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摘 要:海洋石油平台上电气设备的防爆防护不仅关系到平台操作人员的人身安全,而且关系到平台甚至油田的安全生产。因此做好平台安全生产运行中对电气设备的优化管理,做好防爆工作和安全防护,对于保证海油平台整体可靠、持续的运行和人身财产安全至关重要。本文通过探讨防爆与安全防护等级,希望对规范划分危险区域、优化安全生产、明确防爆类型起到积极促进作用。
关键词:海油平台 电气防爆 安全等级
海上石油平台主要用于钻探井的海上结构物。上装钻井、动力、通讯、导航等设备,以及安全救生和人员生活设施,具有一定独立性。一旦发生火灾、爆炸等事故,带来的损失是巨大的,并且挽救的余地较小。因此应严格按照相关标准规范预防火灾或爆炸等危险因素。
一、海油平台明确危险区域与电气防爆安全种类
1.危险区的划分
爆炸危险区的划分首先应进行释放源的统筹核查,以确定海油平台附近区域是否存在易燃液体、气体、油蒸汽或可燃液体等物体。其次根据可燃性或易燃性气体呈现时间与频率实施有效划定。最后由于海油平台生产实践的空间范畴有限,因此对各类机械设备的设置比较紧凑,应依据释放源区域通风状况科学合理的进行调整危险区域的划分。
一般来说,危险场所区域定义为区域内危险存在的可能性的量度,由此规划相应的防爆型式。电工委员会组织将危险场所区域划分为3个区域:0区、1区、2区。
1.1 0区:该区域内爆炸性气体环境长时间或连续出现,每年连续出现时间可累计达到1000h以上。正常操作下,区域内连续出现可燃性气体或者蒸气;
1.2 1区:该区域内为可能出现爆炸性气体,每年间断时间累计约在10~1000h。正常操作下,周期性或间断性出现可燃性气体或者蒸气;
1.3 2区:该区域内不会出现爆炸性气体或者即使出现也是偶然性和短时间的,每年间断时间累计月约10h以内。正常操作下,区域内可能出现可燃性气体或者蒸气。
国外对爆炸性危险区的划分,大致分为2种:一种是以爆炸性环境出现的频繁程度和持续时间划分(0 区、1区、2 区);一种是以气体、蒸气爆炸性混合物危险场所划分,此种划分是没有0级场所的。
2.各危险区环境下电气设备的选择
通过对表1可知,危险区域的防范措施除了针对设备本身结构的安全性,还要针对一些因火花及过热温升而引起的爆炸。由于电气设备最易引起火花及过热温升,因此对电气设备更应加强管理。但在海油平台实际生产实践中往往会涉及可燃易燃物,要确保不形成爆炸可燃气体聚集和确保电气设备不会成为点燃源都是困难的,因此在爆炸可燃气体可能形成的危险,还是应尽力采用安全性较高、各属性优质的电气设备系统以降低爆炸火灾的发生率。
表1 危险区域的划分
3.防爆电气的类型
3.1隔爆型:可承受内部爆炸,防止爆炸转移,并保证内部的火焰气体传播时降低能量,不足以引爆壳外的气体。适用于1区、2区。
3.2增安型:可对不产生高温、以及电弧或火花的设备进一步保护,提高设备的安全性和可靠性。适用于1区、2区。
3.3本质安全型:正常工作或故障时产生的火花或热均不能点燃爆炸性混合物。其中一个故障及发生两个故障时不能点燃爆炸性混合物的电气设备,为a级本质安全型设备;一个故障时不能点燃爆炸性混合物的电气设备为b级本质安全型设备。适用于0区、1区、2区。
3.4正压型:充入带正压的清洁空气、惰性气体使内部爆炸性混合物的浓度降至爆炸下限以下。保护气体为空气、氮气等。适用于1区、2区。
3.5油浸型:将电气设备的部件整个浸在保护液中,使设备不能点燃爆炸性气体。适用于1区、2区。
3.6充砂型:将能点燃爆炸性气体埋入细粒状填充材料,使壳内电弧、火花不能点燃外部爆炸性混合物。适用于1區、2区。
3.7无火花型:通过采取措施防止危险温度、机械火花,以提高安全程度的电气设备。适用于2区。
3.8浇封型:通过浇封产生点燃爆炸性混合物的电弧,,火花或高温部分,使其不能点燃周围爆炸性混合物。适用于0区、1区、2区。
海油平台还可根据危险区域蓄积爆炸气体的特征、燃烧温度选择电气防爆机械设备,如表2。
表2温度组别、设备最高表面温度和引燃温度之间的关系
三、海油平台电气防护等级
电气安全等级指的是电气设备外壳或箱体的防护能力,等级代号一般是IP模式,其中首位数字代表防外物等级,二位数字表示防水级别。在防外物级别中,0表示没有防护能力,1表示可防护直径在50mm以上的异物,2表示可预防直径在12.5mm以上的异物,3表示可预防直径在2.5mm以上的异物,4表示可预防直径在1mm以上的异物,5、6分别表示防尘和沉密效果。防水安全等级中0表示无防护,1表示防滴保护,2代表可应对倾角在150的滴水,3、4、5、6代表可防护淋水、溅水、喷水与海浪,7、8分别代表预防脱水与潜水影响。如IP56,根据表5、表6可知代表设备外壳能够防尘、防止海浪或强烈喷水。通过工程实践和标准要求,室内防护等级要在IP23以上。室外或敞开的甲板防护登记要求在IP54以上,在恶劣天气下如:雨水、海浪冲淋场所要适当提高等级。
四、结语
海上平台生产、维修过程中极有可能出现原油或可燃气的泄漏,因此在危险区域选用合理的防爆电气设备,对于避免灾难事故的发生至关重要。我们只有结合海油平台实际生产条件和环境,深入了解电气防爆与安全防护等级,才能确保海油平台安全、高效的发挥价值,稳步实现目标效益增长。
参考文献
[1]纪现壮. 海上固定平台危险区划分和防爆电气设备选择[ J] . 内江科技,2008, ( 11) .
[2]王亮 牛延展. 海上平台电气设备的防爆与防护等级分类[J].内蒙古石油化工科技,2010(15).
作者简介:于聃(1985-)男,汉,北京人,工程师,主要从事海洋石油工程设计研究工作。
关键词:海油平台 电气防爆 安全等级
海上石油平台主要用于钻探井的海上结构物。上装钻井、动力、通讯、导航等设备,以及安全救生和人员生活设施,具有一定独立性。一旦发生火灾、爆炸等事故,带来的损失是巨大的,并且挽救的余地较小。因此应严格按照相关标准规范预防火灾或爆炸等危险因素。
一、海油平台明确危险区域与电气防爆安全种类
1.危险区的划分
爆炸危险区的划分首先应进行释放源的统筹核查,以确定海油平台附近区域是否存在易燃液体、气体、油蒸汽或可燃液体等物体。其次根据可燃性或易燃性气体呈现时间与频率实施有效划定。最后由于海油平台生产实践的空间范畴有限,因此对各类机械设备的设置比较紧凑,应依据释放源区域通风状况科学合理的进行调整危险区域的划分。
一般来说,危险场所区域定义为区域内危险存在的可能性的量度,由此规划相应的防爆型式。电工委员会组织将危险场所区域划分为3个区域:0区、1区、2区。
1.1 0区:该区域内爆炸性气体环境长时间或连续出现,每年连续出现时间可累计达到1000h以上。正常操作下,区域内连续出现可燃性气体或者蒸气;
1.2 1区:该区域内为可能出现爆炸性气体,每年间断时间累计约在10~1000h。正常操作下,周期性或间断性出现可燃性气体或者蒸气;
1.3 2区:该区域内不会出现爆炸性气体或者即使出现也是偶然性和短时间的,每年间断时间累计月约10h以内。正常操作下,区域内可能出现可燃性气体或者蒸气。
国外对爆炸性危险区的划分,大致分为2种:一种是以爆炸性环境出现的频繁程度和持续时间划分(0 区、1区、2 区);一种是以气体、蒸气爆炸性混合物危险场所划分,此种划分是没有0级场所的。
2.各危险区环境下电气设备的选择
通过对表1可知,危险区域的防范措施除了针对设备本身结构的安全性,还要针对一些因火花及过热温升而引起的爆炸。由于电气设备最易引起火花及过热温升,因此对电气设备更应加强管理。但在海油平台实际生产实践中往往会涉及可燃易燃物,要确保不形成爆炸可燃气体聚集和确保电气设备不会成为点燃源都是困难的,因此在爆炸可燃气体可能形成的危险,还是应尽力采用安全性较高、各属性优质的电气设备系统以降低爆炸火灾的发生率。
表1 危险区域的划分
3.防爆电气的类型
3.1隔爆型:可承受内部爆炸,防止爆炸转移,并保证内部的火焰气体传播时降低能量,不足以引爆壳外的气体。适用于1区、2区。
3.2增安型:可对不产生高温、以及电弧或火花的设备进一步保护,提高设备的安全性和可靠性。适用于1区、2区。
3.3本质安全型:正常工作或故障时产生的火花或热均不能点燃爆炸性混合物。其中一个故障及发生两个故障时不能点燃爆炸性混合物的电气设备,为a级本质安全型设备;一个故障时不能点燃爆炸性混合物的电气设备为b级本质安全型设备。适用于0区、1区、2区。
3.4正压型:充入带正压的清洁空气、惰性气体使内部爆炸性混合物的浓度降至爆炸下限以下。保护气体为空气、氮气等。适用于1区、2区。
3.5油浸型:将电气设备的部件整个浸在保护液中,使设备不能点燃爆炸性气体。适用于1区、2区。
3.6充砂型:将能点燃爆炸性气体埋入细粒状填充材料,使壳内电弧、火花不能点燃外部爆炸性混合物。适用于1區、2区。
3.7无火花型:通过采取措施防止危险温度、机械火花,以提高安全程度的电气设备。适用于2区。
3.8浇封型:通过浇封产生点燃爆炸性混合物的电弧,,火花或高温部分,使其不能点燃周围爆炸性混合物。适用于0区、1区、2区。
海油平台还可根据危险区域蓄积爆炸气体的特征、燃烧温度选择电气防爆机械设备,如表2。
表2温度组别、设备最高表面温度和引燃温度之间的关系
三、海油平台电气防护等级
电气安全等级指的是电气设备外壳或箱体的防护能力,等级代号一般是IP模式,其中首位数字代表防外物等级,二位数字表示防水级别。在防外物级别中,0表示没有防护能力,1表示可防护直径在50mm以上的异物,2表示可预防直径在12.5mm以上的异物,3表示可预防直径在2.5mm以上的异物,4表示可预防直径在1mm以上的异物,5、6分别表示防尘和沉密效果。防水安全等级中0表示无防护,1表示防滴保护,2代表可应对倾角在150的滴水,3、4、5、6代表可防护淋水、溅水、喷水与海浪,7、8分别代表预防脱水与潜水影响。如IP56,根据表5、表6可知代表设备外壳能够防尘、防止海浪或强烈喷水。通过工程实践和标准要求,室内防护等级要在IP23以上。室外或敞开的甲板防护登记要求在IP54以上,在恶劣天气下如:雨水、海浪冲淋场所要适当提高等级。
四、结语
海上平台生产、维修过程中极有可能出现原油或可燃气的泄漏,因此在危险区域选用合理的防爆电气设备,对于避免灾难事故的发生至关重要。我们只有结合海油平台实际生产条件和环境,深入了解电气防爆与安全防护等级,才能确保海油平台安全、高效的发挥价值,稳步实现目标效益增长。
参考文献
[1]纪现壮. 海上固定平台危险区划分和防爆电气设备选择[ J] . 内江科技,2008, ( 11) .
[2]王亮 牛延展. 海上平台电气设备的防爆与防护等级分类[J].内蒙古石油化工科技,2010(15).
作者简介:于聃(1985-)男,汉,北京人,工程师,主要从事海洋石油工程设计研究工作。