油品码头电气防爆措施研究

杨小龙(中交一航局安装工程有限公司，天津 300457)

0 引言

油品码头作业风险性较高，装卸的对象为原油、成品油以及化学品等，无论是运输还是存储过程中均存在非常高的易燃易爆风险，安全隐患高，是作业生产管理的重点和难点。尤其是对于电气设备的使用，可能造成高温、火花等，进而导致产生安全隐患。要想保证油码头作业安全，就必须采取有效的防爆措施。

1 油品码头爆炸原因

油品码头的作业具有很大的特殊性，容易出现爆炸事故，而且在油品的装卸过程中容易出现泄漏问题，在遇到一定条件后便会发生爆炸[1]，还会造成巨大的资源浪费。导致爆炸的因素如下：(1)可燃物，例如可燃性气体以及液体；(2)助燃物，空气中含有氧气，泄漏的油品在氧气充足的条件很容易产生火灾爆炸；(3)引燃源，例如：高温、电弧、电火花、静电等。要有效地预防油品码头爆炸事故的发生，就必须要从引发爆炸的条件出发，积极采取措施来遏制爆炸隐患。而电气防爆研究，则是将侧重点放在预防电气设备成为引燃源。

2 油品码头电气防爆措施

2.1 严谨选择防爆电气设备

2.1.1 防爆电气分类

对于防爆电气设备的选择，首先要充分了解设备的特征，并根据运行条件进行对比，以选择相应的设备。根据我国相关的标准规定，此类设备主要分为以下几种类型：Ⅰ类主要适用于煤矿瓦斯环境；Ⅱ类主要应用在厂用气体环境；Ⅲ类应用在其他的粉尘环境。Ⅱ类设备又分为A、B、C级别，后者对于前者环境具有适用性。

另外，按照最高表面温度进行划分，按照由高到低的顺序依次是T1、T2、T3、T4、T5以及T6共6个温度组别[2]。从防爆原理角度来进行分析，目前常用的防爆电气类型包括隔爆型、充砂型、增安型、正压型以及本质安全型等，且不同类型的电气设备所适用的作业环境不同。对于油品码头来讲，为达到良好的电气防爆效果，应优先选择隔爆型与本质安全型两种。

2.1.2 防爆电气选择

面对不同类型的防爆电气设备，在选择时要坚持适应性以及合理性原则，在控制成本的前提下，确认最佳搭配组合，降低电气因素导致的油品码头爆炸事故发生的概率。在防爆电气设备上面，会标注明显标识，这个可以作为一项重要的筛选依据，便于对设备的防爆类型、级别、组成等信息进行了解。由于油品码头作业具有非常高的易燃易爆风险，因此对于相关防爆电气设备的选择也要根据规定进行严格的危险划分，并结合油品的性质特点，分析判断现场可能会存在的爆炸性混合物物质，且确认该类物质的对应级别以及组别。综合分析现场条件与设备运行特征，确定最合适的电气设备。其中，部分区域可能会出现两种及以上混合爆炸性物质，防爆电气设备的选择条件需要更加严格，应对现场混合物内的各种物质级别以及组别进行分析，且对其进行排列，确认风险性最高的级别与组别，然后根据此来选择合适的防爆电气设备，达到最佳电气防爆效果[3]。

2.1.3 电气选型案例

基于某个油品码头进行分析，此码头主要业务是卸载成品油及原油，比较集中的是卸载作业。根据规范要求，对于油品卸载，要以卸油口为中心，划出周围3m范围。对于延伸至水面空间，则划分成2区，其范围包括了部分的作业区域。为提高电气防爆效果，最终确定将码头作业平台均归入到2区范围内[4]。根据历史数据可知，码头所卸载的介质为ⅡA类原油，属于T3组别，为最低级别，同时爆炸区域为2区，这样就可将电气设备级别设定在Ⅱ类，组别则是T3～T6均可，基本上所有的防暴形式均可以达到专业的防爆要求。通过分析该油品码头的实际作业环境以及防爆电器设备类型需求，最终确定选择本安型仪表类设备，如：Exia ⅡBT6；其他设备则为隔爆型，如：Exd ⅡB4以及Exd ⅡT6等。

2.2 科学进行设备安装与维护

防爆电气设备与常规电气设备在结构以及工艺上均有着一定的差异，要想将防爆特性突出出来，不仅要对制造工艺进行严格把关，还要对其后期的安装及维护工作进行严格规范处理，以确保防爆设备运行能够提升安全性及可靠性。这是一个连贯的过程，无论是设备选型，还是安装维护，一旦出现问题，就会对设备的整体运行产生影响，进而无法达到预期的防爆效果，油品码头依然存在着电气爆炸隐患。例如进入防爆区的工作人员，必须要先触摸消除静电的设备，避免出现自身携带静电的情况，以免进入防爆区域后由于静电而产生爆炸隐患。另外，还应当根据规定穿防静电工作服装，并佩戴相关的防爆通讯设备和维修设备，以便于及时解决爆炸隐患。另外，要注意对区域内的可燃气体浓度进行实时监测，一旦确认浓度超出最高限值必须要及时采取相应措施防爆，且要避免继续在该环境下作业。所有安装与维护工作均要严格按照相关规范进行，并安排专人监管，做好工作记录，尤其是动火维修作业更是要强调防爆安全，消除存在的隐患。

2.3 有效预防设备静电危害

油品码头电气防爆的另一个要素便是预防设备的静电，采取有效措施来对静电进行有效消除。通过静电荷的集中放电，可以产生较大的能量，然后对环境中存在的爆炸性混合气体进行引燃，产生爆炸风险。对于油品码头静电预防方面也有明确的规定，针对接地装置以及检测等提出了相应的要求，在实际操作中可以通过装设船岸跨接电缆的方式来消除以及预防静电。

(1)可以为静电提供电路。在将油品介质装入到货油舱时，油舱与船壳将会产生静电，且极性与油品所带的静电电荷极性相反。存在部分人员认为，船体结构所带电荷可以通过港区水到达地面，相比设置一条小直径的接地电缆能够很好的消除静电[5]。从专业角度上来讲，通过设置船岸跨接电缆能够更好地实现船体结构与码头相近一侧表面电荷通过岸上消散至大地，达到船岸连接区域等电位的目的。在实际作业中，油船的其他部位与岸边相接触的面积并不多，大部分情况下不会出现金属连接的情况，这样来讲设置等电位连接对于消除静电防爆具有重要意义。

(2)为杂散电流提供电路。船岸管路以及软管系统均有可能会存在着大量的杂散电流，如果不能有效处理，也有一定可能会成为引燃源。在其中通过的杂散电流，一方面是因为利用强制电流法或牺牲阳极法对油码头或船体进行阴极防护产生的；另一方面则是因为船岸间电位差以及电源问题导致的电流泄漏。船岸之间往往会存在电位差，且多为变数，即便是相同的油船靠泊在同一个泊位，在不同时间段电位差的数值也不相同，但是一般数值都比较小，为0.4～1.5 V。虽然电位差不高，以及跨接电缆阻值也仅有0.000 8 Ω左右，但是在连接的瞬间也会产生上千安的电流，需要将其纳入到电气防爆风险管理中。通过设置船岸跨接电缆能够为此类杂散电流提供电路，消除瞬时电流带来的隐患。

另外，还可以安装绝缘法兰，一方面是能够中断船岸之间输油管线上存在的杂散电流；另一方面也可以为设备以及管道等存在的静电提供对地泄漏的通道。为了能够达到中断杂散电流的目的，在安装绝缘法兰时，要注意杜绝其与外部金属接触产生短路，要求面向海的一侧输油管线中的所有金属均不得与码头上的金属构件产生接触；面向岸边的一侧输油管线所有金属均不得与船体产生接触。同时，还要注意绝缘法兰面向海洋一侧的所有金属应与船体电气保持良好的连续性，而面向岸边一侧的金属均需要与码头固定接地装置保持良好的电气连续性，只有这样才能够有效地消除静电。很多油品码头已经对装载臂安装了绝缘法兰，这样在装卸油品时可以保证更高的安全性，不仅可以消除静电，同时又能够组织杂散电流，起到了良好的防爆效果。绝缘法兰如图1所示。

图1 绝缘法兰

3 油品码头控制系统

油品码头作为危险防爆2区装置，各类型设备的安装设置一般均比较分散，在针对电气防爆措施进行分析时，应注意通过可靠的控制系统来监控以及采集各项工艺参数，掌握设备运行状态，通过控制、联锁、报警以及急停等子系统，来为码头安全作业提供保障。

4 结语

油品码头防火防爆是安全生产的重要前提，一直都是重点研究的内容。而针对电气防爆措施的研究，主要目的是消除电气系统带来的隐患，避免因为电气因素而产生引燃源。在实际操作中，需要根据防爆基本要求，确定电气防爆的主要方向，然后通过设备选型、安装维护以及静电预防等措施来将安全风险降至最低，争取在最大程度上做到科学有效的防爆处理。