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浅谈油田防爆电器设备的应用

在石油天然气生产行业， “防爆〞是油田安全生产的首要工作。油气生产单位主要设备装置，如油气井口、油气储罐区域、油气分开计量储存装置、油气加热装置等大都处于爆炸气体危险环境，而油气行业生产过程中发生的爆炸事故，电气设备的火花或高温点燃事故有相当大比例，电气设备产生的的发热和电火花是企业最难控制的点火源，电器设备也是全世界各国爆炸危险环境下首先控制、管理的设备。
一、爆炸性气体环境的划分
　 爆炸危险区域的划分是依据爆炸性混合物出现的频繁程度和继续时间确定的，分为0区、1区、2区。
1、在爆炸性气体环境连续出现或长时间存在(即存在连续级释放源)的区域可划为0区；
2、在正常运行时，可能出现爆炸性气体〔即存在第一级释放源〕的区域可划为1区；
3、在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是有时发生并且仅是短时间存在〔即第二级释放源〕的区域可划为2区。
虽然做了上述划分，但是同一个区域，在不同状况下的分区却不是严格固定一成不变的，应依据通风条件调整区域划分。当通风优良时，应降低爆炸危险区域等级；当通风不良时应提升爆炸危险区域等级。局部机械通风在降低爆炸性气体混合物浓度方面比自然通风和一般通风更为有效时，可采用局部机械通风降低爆炸危险区域等级。在障碍物、凹坑和死角处，应局部提升爆炸危险区域等级。
在生产装置中0区是极各别的，一般只存在于密闭的容器，贮罐等内部气体空间，在实际制定过程中1区也很少存在，大多数状况属于2区。在制定划分爆炸危险区域时，应采用合理措施尽量减少1区。
二、防爆电器设备的分类：
1、按防爆电器的其最大试验安全间隙〔MESG〕或最小点燃电流〔MIC〕分级，可将其分为2大类：
I类:煤矿井下用电设备〔文章不做介绍〕；
II类:工厂(除煤矿井下)用电设备；
其中II类:又可分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三类。按照其点燃特性由易到难将其排序为：
I类ⅡAⅡBⅡC。

2、按爆炸气体的引燃温度温度划分:分为T6～T1六组〔85T450℃〕，如果电气设备标志了该温度范围，设备只能在这个范围内使用，如果电气设备未标示环境温度范围，设备应在-20℃～+40℃温度范围内使用.

3、按照电气设备防爆型式划分：本安型、增安型、正压外壳型、油侵型、充砂型、浇封型，n型、隔爆型、气密型等。
a、本安型〔i〕：标准规定条件〔包括正常工作和规定的故障条件〕下产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路。
b、增安型〔e〕：正常运行条件下不会产生电弧或火花的电气设备进一步采用措施，提升其安全程度，防止电气设备产生危险温度、电弧、火花的可能性的防爆型式。
c、正压型〔p〕：电器外壳能坚持内部气体的压力高于外部环境大气压力，且能阻止外部爆炸性混合物的进入。
d、油侵型〔o〕：将电气设备或电气设备的部件整个浸在油或其它保护液中，使设备不能够点燃液面以上或外壳外面的爆炸性混合物。
e、充砂型〔q〕：外壳内充填沙粒或其它填充材料，使之在规定的使用条件下，壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或填充材料表面的过热均不能点燃四周爆炸性混合物。
f、浇封型〔m〕：将整台设备或部分浇封在浇封剂中，在正常运行和认可的过载或认可的故障下不能点燃四周的爆炸性混合物。
g、n型〔n〕：电器正常运行时或标准、制造厂规定的异常条件下，不会产生引起点燃的火花或超过温度组别限制的最高表面温度。
h、隔爆型〔d〕：电器外壳能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不损坏，并且不会引起外部爆炸性气体环境的点燃。
i、气密型〔h〕：电器外壳用融化、挤压或者胶贴的方式进行密封，使之与引燃源隔开。

4、Ⅱ类防爆电气设备防爆标志含义举例。
通过以上的介绍我们就可以很容易区分出一款防爆电器其型号字母所代表的的意义，从而对其作出正确的操作维护。
例如：ExdeⅡCT4型防爆电器

三、爆炸气体环境防暴电器设备的选型
1、爆炸性气体环境的电气装置一般要求：
(1)爆炸性气体环境下，应尽量把大部分电气设备，特别是宜将正常运行时发生火花的电气设备，布置在爆炸危险性较小或没有爆炸危险的环境内，做到安全可靠、经济合理。

(2)在满足工艺生产及安全的前提下，应尽量减少爆炸性气体环境内防爆电气设备的数量。
(3)爆炸性气体环境内设置的防爆电气设备，必须符合现行国家标准并取得经国家授权的防爆产品检验部门颁发的防爆合格证。涉外工程中关于引进国外工艺技术时，必须确认装置中电气设备符合GB 3836要求。
(4)不宜采纳携带式电气设备。
2、爆炸性气体环境电气设备的选择：
(1)依据爆炸危险区域的分区、电气设备的种类和防爆结构的要求，选择相应的电气设备。关于设备在正常运行时可能会产生电弧、火花的电器部件，采用隔爆外壳、浇封型、充砂型、气密型、充油型或正压型等防爆型式可达到防爆目的；关于增安型电器设备，如果在其结构上再采用一些保护措施，使设备在正常运行或认可的过载条件下不会发生电弧、火花和过热现象，就可进一步提升设备的安全性和可靠性，因此这种设备在正常运行时就没有引燃源，而可用于爆炸危险环境。
(2)选用的防爆电气设备的级别和组别，不应低于爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。当存在有两种以上易燃性物质形成的爆炸性气体混合物时，应按危险程度较高的级别和组别选用防爆电气设备。
(3)爆炸危险性区域内的电气设备，应符合四周环境内化学的、机械的、热的、霉菌以及风沙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)O区、1区和2区内各种电气设备防爆结构的选型应符合SH 3038--2000表4．4．4电气设备防爆结构的选型规定。同时应注意以下几点：
①内部常常产生电弧或电火花的电气设备，即使是隔爆型结构，也应尽量避免在1区使用。
②增安型设备虽然在温升方面增加了安全程度，但是设备自身内部发生故障时，就无法保证防爆性能，不宜在l区使用。
③选用增安型电动机时，电机设备不仅要满足国家标准，还要配备合适的保护装置，须高度重视tE时间保护，且在选用的功率方面应有一定的充裕量。

3、电气设备的防爆形式和典型应用可见以下图：

                              电器设备防爆形式和常见应用罗列对照
四、防爆电气设备日常检查维护注意事项
对防爆电器的安全监控检查分为：初始检查、连续监督和定期检查、日常巡检等四类。
为使危险场所用电气设备的点燃危险减至最小，在装置和设备投入运行之前工程完工交接验收时，应对它们进行初始检查；为保证电气设备处于优良状态，可在危险场所长期使用，应进行连续监督、定期检查和日常巡检。检查规范参见行业标准《危险场所电气防爆安全规范》〔AQ3009-2007〕附录检查表10-18.
前三种检查属于具有专业资质的单位人员检查范畴，这里主要介绍防爆电器用户的日常检查维护注意事项：
1、防爆电气设备应坚持其外壳及环境的清洁，清除有碍设备安全运行的杂物和易燃物品，应常常检测设备四周爆炸性混合物的浓度。
2、设备运行时应具有优良的通风散热条件，检查外壳表面温度不得超过产品规定的最高温度和温升的规定。
3、检查外壳各部位固定螺栓和弹簧垫圈是否齐全紧固，不得松动、缺失，当外壳损坏或者螺栓缺失时，严禁擅自随便采纳相似品代替，应联系厂家获取相适应的零部件。
4、检查设备的外壳应无裂痕和有损防爆性能的机械变形现象。电缆进线装置应密封可靠。不使用的线孔，应用合适于相关防爆型式的堵塞元件进行堵封。
5、检查充入正压外壳型电气设备内部的气体，是否含有爆炸性物质或其他有害物质，气量、气压应符合规定，气流中不得含有火花、出气口气温不得超过规定，微压〔压力〕继电器应齐全完整，动作灵敏。
6、检查油浸型电气设备的油位应坚持在油标线位置，油量不够时应及时补充，油温不得超过规定，同时应检查排气装置有无堵塞状况和油箱有无渗油漏油现象。
7、设备上的各种保护、闭锁、检测、报警、接地等装置不得任意拆掉，应坚持其完整、灵敏和可靠性。
8、检查防爆照明灯具是否按规定坚持其防爆结构及保护罩的完整性，检查灯具表面温度不得超过产品规定值，检查灯具的光源功率和型号是否与灯具标志相符，灯具安装位置是否与说明规定相符。
9、在爆炸危险场所除产品规定同意频繁起动的电机外，其他各类防爆电机，不同意频繁起动。
10、正压外壳型防爆电气设备通风或换气的时间及保护功能须符合产品的使用说明书和警告牌上的规定要求。
11、电气设备运行中发生以下状况时，操作人员可采用紧急措施并停机，通知专业人员进行检查和处理：
a) 负载电流突然超过规定值时或确认断相运行状态；
b) 电动机或开关突然出现高温或冒烟时；
c) 电动机或其他设备因部件松动发生摩擦，产生响声或冒火星；
d) 机械负载出现严重故障或危及电气安全。
12、移动式〔手提式、便携式和可移动式〕电气设备特别易于受损或误用，因此检查的时间间隔可依据实际需要缩短。移动式电气设备〔如气体检测仪器〕至少每12个月进行一次一般检查，常常打开的外壳〔例如电池盖〕应进行具体检查。此外，这类设备在使用前应进行目视检查，以保证该设备无显然损伤。

五、结束语
综上所述，防爆电气设备的正确应用是石油和化学工业行业爆炸危险场所安全生产的重要保证，所谓的正确应用包含着从制定、采购、安装、检修维护以及在用中的管理安全几个因素。这要求我们使用单位：一方面要经济合理的选用防爆电气设备，采用建筑物的防爆制定，强化通风等措施，并辅以合理的检查维护制度，以防止爆炸条件的形成和减轻爆炸危险的严重程度；另一方面强化宣扬教育，牢固确立以人为本、安全第一的思想观念，不断提升企业管理者和相关人员防爆安全的意识和技能，强化日常巡检，及时与联系厂家以及安全监督部门协调解决存在的隐患，才能够保证这些行业的安全生产，防止爆炸事故的发生。