燃氣電站項目建設(shè)過程中的防爆問題及防范措施

龔常勝

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙 413400）

在燃氣電站建設(shè)項目中，燃料供應(yīng)系統(tǒng)較為重要，爆炸危險性極高。燃料供應(yīng)系統(tǒng)的調(diào)試制約了進氣的日期，若進氣滯后，燃機點火并網(wǎng)、吹管等進程均會受到影響，導(dǎo)致機組不能按期投入生產(chǎn)。燃料供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備的防爆要求均較高，如果其防爆要求不達標(biāo)，將會給燃氣電站的運營階段留下較大的安全隱患，在燃氣電站的建設(shè)階段須落實防爆問題，落實防爆工作[1-2]。

1 背景

近年，我國油氣田發(fā)展較為迅速，液化石油氣（LPG）以及液化天然氣（LNG）開始逐漸盛行在經(jīng)濟發(fā)達的東南沿海地區(qū)，輸氣管線已連通一些大城市。借助天然氣的迅速發(fā)展，燃氣電站得到了相應(yīng)的發(fā)展，燃氣電站可以用來解決環(huán)保、熱電聯(lián)產(chǎn)、調(diào)峰等問題。為了確保燃氣電站建設(shè)項目的順利實施，有效避免爆炸事故，有必要對出現(xiàn)在燃氣電站項目建設(shè)過程中的防爆問題進行詳細分析。

2 防爆區(qū)域概況及特點

2.1 工程范圍

燃氣電站建設(shè)項目中最為關(guān)鍵的防爆區(qū)域包括性能加熱器區(qū)、儲氫站、燃氣站、燃機區(qū)域、燃油區(qū)域、汽機氫冷及密封油等。

2.2 項目驗收范圍

燃氣電站全廠需防爆驗收的項目具體如表1所示。

表1 防爆驗收項目 單位：個

2.3 驗收防爆項目

項目部依照IEC 60079標(biāo)準(zhǔn)，聘請有資質(zhì)的第三方共進行了5次防爆驗收作業(yè)。提出在防爆檔案、資料文件、選型、設(shè)計、驗收人員資格、施工等方面的問題。存在部分設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)需求不相符、電纜支架較少、防爆區(qū)域部分設(shè)備類型并不適用、電纜界面非圓形、設(shè)計中安全風(fēng)險因素偏高等問題，對全廠其他防爆區(qū)域提出檢查要求。

3 建設(shè)燃氣電站項目進程中的防爆問題

（1）未嚴(yán)格要求建立防爆檔案。在整理防爆檔案時應(yīng)由具備資格的人員在IEC 60079-17以及IEC 60079-14的要求下執(zhí)行，檔案中必須包含標(biāo)準(zhǔn)中要求的所有信息。一般情況下，供方資料以及防爆設(shè)備參差不齊，在完成防爆驗收后，防爆檔案的整理工作會多耗費額外時間。在檔案的整理與驗收環(huán)節(jié)，項目部需要專門聘請有資質(zhì)的工程師配合，導(dǎo)致成本增加。

（2）技術(shù)人員缺少相關(guān)培訓(xùn)，不熟悉防爆標(biāo)準(zhǔn)。在海外項目的多年運作中，首次遇到嚴(yán)苛的防爆需求，技術(shù)人員對防爆的需求、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容了解甚少且未參與過相關(guān)防爆培訓(xùn)，導(dǎo)致施工進程中缺乏嚴(yán)格的監(jiān)管，增加了工藝質(zhì)量問題的出現(xiàn)頻率。

（3）缺失防爆資料與信息，影響驗收。IEC標(biāo)準(zhǔn)中對資料有較為嚴(yán)格的要求。在現(xiàn)實的驗收環(huán)節(jié)中，缺少證書、設(shè)備資料、設(shè)備銘牌信息不全等情況較為嚴(yán)重，因此，如果不能及時出具設(shè)備防爆證書，需要與所有供方進行協(xié)調(diào)，耗費時間和精力，延長全廠防爆驗收時間。

（4）現(xiàn)場施工工藝質(zhì)量問題嚴(yán)重，耗時、耗力、耗財。重大工藝質(zhì)量問題頻出的原因在于施工人員缺少防爆施工資格，未參加過相應(yīng)的培訓(xùn)工作。較為典型的是混用直螺紋和錐螺紋，導(dǎo)致雙壓緊格蘭卡套施工工藝與標(biāo)準(zhǔn)要求不符合，施工行為損壞了設(shè)備內(nèi)絲、密封圈，導(dǎo)致接線工藝質(zhì)量不達標(biāo)等，在后期整改時消耗較為嚴(yán)重。

（5）供方偏多且配合程度參差不齊。防爆設(shè)備、設(shè)計的供方包含國內(nèi)外數(shù)十家供應(yīng)商，在整改驗收進程中存有缺陷時，眾多供方未能達到良好的配合效果，因此，便有了較長的防爆整改期。

4 在執(zhí)行過程中對防范措施的具體分析及經(jīng)驗教訓(xùn)

4.1 設(shè)備質(zhì)量與防爆要求嚴(yán)重不符

（1）電氣類設(shè)備問題。①廠家的設(shè)備銘牌信息不全。缺失IP等級、環(huán)境溫度等，與IEC標(biāo)準(zhǔn)不相符；②燃氣區(qū)域冷卻風(fēng)機電機防爆等級錯誤，非氣體防爆等級，而是粉塵防爆等級；③與大合同技術(shù)需求不相符。室外現(xiàn)場電氣設(shè)備的銘牌標(biāo)注為40 ℃，大合同中規(guī)定的室外環(huán)境溫度為55 ℃，違背合同要求。

（2）熱工類設(shè)備問題。①在驗收防爆設(shè)備進程中，驗收人員發(fā)現(xiàn)用于燃氣站區(qū)域的電纜均不合格，因此，要求使用復(fù)合式防爆格蘭卡套或?qū)﹄娎|進行全部更換。②部分廠家會預(yù)裝好設(shè)備，堵頭或格蘭卡套上會出現(xiàn)涂密封膠過緊的現(xiàn)象，在拆卸此設(shè)備卡套時，會出現(xiàn)設(shè)備螺紋損壞的現(xiàn)象，須進行更換。③廠家設(shè)備的銘牌上缺乏有效的IEC證書編號且關(guān)鍵信息缺失，主要是設(shè)備工作的環(huán)境溫度未標(biāo)識在設(shè)備銘牌上，與IEC標(biāo)準(zhǔn)有差異。④模塊化部分防爆區(qū)域的設(shè)備。廠家的施工工藝達不到防爆工藝需求。如未壓預(yù)制好設(shè)備的屏蔽線、鎧裝電纜壓鎧、電纜接線等問題，需整改全部現(xiàn)場設(shè)備。⑤使用非IEC標(biāo)準(zhǔn)認證的設(shè)備，如使用SA認證硫分析儀設(shè)備，但此設(shè)備僅在海外國家區(qū)域使用，與IEC標(biāo)準(zhǔn)不相符，廠家應(yīng)予以更換。⑥供貨商沒有依照技術(shù)協(xié)議要求供貨。技術(shù)協(xié)議中規(guī)定應(yīng)符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，但國內(nèi)的防爆設(shè)備與IEC標(biāo)準(zhǔn)有差異，且均明確了證書的有效期。⑦廠家供貨設(shè)備質(zhì)量不達標(biāo)，如在沒有措施的情況下卡死顯示屏外殼，再次拆卸會損壞設(shè)備，導(dǎo)致重新更換設(shè)備；將溫度變速器應(yīng)用在某壓縮機儀表架上等。

4.2 圖紙問題

設(shè)備采購與設(shè)計出圖時間相關(guān)聯(lián)，設(shè)計出圖時間滯后會導(dǎo)致采購周期延長，會影響設(shè)備與圖紙的一致性[3]。由于在下發(fā)防爆區(qū)域圖紙前，已簽訂的防爆區(qū)域材料設(shè)備供貨合同中，附件內(nèi)IEC 60079標(biāo)準(zhǔn)已被明確為防爆區(qū)域內(nèi)電氣設(shè)備的供貨標(biāo)準(zhǔn)，但對應(yīng)的防爆區(qū)域的位置并未明確。升級圖紙后會擴大防爆區(qū)域，非防爆設(shè)備會出現(xiàn)在防爆區(qū)域，導(dǎo)致現(xiàn)場防爆區(qū)域中的部分材料與設(shè)備與IEC標(biāo)準(zhǔn)不相符，解決此問題必須更換設(shè)備。

在該項目中，具體表現(xiàn)為圖紙升級后的燃油設(shè)備防爆區(qū)域范圍與原圖紙相比有增大的現(xiàn)象。由于燃油區(qū)域的施工在下發(fā)最新版圖紙前已完成，后增加的防爆區(qū)域內(nèi)的材料和設(shè)備不符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致需要重新采購陰極保護柜子等設(shè)備。燃油燃氣區(qū)域的火災(zāi)報警系統(tǒng)由小EPC承包商設(shè)計并施工，全場防爆圖出圖時間滯后，導(dǎo)致信息不全的情況下，承包商使用不符合最新版設(shè)計需求的普通型號的火災(zāi)報警設(shè)備，后期為了滿足防爆驗收要求，需更換設(shè)備，增加額外的施工成本。

針對以上圖紙問題的處理建議為，設(shè)計院牽頭重點研究、計算與分析項目的防爆范圍、明確項目的具體防爆邊界和區(qū)域。在設(shè)備采購前凍結(jié)防爆設(shè)計，并一同明確執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備認證等詳細要求，應(yīng)對其他設(shè)計單位以及主機廠進行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，做到不遺漏設(shè)計輸入。

5 對后續(xù)執(zhí)行項目的建議

5.1 投標(biāo)階段

與業(yè)主確定防爆需求的時間應(yīng)在合同技術(shù)澄清階段，對其中的防爆資料及防爆驗收（資質(zhì)人員與要求是否相符、驗收環(huán)節(jié)中是否必須有獨立的第三方公司是、當(dāng)?shù)厥欠翊嬖趩为毠芾矸辣南嚓P(guān)機構(gòu)）、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)（防爆設(shè)備均認可、必須有CSA/UL/CNEx或ATEX認證、執(zhí)行IEC Ex 認證等）、設(shè)備認證（其他國家標(biāo)準(zhǔn)、當(dāng)?shù)氐钠渌厥庖蟆?zhí)行ISO 80079-36和IEC 60079標(biāo)準(zhǔn)）以及具體的防爆區(qū)域等細節(jié)要求進行明確，為后期的采購以及設(shè)計提供依據(jù)[4]。

5.2 設(shè)計環(huán)節(jié)

對合同中的具體要求（是否執(zhí)行IEC 60079標(biāo)準(zhǔn)、海外項目是否存在特殊需求）以及使用標(biāo)準(zhǔn)進行明確，做到無偏差設(shè)計。由設(shè)計院統(tǒng)籌全場的防爆設(shè)計，并將詳細的要求提供給設(shè)備廠家，特別是氫氣、蓄電池、燃氣、燃油等易燃易爆介質(zhì)等的設(shè)備。防爆區(qū)域的圖紙設(shè)計完成后應(yīng)及時與業(yè)主溝通，盡快審批，防止后期變更防爆區(qū)域，造成非防爆設(shè)備安裝在防爆區(qū)域的現(xiàn)象[5]。

5.3 采購環(huán)節(jié)

明確設(shè)計圖中的防爆范圍后再簽訂設(shè)備采購合同，在采購合同中須明確人員資質(zhì)、設(shè)備防爆證書、設(shè)備認證標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備說明書以及設(shè)備銘牌標(biāo)識等要求，應(yīng)嚴(yán)格依照IEC 60079-11提供的資料采購IS（intrinsic safety）類設(shè)備。

6 結(jié)語

綜上所述，在建設(shè)燃氣電站項目的進程中，分析、整理危險區(qū)域中的不同種防爆問題后，提出相應(yīng)整改方式達到防爆需求，確保設(shè)備質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)相符，是保證燃氣電站項目防爆工作順利實施的重要措施。