廈門(mén)市公安消防支隊(duì) 施華杰

1.引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人民生活水平的提高，易燃易爆物質(zhì)的生產(chǎn)、使用、存儲(chǔ)場(chǎng)所大量增加。但是，易燃易爆物質(zhì)的大量增加并沒(méi)有使得存放易燃易爆物質(zhì)的場(chǎng)所的安全性得到很大的提高，恰恰是這些場(chǎng)所的火災(zāi)載荷大，一旦發(fā)生火災(zāi)，撲救非常困難，而且這些存放易燃易爆物質(zhì)的場(chǎng)所對(duì)消防安全管理并不重視，消防基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也不夠健全，以至于一旦發(fā)生火災(zāi)損失非常嚴(yán)重，因此，我國(guó)易燃易爆場(chǎng)所的消防安全隱患問(wèn)題必須受到重視。根據(jù)我國(guó)易燃易爆場(chǎng)所發(fā)生電氣火災(zāi)的規(guī)律和特點(diǎn)，本文以油氣生產(chǎn)場(chǎng)所的電氣防火為例，詳細(xì)制定了一系列消防安全對(duì)策，對(duì)我國(guó)加強(qiáng)易燃易爆場(chǎng)所的電氣防火消防安全管理、制定合理的滅火預(yù)案具有重大的意義。

油氣生產(chǎn)場(chǎng)所的易燃易爆物體主要是天然和、丙烷和汽油，該場(chǎng)所產(chǎn)生火災(zāi)事故有三個(gè)條件：存在易燃?xì)怏w、易燃?xì)怏w濃度夠高、存在點(diǎn)燃易燃?xì)怏w的火花、電弧等。本文探討了如何消除能夠點(diǎn)燃易燃?xì)怏w的火花、電弧等電氣設(shè)備的策略。

2.電氣設(shè)備布置

2.1 電氣防火間距

在現(xiàn)行的電氣設(shè)備防火間距規(guī)范中，明確規(guī)定了在石油天然氣站建設(shè)中電力線(xiàn)路、電力變壓器等電力設(shè)施的間距，但是卻沒(méi)有明文規(guī)定柴油發(fā)電機(jī)組的布局[1]。但是，柴油發(fā)電機(jī)組的的排煙管道溫度較高，最高可達(dá)800度，這種高溫足以引起易燃易爆氣體的燃燒和爆炸。因此，對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)組的布局以防火規(guī)范中的表5.2.3中的加熱爐、鍋爐房規(guī)定的間距布局。

2.2 電線(xiàn)電纜鋪設(shè)原則

根據(jù)防火規(guī)范中的第2.5.8條[2]，按照爆炸性氣體環(huán)境電氣線(xiàn)路的設(shè)計(jì)和安裝條款對(duì)電線(xiàn)電纜進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)電線(xiàn)電纜在電纜溝進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)，必須防止可燃?xì)怏w積聚及防止含可燃液體的污水進(jìn)入溝內(nèi)，當(dāng)鋪設(shè)電線(xiàn)電纜的電纜溝通入室內(nèi)時(shí)，墻洞處必須密封和填實(shí)，如果在易燃?xì)怏w的密度高于空氣密度的環(huán)境下作業(yè)時(shí)，必須將電線(xiàn)電纜鋪設(shè)在較高處或者埋在地下，排在地下時(shí)還需要設(shè)置排水措施。

2.3 上風(fēng)口原則

對(duì)于有明火高溫的設(shè)備和電氣設(shè)備，應(yīng)該安裝在上風(fēng)口處，有利于降低發(fā)火爆炸的幾率。而且，對(duì)于一些開(kāi)闊的場(chǎng)地，還不能忽視常年風(fēng)向的問(wèn)題[3]。在天然氣場(chǎng)站改擴(kuò)建的過(guò)程中，必須按照變壓器、發(fā)電機(jī)組、有明火的地點(diǎn)應(yīng)該布置在全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)的要求進(jìn)行布置。

3.設(shè)備選型

3.1 可燃?xì)怏w探測(cè)設(shè)備

在天然氣場(chǎng)站一項(xiàng)有力的對(duì)可燃?xì)怏w提供檢測(cè)的手段就是安裝可燃?xì)怏w探測(cè)設(shè)備，它為油氣生產(chǎn)安全提供了保障。在石油設(shè)施電氣裝置場(chǎng)所分類(lèi)中明確規(guī)定了可燃?xì)怏w探測(cè)設(shè)備的型號(hào)、安裝、報(bào)警方式和檢驗(yàn)周期。但是，目前全國(guó)各地很少有易燃易爆場(chǎng)所安裝可燃?xì)怏w探測(cè)設(shè)備，因此建議在場(chǎng)所的可能泄露點(diǎn)的地方安裝可燃?xì)怏w探測(cè)設(shè)備。

3.2 電氣設(shè)備選型

3.2.1 油氣場(chǎng)所常用防爆電氣選型

油氣場(chǎng)所的防爆電氣應(yīng)按照爆炸性氣體環(huán)境的電氣裝置的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選型，根據(jù)是由設(shè)施電氣裝置場(chǎng)所分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，一般來(lái)說(shuō)，油氣場(chǎng)所的常規(guī)氣體可以分為3組，T1組、T2組、T3組。因此選擇ExdII BT4防爆電氣設(shè)備就能滿(mǎn)足所有的需求。

3.2.2 戶(hù)外、腐蝕環(huán)境電氣選型

通常情況下油氣場(chǎng)所的所有裝置設(shè)備都在露天和開(kāi)放式環(huán)境中，因?yàn)橐兹家妆瑲怏w不能進(jìn)行封閉，否則將帶來(lái)安全隱患。由于空氣中含有硫化氫等腐蝕氣體[4]，因此，在進(jìn)行電氣設(shè)備選型時(shí)，不僅要考慮使用防爆設(shè)備，還需要考慮設(shè)備的抗腐蝕和抗氧化性。如果使用了不能抗腐蝕的設(shè)備，在使用一段時(shí)間后，隔爆面就會(huì)生銹，設(shè)備內(nèi)也會(huì)受到損壞。

3.3 防爆電器安裝

在易燃易爆場(chǎng)所，即使對(duì)設(shè)備的選型、防火間距、電線(xiàn)電纜鋪設(shè)都滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)，也不能達(dá)到防爆電器的安裝要求。根據(jù)國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)94D801《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電氣線(xiàn)路和電氣設(shè)備安裝》的標(biāo)準(zhǔn)[5]，在電氣安裝時(shí)，每一個(gè)局部的密封、封堵、配管方式都有詳細(xì)的圖紙。

3.4 防火防爆電器的維護(hù)

3.4.1 防火防爆電器的常見(jiàn)問(wèn)題

a.密封問(wèn)題。供應(yīng)商提供的防爆電氣的密封一般都會(huì)有問(wèn)題，因?yàn)殡娎|引入壓緊螺母都是塑料制造的。其次，對(duì)于接線(xiàn)盒內(nèi)一個(gè)引入口有兩根及以上的電纜的情況，也不符合要求。而且，有些電纜尺寸與密封口尺寸不匹配，電纜引入口也沒(méi)有充分壓緊，因此需要對(duì)其密封問(wèn)題進(jìn)行處理。

b.防爆環(huán)境。很多易燃易爆場(chǎng)所沒(méi)有使用防火防爆電器，或者沒(méi)有在防火防爆電器上安裝標(biāo)示。

c.防爆設(shè)備要求。有的易燃易爆場(chǎng)所雖然使用了防火防爆設(shè)備，但是該設(shè)備卻不符合該場(chǎng)所的防爆級(jí)別，比如有的環(huán)境需要防水防腐蝕，但是卻沒(méi)有使用防水防腐蝕的設(shè)備。

d.設(shè)備地線(xiàn)連接。有的防火防爆設(shè)備沒(méi)有連接地線(xiàn)。

3.4.2 防火防爆電器維修注意事項(xiàng)

a.在維修防火防爆電器時(shí)，必須要先斷電，再開(kāi)啟蓋。

b.在易燃易爆場(chǎng)所對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修時(shí)，所有的維修設(shè)備都要用防爆型的，而且所用的工具也不能產(chǎn)生火花。

c.對(duì)防爆型電氣設(shè)備最好不要拆裝。在必要情況下，對(duì)防爆型電氣設(shè)備拆裝時(shí)，需要妥善保護(hù)隔爆面，不能對(duì)其進(jìn)行損傷。

4.供電設(shè)計(jì)

4.1 TN-S供電系統(tǒng)

在易燃易爆區(qū)域，要大力推廣TN-S供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)的一大優(yōu)勢(shì)是保護(hù)線(xiàn)和中性線(xiàn)是分開(kāi)的，而且保護(hù)線(xiàn)和設(shè)備外殼都是不帶電的[6]。假若供電系統(tǒng)出現(xiàn)短路情況，電流能夠通過(guò)保護(hù)線(xiàn)構(gòu)成回路，由于回路的電阻較小，保護(hù)電氣能夠迅速切斷電流，從而使得易燃易爆環(huán)境及時(shí)脫離漏電風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 易燃易爆場(chǎng)所的電氣保護(hù)及自動(dòng)裝置

a.設(shè)定短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、接地保護(hù)。要對(duì)短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)進(jìn)行驗(yàn)算，確保在短路或者其他故障情況下，能夠及時(shí)切斷電路并且保護(hù)電氣設(shè)備。除此之外，在單相線(xiàn)路上還需安裝雙級(jí)開(kāi)關(guān)，以便能夠同時(shí)斷開(kāi)零線(xiàn)和相線(xiàn)。

b.在裝有通風(fēng)裝置的易燃易爆場(chǎng)所，應(yīng)該在通風(fēng)設(shè)備和電氣設(shè)備之間安裝電氣聯(lián)鎖裝置。不論是啟動(dòng)電氣設(shè)備還是斷開(kāi)電氣設(shè)備，都應(yīng)該首先開(kāi)啟通風(fēng)裝置或者關(guān)閉通風(fēng)裝置。

c.在易燃易爆環(huán)境中，電氣設(shè)備需要安裝漏電保護(hù)裝置。

5.防雷、防靜電

5.1 防雷規(guī)范

目前，有許多易燃易爆場(chǎng)所所使用的防雷設(shè)計(jì)是遵從建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范的，在建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范中明確規(guī)定其規(guī)范不適合油罐、化工戶(hù)外裝置的防雷設(shè)計(jì)。因此，必須要對(duì)易燃易爆場(chǎng)所進(jìn)行專(zhuān)用的防雷設(shè)計(jì)。

5.2 避雷針保護(hù)范圍計(jì)算方法

雷電先導(dǎo)通道發(fā)展到離地面一定高度H時(shí)，地面上的避雷針才可能影響雷電先導(dǎo)的發(fā)展方向，使雷電先導(dǎo)通道沿著電場(chǎng)強(qiáng)度最大的方向擊向避雷針。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析可知，雷電高度H與避雷針高度h是相關(guān)聯(lián)的，當(dāng)避雷針高度小于30米時(shí)，雷電高度大約為600米，當(dāng)避雷針高度大于30米時(shí)，雷電高度大約為10000米以上，因此大多數(shù)的雷電都在離地面300米以上，故避雷針的保護(hù)范圍是根據(jù)室內(nèi)人工雷電沖擊電壓下的模擬研究確定的。根據(jù)易燃易爆場(chǎng)所的特點(diǎn)，該場(chǎng)所的避雷針應(yīng)該使用折線(xiàn)法計(jì)算保護(hù)范圍，該方法不僅直觀，而且使用起來(lái)更為簡(jiǎn)單，性?xún)r(jià)比高，且符合《石油天然氣工程設(shè)計(jì)的防火規(guī)范》。

5.3 接地裝置的布置與沖擊接地電阻

技術(shù)較為陳舊的接地裝置一般都是鋼水平接地、垂直接地，但是隨著接地技術(shù)的發(fā)展以及易燃易爆場(chǎng)所的特點(diǎn)，對(duì)接地技術(shù)提出了更高的要求。現(xiàn)階段，接地技術(shù)推陳出新，相繼出現(xiàn)了防腐離子接地體、防腐長(zhǎng)效降阻接地極、電解地極、銅包鋼接地棒、純銅接地棒、接地模塊等。雖然這些新的接地技術(shù)有著傳統(tǒng)接地技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì)，但是這些接地技術(shù)都有一個(gè)相同點(diǎn)，在突然中雷電流泄放時(shí)都存在著火花效應(yīng)，因此，各個(gè)接地體之間應(yīng)該相互屏蔽，使沖擊電流流散條件變壞。在易燃易爆場(chǎng)所布置接地裝置時(shí)，主要被保護(hù)的設(shè)備和設(shè)施附近必須布置接地極，這樣就避免了雷電對(duì)保護(hù)物的二次反擊。

5.4 接地裝置的防腐蝕

傳統(tǒng)的防腐蝕技術(shù)一般采用鋼熱鍍鋅，接頭焊接處加瀝青涂敷，這種方式雖然在一定程度上防止了腐蝕，但是在土壤中不能長(zhǎng)期保持不被腐蝕，甚至?xí)霈F(xiàn)接地體斷線(xiàn)以及其他連接線(xiàn)斷開(kāi)等情況。如果接地體中大量采用銅材和接地模塊，防雷、防靜電和電氣設(shè)備接地的被保護(hù)體會(huì)失去電子被腐蝕。因此，在進(jìn)行接地裝置防腐蝕工程中，應(yīng)該對(duì)當(dāng)?shù)氐耐寥狼闆r進(jìn)行調(diào)研，盡量選用鈦合金的防腐蝕材料。

6.結(jié)語(yǔ)

易燃易爆場(chǎng)所一直都是火災(zāi)發(fā)生的高危地帶，易燃易爆物質(zhì)的大量增加并沒(méi)有使得存放易燃易爆物質(zhì)的場(chǎng)所的安全性得到很大的提高。本文以油氣生產(chǎn)場(chǎng)所的電氣防火為例，從防火間距、電氣設(shè)計(jì)、電氣安裝、防雷、防腐蝕等幾大因素展開(kāi)討論制定了一系列消防安全對(duì)策，對(duì)我國(guó)加強(qiáng)易燃易爆場(chǎng)所的電氣防火消防安全管理、制定合理的滅火預(yù)案具有重大的意義。

[1]GB50058-92,爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB50183-2004,石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[3]成新華.淺議易燃易爆場(chǎng)所消防安全對(duì)策[J].科學(xué)之友,2011,2(1):111-112.

[4]劉東旗.電氣火災(zāi)的分析和預(yù)防[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2011(7):56-57.

[5]朱考華.淺談公共場(chǎng)所電氣火災(zāi)成因與預(yù)防對(duì)策[J].廣東科技報(bào),2005(8):32-34.

[6]王立偉.關(guān)于商場(chǎng)的電氣防火與管理[J].東方企業(yè)文化,2011(11):121-123.