穿梭油轮防爆电气设备安全控制分析

王 超

（南通中远海运船务工程有限公司，江苏南通 226006）

0 引言

随着海上油田的规模化开采，原油运输的安全性愈发重要。作为油田卸载石油的重要工具，穿梭油轮的安全设计至关重要。穿梭油轮在海上航行时，一旦发生安全事故，容易发生火灾、爆炸，一旦处理不好，易造成船毁人亡以及严重的海上石油污染事故。

由于在海上通常无法及时获得外界的帮助，做好穿梭油轮火灾、爆炸等安全事故的预防工作具有极其重要的意义。在穿梭油轮设计建造过程中，若电气设备未选用规定的防爆等级或者未经过防爆处理，往往会导致火灾和爆炸事故。做好防爆电器的选型和安装质量控制，是预防和阻止事故的重要方法之一。本文结合典型案例对穿梭油轮防爆电气设备的选型及安装工艺进行详细探讨，提出有效质量控制措施，希望为穿梭油轮的安全设计提供一定参考。

1 工程概述

某海工船企业先后开工建造4艘穿梭油轮，均满足挪威船级社（Det Norske Veritas，DNV）的相关要求。艏部装有原油接收和卸载装置，采用动力定位（Dynamic Positioning，DP）系统。该型油轮能穿梭于不同油田之间，从浮式生产储油卸油船（Floating Production Storage and Offloading，FPSO）上直接接载原油，并可直接在油码头卸载原油。全船实施严格的安全等级要求，对防爆设备的要求尤为严格。

2 防爆电气施工技术要点

熟悉和掌握爆炸性物质分类、危险区域划分、电气设备防爆形式及防爆标识对技术设计阶段防爆设备的选型具有重要的指导意义，可及时纠正设备安装后现场检验方面的问题。

对爆炸物质进行分类整理，结果见表 1。穿梭油轮上前3种爆炸代表性物质分别为乙炔、氢气、乙烯。

表1 穿梭油轮爆炸性物质的分类

按照我国国家防爆标准 GB 3836.1—2000的有关规定，电气设备的温度组别设置情况见表2[1]，不同组别设备允许最高表面温度、适用气体引燃温度、电气安全性能存在差异。

表2 电气设备的最高表面温度组别设置

3 危险区域划分与防爆设备分类

防爆是穿梭油轮安全设计中的最重要的环节之一，如果在设计时安全问题考虑不充分，那么穿梭油轮在运输石油的过程中易发生爆炸安全事故。工程师应该按照规范划分穿梭油轮的危险区域，保证船上舱室布置、各类开孔、透气、通风都能满足船级社规范和国际法规。除重视危险场所的区域划分外，在设计阶段做好防爆电气设备的选型及安装阶段的质量控制对提高穿梭油轮的安全性同样具有重要意义。

如表3所示，穿梭油轮的危险区域可划分为0号区域、1号区域和2号区域[2]。其中，2号区域危险性最小，0号区域危险性最大。

表3 穿梭油轮危险区域划分情况

根据穿梭油轮危险区域的特性，选择合适的防爆电气设备。电气设备通常有8种防爆类型，但船上一般只应用本安型、隔爆型、正压型、增安型、和无火花型等5种[3]。

防爆电气设备标识图见图1，以“Ex d IIC T5”为例简要介绍防爆电气设备的标识，该标志表示防爆等级为d级，可应用于爆炸性气体环境。IIC为气体组别，T5为温度组别。

图1 防爆电气设备标识图

4 施工选型案例分析

HAZARDOUS ZONE2区域甲板储藏室顶部的12只投光灯为非防爆型，在选型时未考虑防爆要求。这导致炎热天气下甲板油气浓度大幅增加，在投光灯表面温升及启动电弧作用下，极容易产生爆炸事故。为解决此问题，需要将投光灯需全部更换为防爆型投光灯，这需要二次采购和施工，进而延误工期、增加建造成本。

防爆区域风机必须获得船级社的防爆安全认证，否则将导致防爆区域通风不畅，油气浓度递增，极易产生爆炸危险。要高度重视货油泵房、油漆间、电池间等高危险区域内风机等电气设备的选型、采购和防爆认证。

防爆设备上的格兰和闷头连同设备一起进行防爆试验，并获得防爆认证，不能进行更改和翻新。若必须进行更换，应联系设备厂家更换并进行防爆认证。格兰上的防爆等级标识见图2。

图2 格兰上的防爆等级标识

穿梭油轮电缆安装需满足以下3个方面：1）除铠装或具有编织的屏蔽层的电缆外，其余电缆应敷设在金属管道中；2）装货区域应避免电缆接头，若无法避免，电缆接头应围蔽在具有防爆性能的高强度塑料或金属制成的船用接线盒中，也可将其密封在波纹套筒中；3）船上甲板和舱壁上的电缆贯穿应密封，以阻止易燃易爆气体透过。防爆隔离栅和电缆的连接工艺分别见图3和图4。

图3 防爆隔离栅的连接工艺

图4 电缆的连接工艺

5 防爆电气设计施工准则

5.1 从设计的源头进行控制

严格根据船级社退审图中关于危险区域划分的要求确定防爆设备型号，并编制详细、严谨的技术规格书，特别是要注意确定防爆临界区域，只能高于标准，不能低于标准，从而为防爆设备的采购提供完备的技术资料和较长周期的采购选型时间。

5.2 采购及进货检验控制

采购部门要严格按照技术规格书的要求采购防爆设备，与供货厂家确认防爆设备的要求，杜绝用非防爆设备冒充防爆设备的情况。质检部门在进货检验时一定要核对防爆证书，并检查防爆标志。必要时应去设备厂家，参加设备最终出厂验收试验（Final Acceptance Test，FAT）试验，防止不合格防爆设备进厂。

5.3 生产过程质量控制

首先结合设备说明说及规范对防爆设备的安装工艺进行详细的分析，做好安装施工策划。对于不同的防爆设备要区别对待，杜绝采用非防爆设备工艺进行施工。因防爆设备均比较贵重，要特别注意对安装后的防爆设备采取必要的防护措施。

6 结论

防爆电气设备是穿梭油轮的重要组成部分，确保其在建造过程中符合技术工艺和规范要求，是保障安全可靠的前提。穿梭油轮建造企业需对防爆电气设备设计、采购和施工过程的每一道工序进行严格的质量控制，确保工程的稳定性和安全性。本文提出的穿梭油轮防爆电气质量控制措施，希望能够对类似工程建造提供一定参考。