芻議海上鉆井平臺防爆電氣設備的安全及改進措施

黃克斌中海油田服務股份有限公司河北三河065201

摘要:石油是人類發(fā)展進入工業(yè)時代的重要不可再生資源,海洋石油行業(yè)環(huán)境非常苛刻,鉆井行業(yè)是一個高風險的行業(yè)。防爆電氣設備是在海上鉆井平臺中重要的設備,防爆電氣設備的安全關(guān)系到海洋石油鉆井作業(yè)的順利進行,對海洋石油未來的發(fā)展具有重要的作用。因此要加強對海洋石油鉆井平臺的防爆電氣的管理,嚴格劃分危險區(qū)域,對防爆區(qū)內(nèi)的防爆設備,如防爆電機、防爆照明設備、防爆配電箱等進行周期性的檢查,確保防爆電氣設備的安全使用。

關(guān)鍵詞:石油;海上鉆井平臺;防爆電氣設備;安全及其改進措施;

引言:在海上鉆井平臺作業(yè)的各個環(huán)節(jié)中,都需要各極易產(chǎn)生易燃易爆氣體、電氣設備可能爆炸,對平臺人員的安全、鉆井設備的有效運轉(zhuǎn)情況等都有重要的影響,為保證海上鉆井平臺的整體安全性,我們應該要不斷地提高平臺防爆電氣設備安全運行的重視程度。文章主要對海上鉆井平臺防爆電氣設備的安全及改進措施進行芻議,并詳細闡述了具體的安全措施,以供參考。

1海洋鉆井平臺存在潛在的爆炸風險

海上鉆井平臺作業(yè)條件惡劣,鉆井行業(yè)是一個高風險的行業(yè),極有可能會產(chǎn)生易燃易爆氣體、如果電氣設備發(fā)生故障,短路產(chǎn)出電火花,正好遇到易燃易爆氣體、極有可能會引發(fā)災難性爆炸或沖天大火。因此,防爆設備顯得尤其的重要?？扇細怏w/空氣混合物燃燒所需的3個元素是氧氣、點火源和燃料(俗稱著火三要素)為了使石油產(chǎn)品燃燒發(fā)生,需具備以下三個條件:供氧,點火源,供油。所以防爆電氣設備是從點火源這個要素來防止可燃氣體/空氣混合物燃燒和爆炸。

1.1防爆設備的類型和溫度等級

防爆產(chǎn)品的標志為EX,爆炸危險場所的防爆電氣設備在運行過程中必須具備不引燃周圍爆炸性混合物的性能。能滿足以上要求而制成的防爆電氣設備類型主要有8種類型[1],如圖1所示

防爆設備溫度等級共有T1-T6六級,如下圖所示:

1.2防爆設備的防護等級要求

海上鉆井平臺作業(yè)條件惡劣,海上鹽氣多,濕度大,防爆電氣設備除了滿足防爆性能外,還要滿足防護等級求,才能在海上環(huán)境使用,設備被海水浸蝕。設備的外殼防護等級就是電氣設備的防護等級,英文字母縮寫是Ingress Protection。電氣設備的IP后面的數(shù)字越大,防護等級就越高,性能就越好。防護等級如下:

2 危險區(qū)域的劃分

鉆井平臺是海上作業(yè)，具有作業(yè)環(huán)境復雜、難度大、危險系數(shù)高等特點，平臺上可能存在可燃性氣體與空氣混合物,鉆井平臺上的防爆危險區(qū)域可以劃分為:

0區(qū)(Zone0):可燃氣體/空氣混合物是連續(xù)的、長期的、頻繁的存在的。

1區(qū)(Zone1):可燃氣體/空氣混合物可能偶爾出現(xiàn)在正常操作中。

2區(qū)(Zone2):可燃氣體/空氣混合物是不大可能存在的,或罕見而短期地存在。

根據(jù)標準,在鉆井平臺上危險區(qū)域只有1區(qū)和2區(qū),劃分圖中的區(qū)域符號(Zone 0,1,2)應參照標注在圖紙上的符號。參照完工圖上確定區(qū)域(Zone 0,1,2),平臺上危險局域一般分為鉆臺、振動篩房、計量罐區(qū)域、泥漿池、油漆庫房、飛機甲板加油裝置局域。

爆炸性氣體的分級和分組:

以丙烷為代表性氣體的設備防爆組別為II A(丙烷的氣體組別屬于 IIA);

以乙烯為代表性氣體的設備防爆組別為II B(乙烯的氣體組別屬于 IIB);

以氫氣為代表性氣體的設備防爆組別為II C(氫氣的氣體組別屬于 IIC)。

3鉆井平臺防爆電氣設備的使用現(xiàn)狀

防爆電氣設備在海上鉆井平臺上使用頻繁,日常檢測時,我們發(fā)現(xiàn)防爆設備在實際使用中存在很多問題,,這對鉆井平臺上防爆電氣設備整體防爆性能會造成影響。日常維護保養(yǎng)中常見普遍存以下問題:

3.1防爆設備的等級

在鉆井平臺上,維護人員沒有參加防爆培訓,平臺上有的維護人員對防爆電氣設備不夠重視,，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)等級偏低的防爆電氣產(chǎn)品在危險區(qū)使用。例如,具有[ Ex ia]標志的設備只能安裝在非危險區(qū)域(不可以直接安裝在危險區(qū)域。還有就是溫度使用等級不夠,在危險區(qū)域安裝的防爆電氣設備應根據(jù)危險區(qū)域可能存在的可燃性氣體或者蒸汽的點火溫度來選擇核實的溫度代碼T。例如泥漿池檢測的H2S氣體歸類為”IIB”組,在這個區(qū)域使用的所有防爆電氣設備溫度等級應該在”T3″以上。

3.2防爆設備的性能

鉆井平臺在海上作業(yè),面臨鹽霧水汽嚴重,濕度比較大,設備容易生銹腐蝕,設備的名牌也會腐蝕模糊不清或者缺失。平臺上人員除銹刷漆時,用油漆給設備上的名牌刷漆,在檢測的時候,我們就無法核實防爆設備上的銘牌信息，所以就無法確定電氣設備的防爆性能。還有另外一個問題是有的防爆電氣設備因為局部更改或者損壞，其整體的防爆性能會失效，但仍然在防爆區(qū)繼續(xù)使用。例如,隔爆型EXD防爆接線盒中,用來的穿電纜的孔使用了非防爆的格蘭來封堵[2]。另外由于海上環(huán)境濕度大,會導致很多防爆電氣產(chǎn)品的電纜格蘭頭會有氧化的跡象,內(nèi)部的接線端子和本體會生銹,接地線腐蝕或者缺失,針對這種情況我們應該及時維護這些設備,除掉腐蝕的銹后,應該涂抹防腐蝕的噴劑,以保證防護性能的完整性。最后,使用正壓型防爆電氣設備時,其通風源應該取自非危險區(qū)域,并經(jīng)常檢查通風電機的完好性。但有的正壓型防爆設備在安裝時直接取自危險區(qū)域的風壓。包括防爆電氣設備的結(jié)構(gòu)變化,以及外殼的損壞腐蝕等,甚至還存在使用非防爆電氣設備的問題,針對以上問題我們應結(jié)合實際使用情況對防爆電氣設備加強管理和檢查。

4海上鉆井平臺防爆電氣設備的安全及改進措施

4.1防爆設備的安裝要求

在鉆井平臺防爆區(qū)域的任何防爆電氣設備,一定要規(guī)范安裝,否則會影響防爆電氣設備的整體性能,不規(guī)范的安裝也會導致很多防爆電氣產(chǎn)品防爆性能失效[3]。例如:新的設備要用在”有潛在爆炸氣體環(huán)境”,應依據(jù)標準來安裝,適合的安裝標準是 IEC60079-14。應該根據(jù)IEC 60079-17標準明確對在潛在爆炸性氣體環(huán)境中電氣設備的檢驗和維護。具有[ Ex ia]標志的設備只能安裝在非危險區(qū)域(不可以直接安裝在危險區(qū)域),為確保安全操作,在進行 Exd 設備的通電測試時,對隔爆設備箱盒體上螺栓擰緊的最低要求是:在操作之前,設備箱體上的所有螺栓安裝好并且使用扳手擰緊,并且檢查縫隙。

4.2防爆電氣設備的維護

第一,標識。在鉆井平臺上檢測防爆設備時,主要如果設備標識為 II,則可用于 IIA,IIB 和 IIC 所有氣體檢測防爆設備上的標示,如果設備標識為 IIA,則只可用于 IIA 氣體·如果設備標識為 IIB,則可用于 IIB 和 IIA 氣體,如果設備標識為 IIC,則可可用于 IIA,IIB 和 IIC 所有氣體。設備的標識是非常重要,就像是我們的身份證一樣,我們要維護好每一件防爆電氣設備上的標示,日常保養(yǎng)中對缺失標識的設備及時糾正。比如可以訂購些包含所有字母和數(shù)字的不銹鋼標簽,在日常檢測的過程中,如果發(fā)現(xiàn)標簽模糊不清或者缺失,可以用這些標簽來及時對設備進行標識。要保管好防爆電氣的防爆證書,確保防爆區(qū)域內(nèi)的防爆電氣設備都有防爆證書。如果無法提供這些設備在危險區(qū)域的防爆證書,這些設備應許拆除[4]。

4.3系統(tǒng)維護

對于鉆井平臺上使用的防爆電氣設備,要建立防爆電氣設備臺賬,并對此進行系統(tǒng)的維護,日常維護中根據(jù)防爆電氣設備臺賬一一進行檢測并及時更新,保證實際使用的設備和臺賬上記錄的相符。在鉆井平臺上新增防爆設備后,要及更新設備證書等資料,并將其添加防爆電氣設備臺賬中,把信息錄入平臺上的AMOS保養(yǎng)系統(tǒng),并根據(jù)AMOS工單,對防爆電氣設備進行定期的執(zhí)行維護并記錄,同樣的在鉆井平臺上也會經(jīng)常會移除一些防爆電氣設備,拆除了防爆電氣設備后,我們也需將其從防爆電氣臺賬中刪除。防爆電氣設備進行檢修后,我們也要及時對其更新,確保防爆電氣設備臺賬的可靠性和完整性,每3到5年還需要請有資質(zhì)的第三方公司對平臺的防爆電氣設備進行檢驗并整改取證。[5]

4.4在防爆區(qū)域安裝火氣報警系統(tǒng)

在海洋鉆井平臺上,我們要根據(jù)造船時的圖紙,明確劃分出危險防爆區(qū)域、在防爆區(qū)域嚴格的使用防爆的電氣設備,除此外,我們還要安裝H2S、可燃氣、火氣報警系統(tǒng),硫化氫、可燃氣、感溫、感煙探頭也要確實防爆性能完好,并每個月進行模擬測試,對整個平臺的易爆氣體等進行監(jiān)測,確保報警系統(tǒng)功能正常。

結(jié)論：

簡而言之,在危險區(qū)域,比如在海上鉆井平臺上的泥漿池、振動篩房、鉆臺、井口區(qū)可能會存在大量的爆炸性混合氣體,在危險區(qū)域的設備必須是防爆設備,通過嚴格的管理防爆電氣設備、在防爆區(qū)域內(nèi)制定嚴謹?shù)陌踩芾泶胧?,定期要求有資質(zhì)的防爆機構(gòu)對防爆區(qū)域內(nèi)的防爆電氣進行防爆檢查整改,并取證,從而有效提高海洋鉆井平臺上防爆電氣設備的防爆性能,并且形成系統(tǒng)的管理系統(tǒng),如平臺的AMOS保養(yǎng)系統(tǒng),定期對防爆設備進行自檢自查,保障鉆井平臺安全作業(yè)。