油气田生产中电气设备的防火防爆安全管理

油气田生产中电气设备的防火防爆安全管理

王志勇，李娟，邵帅

中原油田分公司文卫采油厂采油管理三区 河南濮阳457001

摘要：在油气田的发展与生产中，其自身所采出的油气属于有害物质，其生产过程中也会生成易燃易爆的气体，如氢气、硫化氢等，这使得油气开发企业的生产工作地点极易出现爆炸气体环境，从而危及现场电器的安全运行。所以在易燃易爆的地方，一定要使用防火防爆电器，要针对不同的地方，要针对各种易燃易爆物品的种类及数量进行选择。通过对危害部位等级划分、电气设备失效原因分析、电气设备选择、安装及检修等几个方面的分析，识别了某些防爆电气设备在工作中可能会出现的危害和危害因素，并给出了相关的保护对策，同时也为电气设备的安全应用提供了几点建议，让电气设备能够更好地为生产服务。

关键词：油气田；电气设备；防火防爆

0、引言

在油气田的发展与生产中，其自身所采出的油气属于有害物质，其生产过程中也会生成易燃易爆的气体，如氢气、硫化氢等，这使得油气开发企业的生产工作地点极易出现爆炸气体环境，从而危及现场电器的安全运行。所以在易燃易爆的地方，一定要使用防火防爆电器，要针对不同的地方，要针对各种易燃易爆物品的种类及数量进行选择。通过对危害部位等级划分、电气设备失效原因分析、电气设备选择、安装及检修等几个方面的分析，识别了某些防爆电气设备在工作中可能会出现的危害和危害因素，并给出了相关的保护对策，同时也为电气设备的安全应用提供了几点建议，让电气设备能够更好地为生产服务。

1、防火防爆原理分析

在易燃和易爆的环境中，电器设备的设计、安装、操作和检修都应该尽可能地减小可燃性材料的释放和生成的危险区的面积，而可燃性材料的数量、释放频率和时间间隔都必须维持在最低限度。要发生爆炸，必须具备下列三个因素：可燃气体或蒸汽必须存在，气体或蒸汽必须满足一定的比例，才能使混合物燃烧。要阻止爆炸的发生，就需要满足上述必要条件，只要满足任何一个条件，就能避免爆炸的发生。当有可能发生爆炸时，应尽量排除起火源及周边可能产生的爆炸环境，若不能排除，应采用预防手段，将起火源与爆炸环境同时发生的可能性降至最低[1]。

2、防爆电器失效原因分析

一些防爆电气设备在运行一段时期后，由于设备磨损、本身和安装方面的问题，会丧失其抗爆能力，造成安全隐患，引起安全事故。造成电气设备失效的主要因素是：电气设备的安装项目管理及建设方面的问题；外壳材料，防腐问题；在应用中没有严格遵循规范和其它原因产生的问题；维护期间所产生的问题。主要包括：抗爆壳体的腐蚀和机械外力的破坏，选择和安装不好，设备质量差，没有根据环境中有害材料和成分的改变，对电力设备的防护水平进行升级。解决上述问题的方法有：选用符合标准的电气设备及电缆；对油气装置的电气装备和易燃易爆的环境进行了合理划分；严格按有关规定，从设计、生产到安装各环节严格把关，保证产品的质量；合理制订防爆电气装备维修方案，并做好日常维护，使其工作状态平稳，并具有优良的抗爆能力；建立健全的设施管理制度和制度体系[2]。

3、电气设备设计与安装

（1）在具有爆炸危险的情况下，应按以下情况选用电气装备：分区；易燃气体及灰尘分类；可燃性粉尘云和粉尘层的下限点燃温度。在具有爆炸灰尘的场所，电气设备必须采取相应的保护措施，以避免因外部高温而引起的易燃粉末着火。电器产品必须符合其在特定工况下的防爆特性。

（2）在爆炸性环，低压电源及照明线路所使用的隔离导线及电缆，其工作电压必须大于或等同；在发生爆炸的危险区域，不能使用未包覆的导线，除了配电板、接线箱或带有金属管道的导线。区域必须使用铜芯线，如果使用铝芯线，则其断面不小于16毫米，并与电器装置相联接；在架空或桥架敷设时，应选用防火型的电缆。在使用能够阻止机械破坏的情况下，可选用无装甲光缆。

（3）在易爆的环境下，根据表1所示的方法来选用电子装置的防护水平。防爆电器的等级和类别不能比易爆气体的类别和等级更低。

（4）在爆炸危害的环境中，电力装置及线路通常应有短路、接地及过负荷保护，对没有超载危险的电线，可以不加。在现场外部适当位置，应当设置用于在危害区域中进行应急切断的装置，持续工作的装置应当具有独立的线路，以免造成额外的非预期风险，而将其排除在应急回路之外。

（5）变电站、配电所及控制室等，宜设于易燃易爆场所以外，若为正压场所，宜设于1区或2区；在易爆气体环境中，如易燃材料大于空气，则在增加2区的变电站、配电所及控制室内的电器及仪器，必须高于户外地表0.6米。

（6）电线应设置在低爆炸风险或远离排放来源的区域；铺设电线的通道、电缆桥架或管道时，所穿越的墙体或地板上的空洞，均须用防火材料封紧；铺设电气线路时宜尽量避免机械损坏，震动，腐蚀，紫外线照射，易发热；无法避免时，要做好防护，可选用带保护的单芯或多芯电缆。在易燃易爆的场所中，电缆敷设时，必须设置绝缘层；在线缆末端相连时，线缆内侧部分若为多股，则其端部应当使用固定端或接头相连接；电缆敷设时，不能穿越易爆气体，电缆与爆炸气体之间的横向间距，不宜低于灯柱高度1.5倍。

表1   设备保护级别选择

4、电气设备检查与维护

防火防爆电气设备采用独特的设计，能在恶劣的环境下工作。所以，确保电力装备全生命周期的完整与可靠是十分必要的。因此，首先要对电气设备进行检验，然后再进行常规的检验，或请专家持续督导，如果有必要，还要进行维修。定期检验应该是有经验的，采用固定或移动设备进行。

检验水平可以分为目视检验、常规检验和细致检验。肉眼及常规检验均可在装置有电时进行，具体检验通常需要切断装置电源。初步检验主要用于检验防爆类型及设备的选择与安装需求。定时检验，可以是肉眼检验，也可以是常规检验。取样检验可以是目测，常规检验或详尽检验。样本的尺寸及构造必须与检验目标相一致。根据特定的需要，对持续监理进行了详细的观察或常规检测。在设备失效超过持续监测范围的情况下，需要周期性的检测。

利用直观观察法、线路短接法、测量线路电阻、更换设备、参数比对等方法，对电气设备进行安全性检验。直接观测法，即通过目视、听觉识别等手段，识别出电力装置有没有出现问题，以及在什么地方出现了故障。测线电阻是指通过对各个点进行电阻测试，从而确定出故障的具体位置。参数对比法就是把当前装置的当前参数与正常工作状态下的参数相比较，找到各参量之间的差异，以此来判定发生了什么故障或什么类型的故障[3]。

在需要的时候，对所有的装备都要标明基本情况，并且在需要的时候要进行相应的纠正。要小心维护装置的防爆型式。柔性电缆，柔性管和接头容易破损，定期检测，如有破损或缺漏，要及时更换。若因维修需要从设备上取下电气设备等，则需将暴露的电线适当地连接至

在合适的壳体中的终端上，或者从全部的电源中分离出来并且接地。在高危地区，电力设施的服役环境会对电力系统产生不良的影响，其中包括腐蚀、温度、紫外线辐射、水分侵入、沙尘沉积、机械与化学因素等。必须确认该电器在周围的温度条件下是否能正确工作。

5、结语

为了降低油田生产中因防爆电器引起的各种爆炸事故，针对其工作环境的特殊性、危险性、复杂性以及检修维修、服役年限等方面对其安全性的影响，文章对油田生产现场的防爆电器问题进行了归类，重点讨论了各种问题的表现和潜在的风险。在此基础上，针对存在的问题进行研究，为提升易燃易爆场所电器的防爆性能提供依据。

参考文献

[1] 万清华. 油气田生产中电气设备的防火防爆[J]. 石油化工安全环保技术,2021,37(1):37-40. DOI:10.3969/j.issn.1673-8659.2021.01.012.

[2] 胡景红,魏李程,邱洋. 油气生产现场防爆电气设备风险分析及控制措施[J]. 安全,2020,41(12):39-42. DOI:10.19737/j.cnki.issn1002-3631.2020.12.008.

[3] 王天禄,李清英,苟占和. 油气生产场所电气防火、防爆分析[J]. 天然气与石油,2008,26(4):57-60. DOI:10.3969/j.issn.1006-5539.2008.04.015.