA用于石油气、氨气; IIB用于油漆稀料; IIC用于乙炔气、氢气。

2.2 防爆电气设备选用

2.2.1选用原则

1）电气设备的防爆型式应与爆炸危险区域相适应。

2）电气设备的防爆性能应与爆炸危险环境物质的危险性相适应：当区域存在两种以上爆炸危险物质时，电气设备的防爆性能应满足危险性较高的物质要求。爆炸性气体环境内，防爆电气设备的类别和温度组别，应与爆炸性气体的分类、分级和分组相对应。

3）应与环境条件相适应。电气设备的选择应符合周围环境内化学的、机械的、热的、霉菌等不同环境条件对电气设备的要求，电气设备结构应满足电气设备在规定运行条件下不降低防爆性能的要求。

4）应符合整体防爆的原则，安全可靠、经济合理、使用维修方便。

2.2.2海上石油平台常用类型

1区（ZONE1）选用：本质安全型 EXi、防爆型EXd、增强的安全型EXe、正压通风型Exp

2区（ZONE2）选用：能确保在正常运行中不产生火星、电弧以及热点，并且方便管理的任何型设备

2.3防爆电气设备的安装与检修

2.3.1本质安全型（Intrinsically safe  EXi）：

这些电路在正常情况或异常状况下虽然释放的电能和热能，但它们能耗很低，不足以产生火星引燃或引爆可燃气体。

本质安全型设备的供电回路必须安装安全隔离栅，且安全隔离栅必须安装危险区域以外。本质安全电路的电缆应该采用蓝色，而且EXi的电缆与非EXi的电缆不能放在同一个接线盒内。

2.3.2 防爆型（Explosion proof  EXd）

这类设备外壳比较厚重坚固以便承受内爆的压力。它的外壳边缘有一道大的密封接触面（间隙大概只有0.1mm）。在安装时不要把防爆接线盒与防水接线盒混淆了。还有，密封接触面易于腐蚀，每年应该打开一次，清洗其边缘，然后涂上凡士林以抑制盐分腐蚀。

2.3.3增安型（Increased safety  EXe）

增强的安全设备通常要放置在密封的盒子里，用O型环密封。特制的电缆连接具有双保险作用，以防止短路引起的发热或者火星。在安装之前一定检查盒子的完好性和密封圈是否破裂或损坏。安装时注意O型胶圈放置平整到位，切勿错位挤压以免损坏。

2.3.4  正压通风型（Pressurized-enclosure  EXp）

正压防爆型设备里面保持正压空气，对外界的危险空气具有正压，因此可以防止危险空气进入内部。安装时必须注意，补气的是新鲜空气而且这些新鲜空气必须从非危险区域获得。通常在有人控制站要设置声光报警装置，在补气流失时要发出声光报警或自动切断该区域的电源。在启用设备之前，要进行相应的扫气工作，以保证内部气体为新鲜空气。

2.3.5 油浸型O 将电气设备的部件整个浸在保护液中，是设备不能点燃液面上或外壳外面的可燃气体。该型外壳上应有排气孔，空内部的有杂物，且保护液应充足。

2.3.6对于其他类型  其他类型防爆设备如油浸型、冲砂型、無火花型、浇封型等，应根据实际使用环境和区域的要求进行严格的选型、安装使用。

3、平台防爆电气设备的安全使用

为了防止和杜绝火灾爆炸事故的发生，海上钻井平台对使用的设备应符合相关规定，在日常检验中，重点注意如下设备问题：

3.1危险区域的机械设备应尽可能少，只要满足操作目的即可。

3.2 通风机  危险区域的通风机应该有不产生火花的风扇维持，采用风暴电机，且进风口应该安装于非危险区域且保证进风为新鲜空气

4、总结

海洋石油平台必须配备系统性的防爆装置，并制定相应的防爆措施和检验规范，进一步提升平台的安全性能，提高作业质量，降低安全风险，确保人员和公共财产的安全。

参考文献：

[1]QHS2007.10-2004 修井机第十部分电气系统