楊小龍(中交一航局安裝工程有限公司，天津 300457)

0 引言

油品碼頭作業(yè)風(fēng)險性較高，裝卸的對象為原油、成品油以及化學(xué)品等，無論是運(yùn)輸還是存儲過程中均存在非常高的易燃易爆風(fēng)險，安全隱患高，是作業(yè)生產(chǎn)管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。尤其是對于電氣設(shè)備的使用，可能造成高溫、火花等，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)生安全隱患。要想保證油碼頭作業(yè)安全，就必須采取有效的防爆措施。

1 油品碼頭爆炸原因

油品碼頭的作業(yè)具有很大的特殊性，容易出現(xiàn)爆炸事故，而且在油品的裝卸過程中容易出現(xiàn)泄漏問題，在遇到一定條件后便會發(fā)生爆炸[1]，還會造成巨大的資源浪費(fèi)。導(dǎo)致爆炸的因素如下：(1)可燃物，例如可燃性氣體以及液體；(2)助燃物，空氣中含有氧氣，泄漏的油品在氧氣充足的條件很容易產(chǎn)生火災(zāi)爆炸；(3)引燃源，例如：高溫、電弧、電火花、靜電等。要有效地預(yù)防油品碼頭爆炸事故的發(fā)生，就必須要從引發(fā)爆炸的條件出發(fā)，積極采取措施來遏制爆炸隱患。而電氣防爆研究，則是將側(cè)重點(diǎn)放在預(yù)防電氣設(shè)備成為引燃源。

2 油品碼頭電氣防爆措施

2.1 嚴(yán)謹(jǐn)選擇防爆電氣設(shè)備

2.1.1 防爆電氣分類

對于防爆電氣設(shè)備的選擇，首先要充分了解設(shè)備的特征，并根據(jù)運(yùn)行條件進(jìn)行對比，以選擇相應(yīng)的設(shè)備。根據(jù)我國相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，此類設(shè)備主要分為以下幾種類型：Ⅰ類主要適用于煤礦瓦斯環(huán)境；Ⅱ類主要應(yīng)用在廠用氣體環(huán)境；Ⅲ類應(yīng)用在其他的粉塵環(huán)境。Ⅱ類設(shè)備又分為A、B、C級別，后者對于前者環(huán)境具有適用性。

另外，按照最高表面溫度進(jìn)行劃分，按照由高到低的順序依次是T1、T2、T3、T4、T5以及T6共6個溫度組別[2]。從防爆原理角度來進(jìn)行分析，目前常用的防爆電氣類型包括隔爆型、充砂型、增安型、正壓型以及本質(zhì)安全型等，且不同類型的電氣設(shè)備所適用的作業(yè)環(huán)境不同。對于油品碼頭來講，為達(dá)到良好的電氣防爆效果，應(yīng)優(yōu)先選擇隔爆型與本質(zhì)安全型兩種。

2.1.2 防爆電氣選擇

面對不同類型的防爆電氣設(shè)備，在選擇時要堅(jiān)持適應(yīng)性以及合理性原則，在控制成本的前提下，確認(rèn)最佳搭配組合，降低電氣因素導(dǎo)致的油品碼頭爆炸事故發(fā)生的概率。在防爆電氣設(shè)備上面，會標(biāo)注明顯標(biāo)識，這個可以作為一項(xiàng)重要的篩選依據(jù)，便于對設(shè)備的防爆類型、級別、組成等信息進(jìn)行了解。由于油品碼頭作業(yè)具有非常高的易燃易爆風(fēng)險，因此對于相關(guān)防爆電氣設(shè)備的選擇也要根據(jù)規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)格的危險劃分，并結(jié)合油品的性質(zhì)特點(diǎn)，分析判斷現(xiàn)場可能會存在的爆炸性混合物物質(zhì)，且確認(rèn)該類物質(zhì)的對應(yīng)級別以及組別。綜合分析現(xiàn)場條件與設(shè)備運(yùn)行特征，確定最合適的電氣設(shè)備。其中，部分區(qū)域可能會出現(xiàn)兩種及以上混合爆炸性物質(zhì)，防爆電氣設(shè)備的選擇條件需要更加嚴(yán)格，應(yīng)對現(xiàn)場混合物內(nèi)的各種物質(zhì)級別以及組別進(jìn)行分析，且對其進(jìn)行排列，確認(rèn)風(fēng)險性最高的級別與組別，然后根據(jù)此來選擇合適的防爆電氣設(shè)備，達(dá)到最佳電氣防爆效果[3]。

2.1.3 電氣選型案例

基于某個油品碼頭進(jìn)行分析，此碼頭主要業(yè)務(wù)是卸載成品油及原油，比較集中的是卸載作業(yè)。根據(jù)規(guī)范要求，對于油品卸載，要以卸油口為中心，劃出周圍3m范圍。對于延伸至水面空間，則劃分成2區(qū)，其范圍包括了部分的作業(yè)區(qū)域。為提高電氣防爆效果，最終確定將碼頭作業(yè)平臺均歸入到2區(qū)范圍內(nèi)[4]。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)可知，碼頭所卸載的介質(zhì)為ⅡA類原油，屬于T3組別，為最低級別，同時爆炸區(qū)域?yàn)?區(qū)，這樣就可將電氣設(shè)備級別設(shè)定在Ⅱ類，組別則是T3～T6均可，基本上所有的防暴形式均可以達(dá)到專業(yè)的防爆要求。通過分析該油品碼頭的實(shí)際作業(yè)環(huán)境以及防爆電器設(shè)備類型需求，最終確定選擇本安型儀表類設(shè)備，如：Exia ⅡBT6；其他設(shè)備則為隔爆型，如：Exd ⅡB4以及Exd ⅡT6等。

2.2 科學(xué)進(jìn)行設(shè)備安裝與維護(hù)

防爆電氣設(shè)備與常規(guī)電氣設(shè)備在結(jié)構(gòu)以及工藝上均有著一定的差異，要想將防爆特性突出出來，不僅要對制造工藝進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，還要對其后期的安裝及維護(hù)工作進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范處理，以確保防爆設(shè)備運(yùn)行能夠提升安全性及可靠性。這是一個連貫的過程，無論是設(shè)備選型，還是安裝維護(hù)，一旦出現(xiàn)問題，就會對設(shè)備的整體運(yùn)行產(chǎn)生影響，進(jìn)而無法達(dá)到預(yù)期的防爆效果，油品碼頭依然存在著電氣爆炸隱患。例如進(jìn)入防爆區(qū)的工作人員，必須要先觸摸消除靜電的設(shè)備，避免出現(xiàn)自身攜帶靜電的情況，以免進(jìn)入防爆區(qū)域后由于靜電而產(chǎn)生爆炸隱患。另外，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)規(guī)定穿防靜電工作服裝，并佩戴相關(guān)的防爆通訊設(shè)備和維修設(shè)備，以便于及時解決爆炸隱患。另外，要注意對區(qū)域內(nèi)的可燃?xì)怏w濃度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，一旦確認(rèn)濃度超出最高限值必須要及時采取相應(yīng)措施防爆，且要避免繼續(xù)在該環(huán)境下作業(yè)。所有安裝與維護(hù)工作均要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，并安排專人監(jiān)管，做好工作記錄，尤其是動火維修作業(yè)更是要強(qiáng)調(diào)防爆安全，消除存在的隱患。

2.3 有效預(yù)防設(shè)備靜電危害

油品碼頭電氣防爆的另一個要素便是預(yù)防設(shè)備的靜電，采取有效措施來對靜電進(jìn)行有效消除。通過靜電荷的集中放電，可以產(chǎn)生較大的能量，然后對環(huán)境中存在的爆炸性混合氣體進(jìn)行引燃，產(chǎn)生爆炸風(fēng)險。對于油品碼頭靜電預(yù)防方面也有明確的規(guī)定，針對接地裝置以及檢測等提出了相應(yīng)的要求，在實(shí)際操作中可以通過裝設(shè)船岸跨接電纜的方式來消除以及預(yù)防靜電。

(1)可以為靜電提供電路。在將油品介質(zhì)裝入到貨油艙時，油艙與船殼將會產(chǎn)生靜電，且極性與油品所帶的靜電電荷極性相反。存在部分人員認(rèn)為，船體結(jié)構(gòu)所帶電荷可以通過港區(qū)水到達(dá)地面，相比設(shè)置一條小直徑的接地電纜能夠很好的消除靜電[5]。從專業(yè)角度上來講，通過設(shè)置船岸跨接電纜能夠更好地實(shí)現(xiàn)船體結(jié)構(gòu)與碼頭相近一側(cè)表面電荷通過岸上消散至大地，達(dá)到船岸連接區(qū)域等電位的目的。在實(shí)際作業(yè)中，油船的其他部位與岸邊相接觸的面積并不多，大部分情況下不會出現(xiàn)金屬連接的情況，這樣來講設(shè)置等電位連接對于消除靜電防爆具有重要意義。

(2)為雜散電流提供電路。船岸管路以及軟管系統(tǒng)均有可能會存在著大量的雜散電流，如果不能有效處理，也有一定可能會成為引燃源。在其中通過的雜散電流，一方面是因?yàn)槔脧?qiáng)制電流法或犧牲陽極法對油碼頭或船體進(jìn)行陰極防護(hù)產(chǎn)生的；另一方面則是因?yàn)榇堕g電位差以及電源問題導(dǎo)致的電流泄漏。船岸之間往往會存在電位差，且多為變數(shù)，即便是相同的油船靠泊在同一個泊位，在不同時間段電位差的數(shù)值也不相同，但是一般數(shù)值都比較小，為0.4～1.5 V。雖然電位差不高，以及跨接電纜阻值也僅有0.000 8 Ω左右，但是在連接的瞬間也會產(chǎn)生上千安的電流，需要將其納入到電氣防爆風(fēng)險管理中。通過設(shè)置船岸跨接電纜能夠?yàn)榇祟愲s散電流提供電路，消除瞬時電流帶來的隱患。

另外，還可以安裝絕緣法蘭，一方面是能夠中斷船岸之間輸油管線上存在的雜散電流；另一方面也可以為設(shè)備以及管道等存在的靜電提供對地泄漏的通道。為了能夠達(dá)到中斷雜散電流的目的，在安裝絕緣法蘭時，要注意杜絕其與外部金屬接觸產(chǎn)生短路，要求面向海的一側(cè)輸油管線中的所有金屬均不得與碼頭上的金屬構(gòu)件產(chǎn)生接觸；面向岸邊的一側(cè)輸油管線所有金屬均不得與船體產(chǎn)生接觸。同時，還要注意絕緣法蘭面向海洋一側(cè)的所有金屬應(yīng)與船體電氣保持良好的連續(xù)性，而面向岸邊一側(cè)的金屬均需要與碼頭固定接地裝置保持良好的電氣連續(xù)性，只有這樣才能夠有效地消除靜電。很多油品碼頭已經(jīng)對裝載臂安裝了絕緣法蘭，這樣在裝卸油品時可以保證更高的安全性，不僅可以消除靜電，同時又能夠組織雜散電流，起到了良好的防爆效果。絕緣法蘭如圖1所示。

圖1 絕緣法蘭

3 油品碼頭控制系統(tǒng)

油品碼頭作為危險防爆2區(qū)裝置，各類型設(shè)備的安裝設(shè)置一般均比較分散，在針對電氣防爆措施進(jìn)行分析時，應(yīng)注意通過可靠的控制系統(tǒng)來監(jiān)控以及采集各項(xiàng)工藝參數(shù)，掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，通過控制、聯(lián)鎖、報警以及急停等子系統(tǒng)，來為碼頭安全作業(yè)提供保障。

4 結(jié)語

油品碼頭防火防爆是安全生產(chǎn)的重要前提，一直都是重點(diǎn)研究的內(nèi)容。而針對電氣防爆措施的研究，主要目的是消除電氣系統(tǒng)帶來的隱患，避免因?yàn)殡姎庖蛩囟a(chǎn)生引燃源。在實(shí)際操作中，需要根據(jù)防爆基本要求，確定電氣防爆的主要方向，然后通過設(shè)備選型、安裝維護(hù)以及靜電預(yù)防等措施來將安全風(fēng)險降至最低，爭取在最大程度上做到科學(xué)有效的防爆處理。