石油电气

石油电气（精选9篇）

石油电气 篇1

在石油化工企业生产过程中,由于生产与使用大量易燃易爆化学品,使工厂内生产、储存和运输过程中出现大量易燃易爆场所,而电气设备和线路在运行过程中因短路漏电、电火花、过载和静电积聚等产生的点火源已成为火灾爆炸事故的主要原因之一。因此,在石油化工厂复杂的环境下做好电气安全管理尤为重要。

危险因素

根据能量转移论的观点,人受伤害的原因是某种能量向人体的转移,而事故则是一种能量的不正常或不期望的释放。可见,电气危险因素是由电能的非正常状态形成的。电气危险因素分为电气火灾爆炸危险、触电危险、电气系统故障、静电危险、射频电磁辐射和雷电危险等。基于石油化工企业工艺操作条件严苛、化学品易泄漏的特点,本文将重点探讨电气火灾爆炸危险、触电危险、电气系统故障与雷电危险因素。

火灾爆炸危险

在石油化工企业的火灾和爆炸事故中,电气火灾和爆炸事故占很大比例,仅次于明火。由于一般电火花温度很高,而电弧温度更可高达6 000℃,因此,电气火灾和爆炸事故大都由电火花及电弧引起。电弧的高温不仅能引起可燃物燃烧,而且能使金属熔化、飞溅,构成危险的火源;而电火花能否构成火灾危险,主要取决于火花能量,当该火花能量超过周围空间爆炸性混合物的最小引燃能量时,即有可能引起爆炸。而部分石油化工厂内的环境中会存在易燃介质,其最小引燃能量较低,恰好提供了着火爆炸的条件。

2006年10月28日,某公司27名施工人员在原油储罐浮顶隔舱内进行刷漆作业,在作业接近结束时,隔舱突然发生爆炸,造成13人死亡、6人轻伤,损毁储罐浮顶面积达850 m2。调查显示:施工现场电气线路不符合安全规范要求,使用的行灯和手持照明灯具都没有防爆功能,电气火花引爆了达到爆炸极限的可燃气体,导致这起重大爆炸事故的发生。

人员触电危险

石油化工企业生产工艺复杂,电气设备和线路几乎遍布每一个生产岗位,除了固有的生产电气设备风险,如电缆线接头暴露在水中、现场检维修未停电或送电后继续作业、带负荷拉闸等外,现场作业活动还涉及各种电气设备或工具,一旦出现绝缘老化或损坏、接地不良、短路或人员误操作等,都容易导致人员触电事故的发生。

电气系统故障

石油化工企业供电系统比较复杂,用电负荷大,电气设备多,线路分布面广,易导致各种电气系统故障。石化工厂内易存在导电介质、酸碱液等腐蚀介质以及高温等极端操作条件,将电气设备、导线、电缆等安装在这些介质或环境中,其绝缘材料容易老化、损坏,还会在设备外层附着一层带电物质,形成放电通道造成漏电,引发电气系统故障。

2004年4月26日,某石化变电站由于环境污染严重,户外设备腐蚀严重,外绝缘性能下降等原因,导致主变高低压开关跳闸,站用电母线失电,数百台机泵停机,8套主体生产装置停车。

雷电危害

化工企业铁塔林立,塔罐众多的特点决定其极易遭受雷电的侵害。一方面,企业生产过程中所用介质大都为易燃、易爆物质,直接雷击很可能产生电弧,造成电气设备损坏引起火灾爆炸;另一方面,工业过程的相互关联与控制更加紧密,对相应的过程信息与检测管理的依赖加重,企业在生产过程中使用了多种大型自动化控制系统,存在因雷电感应损坏DCS(Distributed Control System,分布式控制系统)自动化控制系统等方面的事故隐患。可见,雷电对电气系统来说,是不容忽视的危害。

2008年6月3日,某石化公司厂区遭受雷雨天气雷击,引起乙烯厂裂解装置3台裂解炉电路短路起火,随后猛烈燃烧,火头最高时约30 m,经20多辆消防车1个多小时紧张扑救,大火才得到有效控制。

风险控制措施

本质安全设计

石油化工企业的电气设备,除了要按照正常的规范和标准进行设计外,还需要根据外部环境条件进行特殊设计处理。石油化工企业生产工艺过程复杂,有毒有害化学品众多,导致其具有不同于其他行业的高风险性,而在此环境下进行电气设备操作,必须加强电气设备的本质安全,从设备的设计、选型、采购前期介入,高标准进行风险控制,提出安全角度的建议。

石油化工企业进行电气设计时,设计人员应首先考虑生产的安全性。进行设计时应判断和确定环境性质,并对环境进行危险区域划分,掌握电气设备的选择原则和产品性能,严格细致地进行电气设计,从而有效防止爆炸条件的形成,并减轻爆炸、火灾等的危险程度,实现安全生产的目的。

设备隐患排查

在石油化工企业电气设备经过严格设计之后,如果防爆电气设备选型、安装、维护不当,容易造成企业的麻痹大意,比非防爆电气设备更危险。因此,化工企业在生产过程中,必须对危险区域内的防爆电气和防静电设施进行定期维护和检测,确保其处于正常可靠工作状态。

企业要进行三级电气设备检查,包括每季度公司级检查并贴红黄蓝绿标签,承包商级月度检查并贴所属公司标签,以及日常级的电气设备工具使用前检查。主要检查内容包括电气设备工具的外观、绝缘性、接头松动、电缆线暴露等。除三级电气设备检查外,企业还应每月组织一次电气安全专项检查,以确保现场防爆电气设备正常可靠性与非防爆电气设备使用环境适用性。

安全操作规程

严格的电气安全操作规程是确保电气设备稳定运行与电气工具正确使用的重要依据。因此,必须加强电气安全规范化操作管理、规章制度执行力监督管理,严格执行“安规”和“三三二五制”(三票:工作票、操作票、临时用电票;三图:模拟图、二次接线图、电缆走向图;三定:定期检修、定期试验、定期清扫;五规程:电气安全、调度、运行、检修、试验规程;五记录:电气运行、值班、巡回检查、试验、检修记录)、能量隔离等电气运行与安全操作规程,更严格地规范日常作业行为及倒闸操作标准化的执行程序。

能量隔离

为预防现场检维修作业带电操作引发人员触电与电气设备故障事故的发生,在进行现场检维修作业前,须评估是否涉及电气能量的释放,凡检修涉及电气隔离的,要办理能量隔离许可证,按照许可证隔离电气并挂牌上锁。在完成作业后,解除隔离,实施解锁,确保作业期间电能隔离操作。

人员要求

石化生产工艺技术复杂,运行条件苛刻,若发生人员误操作极易导致人为设备事故和人身死亡事故。这就对石化生产设备的制造、维护以及操作人员素质都提出了严格要求,任何一个小的失误都有可能导致灾难性后果。

电气维护人员除按照国家规定取得操作证外,还需知晓化工企业易燃易爆环境作业的特点及相应的应急处置知识。公司需根据自身电气设备特点组织电气人员参与专项培训,包括装置不同区域电气设备特点、不同物料及应急处置原则等方面培训。操作时须执行双人操作,能量隔离必须挂牌上锁,交接班时需说明电气设备情况,如涉及倒闸操作,不能进行交接班。同时,需对电气操作人员加强监管,杜绝违章作业现象的发生,降低施工作业风险,将电气项目施工作业的责任、计划、措施、监督从事前、事中和事后3个方面加以控制。

气体检测

基于石油化工厂内极易出现大量易燃易爆场所的特点,在这些场所使用非防爆用电设备前,必须进行气体检测,并每2个小时进行重复性检测,如涉及电气设备使用变动或使用环境改变,需重新进行气体检测。工厂内非防爆用电设备主要有手机、照相机和使用过程中易产生电火花的电气设备等。

个人防护用品

为现场每一位员工或承包商提供合适的绝缘防静电的个人防护用品,并确保其正确佩戴。个人防护用品包括安全服、安全鞋、绝缘手套、安全帽等。同时,确保现场的电气工具绝缘、防静电,对电气工具要进行静电接地。

雷电防护

企业应统计所处地区的雷暴日数、企业范围内的高大建(构)筑物的几何尺寸(高度等)和电气设备(架空线路、变压器等),设置防雷装置,包括接闪器、引下线、接地装置和避雷器等。同时,要对防雷装置进行定期检查,检查内容包括:防雷装置是否完好、齐全;避雷针、避雷器是否定期检测、记录;防雷接地装置与建筑物的出入口和人行道的距离是否符合安全要求;接地电阻值是否符合安全要求;是否按期检查和检测。

结语

大型石油化工企业应根据企业自身的实际情况对电气管理工作中薄弱环节给出相应的对策措施,从而提高企业的电气安全管理水平,实现企业的安全生产和可持续发展。实现电气安全管理要依据全员、全方位、全过程和全天候的“四全原则”,把人、机、物、环的安全贯穿在计划、实施、检查、改进的PDCA闭环管理全过程中。

石油电气 篇2

1．0 范围：本标准和合同图纸适用于渤海湾二期开发项目的电气系统的安装。图纸和标

准互相补充；如果有冲突，以图纸为准，因为图纸是用来确认所有的材料和设备的，而这些材料和设备是装配整个装置所必需的。

2．0 参考资料：

2．1 相关标准：

以下标准对相关工作的某些项目有规定：

2．1．1 EL-SP-600 电器设计标准

2．1．2 EL-SP-601 电气系统的测试

2．1．3 EL-SP-612 电伴热

2．2 工作定义的范围：

一般说来，安装工作包含合同中描述的所有工作内容。同时参照项目要求的安装工作范围内的特别细节和安装标准。

2．3 规范和标准

2．3．1 ANSI-美国国家标准协会

2．3．2 FM-制造商协会

2．3．3 ICEA-绝缘电缆工程师联合会

2．3．4 IEEE-电气和电子工程师协会

2．3．5 NEMA-国家电气生产商联合会

2．3．6 NFPA-国家防火联合会

2．3．7 OSHA-职业安全和健康行政部门

2．3．8 UL-(美国)保险商实验所

2．3．9 API-美国石油协会

2．3．10 NETA-国际电气测试联合会

2．3．11 CSI-中国标准协会

2．3．12 中华人民共和国国家经济和贸易委员会

3．0 质量保证：

3．1品质担保

3．1．1 依照安装合同的要求，电气装置的安装完成后能够使公司满意。

3．1．2 承包商 应该保证有承包商提供的所有设备，材料以及安装 都是完好无缺的。

3．2与其它专业合作

3．2．1 合作应包括检查和阅览其它专业图纸以确保在安装尺寸和设备位置等方面没有冲突。

3．2．2 与其它专业合作进行设备的安装，并按计划有序进行，以免重复工作。4．0安全

承包商有责任组织好所有的安装活动，所有的安装活动必须是安全的，有职业行为方式的，并且严格遵守所有工业安全要求和公司要求的安全规定。至少，承包商要对以下负责：

4．1 所有人员的安全教育

4．2 规定的安全程序的执行

4．3 定期召开安全会议

4．4 检查和维护工作区域的安全危害

4．5 维修工具和机器确保安全的操作条件

4．6 所有人员安全装备的供应

另外，承包商还要负责组织工作期间 所有的按章合同内的安全工作要求以及公司的安全要求。

5．0 总体要求

5．1 建造文件

5．1．1 承包商在没有图纸以及没有注明可以进行建造的要求的情况下将不能

进行任何工作。

5．1．2 任何与公司图纸或要求不符的都要在开始工作前得到公司认可或同意。

5．1．3 除非设备的尺寸特殊标明，否则确切的尺寸有承包商定义并在开始工作

前得到公司现场代表的同意和认可

5．1．4 承包商要熟悉图纸 以防止在电气项目和其它结构项目如管道和钢结构

之间发生干涉。电气项目的重新定位在安装前要得到公司现场代表的同

意。

5．1．5 承包商结构图纸用于确定尺寸和装置的主要设备的布置。

5．1．6 承包商的电气平面图和详图将不能显示详细的电缆路径或电缆敷设细

节。电缆表将用于补充这方面的信息。

5．1．7 照明灯具的回路号，安装细节参考图，以及高度 都在照明平面布置图

中有标示。承包商要给出最终详细的照明回路的电缆路径。

5．1．8 电缆桥架和设备支撑材料和方法建典型安装详图，承包商将给出所有支

撑的确切位置。

5．1．9 在合同图纸中没有详图的安装将把此标准作为原则行指导。

5．1．10 承包商将保存好现场安装记录（与合同图纸相比有改动的），并在项目

完成后的14天内提交给公司清晰的完工图。

5．2 设备定位

5．2．1 电气设备在确定其与其它设备干涉检查之前不允许安装，承包商有责任

确认设备检修入口或通道并不被影响或占用。安装前公司现场代表将解

决干涉和冲突。

5．2．2 公司是不能接受承包商的缺乏合作精神的所谓的“按图施工”的理由的5．2．3 承包商要确保电气设备所必需的NEC 间隔是满足要求的。

5．2．4 干涉问题将以最小的偏移和最小的空间内得到解决。

5．2．5 控制盘，播音设备，照明灯具等等的确切位置经选择在易于操作和维修的地方。

5．3承包商提供的材料

5．3．1 承包商将依照项目的要求提供电气设备和材料

5．3．2 材料必须是崭新的并且处于完好状态

5．3．3 承包商要依照制造商的建议来采购，接收，检查，并正确贮存电气材料。

5．3．4 承包商要提供5.4内未提到的各种杂品，工具以及消耗品。

5．3．5 公司要求的内容或参数不包括由其它厂家提供的内容。同等型号，质量

和特点的产品是可以替代的。

5．3．6 材料要适合在潮湿，有腐蚀性的海上环境下操作

5．3．7 材料要无缺陷并由制造商的最新标准设计，备件和更换部件要容易准

备。除非在使用上有特殊要求否则尽量避免使用特殊材料。

5．3．8 要求零部件具有可互换性和制造的通用性，以减少备件的库存

5．3．9 承包商要提供在合同图纸指明的所有材料，包括为完成安装所必需的消

耗材料，材料包括但不限于以下这些：

5．3．9．1 铭牌

5．3．9．2 安装硬件（螺母，螺拴，垫片，螺钉，绑扎带等等）

5．3．9．3 消耗品例如：自喷漆，拉放和密封组建，胶带，管道涂料等

5．4 公司提供的材料

5．4．1 由提供的材料要在合同图纸中注明或者列在工作文件的范围内，材料将

包：

5．4．1．1 合同中规定的条款

5．4．1．2 电缆和电线

5．4．1．3 电缆管和桥架

5．4．1．4 紧固件和联接件

5．4．1．5 合同列出的支撑材料

5．4．1．6 照明灯具

5．4．1．7 分电板和干式变压器

5．4．1．8 开关和插座

5．4．1．9 电机控制器

5．4．1．10 合同中规定的接线箱

5．4．1．11 合同中规定的电缆端子

5．4．1．12 接地线

5．4．1．13 所有电缆穿舱件和封堵件（甲板和建筑物），包括所有未用电缆进口的封堵

5．4．2公司有权处理所剩余材料的归属-公司的或者承包商的，如果公司选择保存剩料，则承包商按照原价，有责任进行盘点、贮存、称重、和保护材料，直到装进公司的运输工具内。如果公司指定剩料为承包商财产，处理剩料是承包商的责任。

6．0 安装要求

6．1 概要

6．1．1 电气材料和设备在称重前应全部安装完成，并为操作做好准备以减少海

上工作

6．1．2 电气设备在结构和管线喷沙和准备好之前不能进行安装，现场喷沙进

行，但必须要保护好已安装的电气设备，并且使用不导电的喷沙材料

6．1．3 在结构、管线、容器、罐、和其它设备喷涂期间，电气设备应盖好防火

油布或者用防火布包裹好。

6．1．4 电气设备应该用防火毯包好以防止焊接或其它安装活动导致损坏。

6．1．5 电气设备要与周围的结构件一致，安装后体现整体完成性。

6．1．6 承包商哟建立一套完整的安全程序并且提交给公司审核以确保所有安

装人员的安全。

6．1．7 螺钉，螺母，垫片，U型螺栓，电缆吊架以及其它用于安装支撑或设备的硬件都要求是316 不锈钢材料。

6．1．8 空冷马达控制器的安装要与其马达相对应，在本地火灾或应急情况下控

制器应该能够停止风扇马达。

6．1．9 电缆桥架，附件，控制器等应使用与管道使用的结构型材和结构支撑相

同型号的钢材。除非是由较小扭矩特点的非常短的支撑外避免使用角

钢。一般来说，槽钢，T型钢，和空心的型钢用于支撑时间隔不超过3

英尺

6．2 安装装配

6．2．1 参照平面图的标准安装装细节描述的是最小的要求和典型的设备和电

气装置的配置。安装要满足或超过这些要求，使其配置和定位调整至适

合现场条件。

6．2．2 与标准装配不符的装配必须经过公司同意才可

6．2．3 所谓的最小要求的说明以及定义的技术惯例，值得就是标准安装注释。

6．2．4 另外，要阅览每张图纸中的总体注释，这些注释是来阐述和修正详细安

装说明的6．3 区域等级

6．3．1 危险区域 要依照NEC ARTICLE 500和 API 500 来定义，“建议在石油

装置中的店以安装位置进行分级”

6．3．2 区域等级在合同图纸中有体现，承包商要确保安装方法能够满足NEC的区域等级的要求

6．3．3 接线和安装方法在室内外要按照1级2区的要求进行；对于1级1区的接线方法要按照NEC 的1级1区的要求进行。

6．3．4 在穿过甲板和和防火墙的地方要安装电缆穿舱件，以防止气体从分级区

域扩散到非分级区域。

6．4 导线电缆桥架和电缆管

6．4．1 电线和电缆

6．4．1．1 导线的颜色规范要依照相序的要求，这些要求在此规范内都可以找到。

6．4．1．2 交变电流控制或动力电缆不能与仪表电缆放在同一个桥架内。本安电

缆要安装在专门的电缆桥架内。中压电缆要安装在单独的电缆桥架内。

6．4．1．3

石油电气 篇3

关键词：电气节能技术；石油化工；工程设计；电气能耗；电气系统 文献标识码：A

中图分类号：TE43 文章编号：1009-2374（2015）18-0101-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.052

1 概述

能源作为新世纪发展的动力，制约着国家经济的发展，这关系到一个国家的经济安全乃至国家安全。目前，我国是世界上第二大能源消耗国和能源生产国，随着人们对能源消耗、环境污染等相关问题的认识和了解，能源形势问题得到了人們的高度重视。各大企业单位都在进行能源管理体系建设以及普遍应用节能减排技术。如今，石油化工企业在能源消耗方面面临着能源利用效率低、能源浪费问题严重、节能管理意识培养不全面等一系列问题，这就迫使石油化工企业加快电气节能技术在工程设计中应用的步伐。

2 电气节能技术概述

电气节能技术主要从电力系统节能、照明系统节能、电子设备节能这三大部分考虑。对于一个石油化工企业来说，电气设备占据着大部分生产线，所以电力系统节能是整个电气节能中的重点。照明系统节能、电子设备节能（大规模集成电路、电动机驱动）控制也不容小觑。

电气节能需要满足如下三个原则：首先要满足生产设备的基本功能，保证生产设备的安全性和可靠性。在兼顾生产技术性能的前提下才会考虑降低能耗，提高生产的经济指标；其次要满足经济性要求，应考虑节能和投资回收期；最后的原则要从节能的观点着手，同时考虑能源节约和环境保护两大方面。

3 电气节能技术在石化企业工程设计中的应用

3.1 电力系统节能

电力系统节能要从变压器选型、系统功率因素提高、线路功率损耗、减少高次谐波这四个方面论述：

3.1.1 变压器选型。变压器是在电力系统中是较为常用且较为普遍的电气设备，尤其在石化企业中，大量的变压器投入使用。7×24小时运行，其消耗电能量也是相当之大。通常我们在选择变压器时，需要根据变压器的负载率这一指标来进行选择。

（1）

式中：Pf是变压器的额定负载有功损耗；Qf是变压器的额定负载漏磁功率；β是变压器的负载率；Ud%是短路电压的百分比值。

分析式（1）可以得出，当变压器的负载率β处于40%～60%之间的时候，可以使得变压器的额定负载有功损耗PL取得极小值，那么我们在实际选择变压器时，应尽量使得其负载率处于40%～60%之间。

另外，为了提高石化企业的经济效益，减少生产过程中的能源消耗，建议在工程设计的时候对变压器的选择采用国家新型的、高效节能的产品。

3.1.2 系统功率因数的提高。在电力系统中，功率因数占据着举足轻重的地位。如果能够提高功率因数，那么就意味着能源的利用率会得以提高，同时生产和电力成本、线路电压都会相应减少，而设备的利用率会大大改善。石化企业就会以最小的投资得到最大的经济收益。大多数用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：

（2）

在实际运转的电网中，如式（2）所示，功率因数cosφ反映了电源输出的视在功率的利用率，cosφ是一个大于0小于1的数，那么，当电气系统的功率因素无限趋向于1时，电路中的无功功率就越小，意味着视在功率的利用率越高，从而电能输送的功率就越大，这样就可以通过提高功率因素来降低电路损耗。一般的，功率因数有两种方式来提高，分别是自然提高和人工补偿。自然提高功率因数比较简单，主要是电动机的选型上，选择合适的电动机和变压器，避免电机的空载运行。第二种人工补偿方式主要采用同步电动机补偿、动态无功功率补偿、并联电容器补偿的方式。

3.1.3 减少线路的功率损耗。根据公式P=I2R可知，只要电流经过有电阻的介质就会产生能量消耗。那么在一个大的工程中，有成百上千的设备以及设备线路，减少线路的功率损耗对于电气节能的贡献是相当可观的。根据R=ρL/S可以得出，在工程设计中应当合理地设计电气线路的走向，减少线路的长度L以及合理地选择线路的粗细S能够有效地降低线路损耗。

3.1.4 降低高次谐波。在我国使用的交流电的频率为50Hz，当正弦波受到外界干扰时就会发生畸变，畸变越严重，高次谐波分量越大，基波的分量越小。在具有高次谐波电压和电流的电网系统中，对电动机的正常运行起作用的仅是电网的电压和电流的基波部分，而系统中的高次谐波电流和电压部分，则只能产生有功损耗和额外的无功损耗。同时，高次谐波会产生过电压、过电流直接影响到工作的可靠性。

解决电网高次谐波主要是采用无源滤波技术（电容、电感组成的滤波器吸收高次谐波）和有源滤波技术（由先进的电子控制和电力电子设备组成，通过探测系统瞬间的畸变波形，并产生与之相反的畸变波形与其抵消，从而输出标准的正弦波）。

3.2 稳定电压节能

稳定供电电压至额定电压，系统供电效率最高。电压的不稳定，高电压和低电压都不能形成高效供电。绝大多数的用电设备，它在额定电压工况下效率最高。如果供电电压高于额定电压，就会产生过高的空载电流，造成能源的浪费。如果供电电压低于额定电压，负载不变时就会产生过大的负载电流，造成线损的增加，也会造成能源的浪费。要选择合适的供电电压，如果压力变化过大，可使用带有有载调节开关的变压器。

3.3 照明系统节能

在满足正常照明需求的前提下，优先选取发光效率高、能源消耗小的节能灯、电磁感应灯、LED灯等。这些灯的寿命长、能耗小，可以满足节能的要求。

在我国，电网的标准电压是220V，但是存在一个电压的-10%～-7%的电压偏差。过高的电压经过照明系统会产生大量的热量，同时也会影响到照明设备的寿命。通过控制照明系统中回路电压，能够起到节约用电和延长照明设备使用寿命的功能。

3.4 电子设备节能

在石化企业中，电子设备节能主要包含工作计算机、打印机、复印机的节能和工业使用的PID控制系统节能。在日常工作中，企业的每一位员工需要养成顺手关闭计算机显示器、下班后关闭计算机的习惯，在使用操作系统时尽量设置为省电模式。另外打印机、复印机在不使用的时候选择待机或直接关机减少耗电量。工业使用PID控制系统设计时选择低功耗的模块。

4 结语

在能源紧张的今天，各行各业都在忙于节能减排。对于石油化工企业而言，电气节能是一项重要工作。希望通过在工程设计之初充分考虑电气节能的各个方面，有效地降低电气能源消耗成本，给石化企业带来更多的经济效益，这有助于企业的发展。

作者简介：毕利媛（1988-），女，河南洛阳人，惠生工程（中国）有限公司河南化工设计院分公司电气助理工程师。

石油化工企业电气安全设计 篇4

关键词：石化企业,电气设计,安全设计

0 引言

石油化工企业的生产原料包括石油、天然气等,在生产、加工等过程中容易发生爆炸和火灾等危险。电气设备在运行过程中因短路、过载等原因容易产生火花,与爆炸性或者火灾危险物质相遇,可能引起火灾或爆炸,对人员和生产造成伤害和威胁。因此,石化工程项目中的电子设备,除了按照正常的规范和标准进行外,还需要根据外部环境条件进行特殊设计处理。

1 石化企业生产环境

石化企业在生产、加工、转运、储存过程中容易出现爆炸性气体和爆炸性粉尘,引起爆炸和火灾,生产环境主要包括爆炸性环境和火灾危险环境两种。在进行电气化设计时,应作出相关环境的电气设计。

爆炸性环境指含有爆炸性气体和爆炸性粉尘的环境。爆炸性气体存在引爆火花、高温或电弧的环境下,会发生爆炸。主要包括爆炸性粉尘(如镁粉、铝粉等,在氧气下很少能着火)、可燃导电粉尘(如石墨、焦炭等,与氧气发生反应会燃烧)、可燃非导电粉尘(如聚乙烯、硫磺、小麦等粮食粉尘)、可燃纤维(如棉花纤维、人造纤维等)四类。

火灾危险环境,是指在生产、加工、处理和储运的过程中,能引起火灾危险的区域。能引起火灾的物质有:闪点高于环境温度的可燃液体;操作温度高于可燃液体闪点时,有可能泄露但不能形成爆炸性气体混合物的可燃液体;不可能形成爆炸性粉尘混合物的悬浮状、堆积状可燃粉尘或可燃纤维以及其它固体状可燃物质。

2 爆炸危险环境分区

易燃易爆环境电气设计的首要任务是对生产场所的环境区域进行正确的划分。IEC标准和现行国家标准文件《爆炸和火灾危险环境电力设计规范》,对爆炸性气体环境危险区域进行划分时提出了释放源的概念。所谓释放源是指可释放出易燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾等能形成爆炸性混合物的物质所在的位置或地点。释放源存在是形成爆炸性气体环境危险区域的根本原因。

按照易燃物质的释放频繁程度和持续时间长短,可将释放源分为连续级释放源、第一级释放源、第二级释放源和多级释放源。在确定释放源时,工艺容器、大型管道或贮罐等的毁坏性事故不能考虑在内,如大型管道、加工容器或罐的炸裂等不应看成释放源。

爆炸性区域划分的结果对电气设备的选型、电线电缆的选择与敷设、安装标准等有重要影响。在进行电气设计时应根据释放源的级别和位置、通风条件、易燃物质的性质等综合分析确定。建筑物内部,适合以厂房为单位进行爆炸危险区域的划分,具体可分为以下几类:

(1)建筑物内部的释放源。

当封闭厂房通风条件不好时,以厂房为界,将厂房内划为l区。当易燃物质比空气重时,如释放源与建筑物外墙之间的距离达到或超过12m时,通向露天的门、窗外3m以内的空间,在通风较好的情况下划为2区;如释放源与建筑物外墙相距不到12m时,以释放源为中心,半径15m、高度7.5m的范围内划为2区。当易燃物质比空气轻时,如释放源与建筑物外墙的距离小于1.5m时,以释放源为中心,半径4.5m、高度7.5m的范围内划为2区。如释放源与建筑物外墙相距达到或超过1.5m时,通向露天的门、窗外3m以内的空间,当通风条件良好时也划为2区。

当封闭厂房通风良好时,以厂房为界划为2区。一般情况下,生产厂房大多为封闭式,在爆炸危险区域内如果采用机械通风的方式则可以被认为是通风良好。

(2)生产装置区的释放源。当易燃物质重于空气时,将以释放源为中心,半径在15m范围内划为2区。当易燃物质轻于空气时,将以释放源为中心,半径4.5m的范围内划为2区。

(3)易燃物质的贮罐,主要指重于空气的易燃物质的存贮罐。

浮顶式贮罐,在浮顶移动范围内的空间划为l区。贮罐无堤时,距离贮罐的外壁和顶部3m以内的范围划为2区。贮罐在堤内,如贮罐外壁至围堤达到或超过3m时,其水平距离从贮罐外壁延伸至围堤的范围内划为2区;否则应将距贮罐外壁3m范围内都划为2区。

固定式贮罐,在罐体内部未亢隋性气体的液体表面以上的空间划为0区。以放空口为中心,半径为1.5m的空间和爆炸危险区域内的地坪下的坑、沟划为l区。旷罐无堤时,距离贮罐的外壁和顶部3m以内的范围划为2区。当贮罐周围设围堤时,贮罐外壁至围堤,其高度为堤预高度的范围内划为2区。如贮罐外壁至围堤距离小于3m时,爆炸危险区域应划出围堤外。

(4)非爆炸危险区域:在生产过程中没有释放源且不可能有易燃物质侵入的区域;易燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限值的10%;在生产过程中使用明火的设备周围1.5 m,或炽热部件的表面温度超过区域内易燃物质引燃温度的设备周围1.5m以内的范围;在生产装置区外,露天或开敞设置的输送易燃物质的架空管道地带(但其阀门处按具体情况定)。爆炸性气体环境内的车间采用正压或连续通风稀释措施后,车间可降为非爆炸危险环境。

3 电气安全设计

3.1 电气设备的防爆

电气设备的防爆主要是采取一定的措施消除或控制电气设备产生的火花、电弧和高温。常用的防爆型电器设备有:本质安全型电气设备,标志为ia、ib;隔爆型电气设备,以d为标志;增安型电气设备,标志为e;正压型电气设备,以p为标志;充油型电气设备,标志为o;无火花型电气设备,标志为n;充沙型电气设备和特殊型电气设备等。

电气防爆措施:

⑴采用防爆外壳。当爆炸性混合物进入防爆性壳体内发生爆炸时,外壳不会变形,火焰从外壳之间的间隙传出时,已经受到足够的冷却,它的能量已经不能引燃外界的爆炸性混合物,从而起到了防爆作用。

⑵采用本质安全电路。当电流和电压都比较小时,在电路中采取一定措施,使线路或设备产生的电火花能量不能引燃外界的爆炸性混合物。

⑶隔离法,主要是将爆炸性混合物与产生火花等危险因素的部分隔离,如正压型、充油型电气设备。

⑷限制设备正常工作的温度,如增安型电气设备。

3.2 爆炸性环境的电气设备选择

选择电气设备时,应根据爆炸危险区域的分区、防爆结构的要求和电气设备的种类进行选择,选用的防爆电气设备的级别和组别,不应低于该爆炸危险气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。当同时存在两种以上易燃物质,并形成爆炸性气体混合物时,应根据危险程度较高的级别和组别选用防爆电气设备。

4 线路选择及敷设要求

爆炸危险环境内电气线路应在危险性较小的环境敷设,敷设电气线路的沟道、钢管或电缆,在穿越不同区域之间的墙或楼板处,应当用非燃烧性材料进行严密堵塞。低压电力、照明线路所用的导线和电缆的额定电压,绝对不能低于工作电压,且不应低于500V,工作中性线的绝缘的额定电压应与相线电压相等。

对于爆炸性气体环境,当易燃物质比空气轻时,电气线路宜在较低处敷设或电缆沟敷设。当易燃物质比空气重时,电气线路应选择在较高处敷设或直接埋地;电缆沟敷设时,应充砂;架空敷设时,宜采用电缆桥架。电气线路之间一般不能直接连接。必须连接或封端时,应采用压接、熔焊或纤焊。线路为铝芯时,与设备相连应有可靠的铜-铝过渡接头。

5 爆炸危险环境的接地设计

5.1 接地

按有关电力设备接地规程规定,爆炸危险环境内,为保证电器设备的安全运行,所有的电气设备都必须进行可靠接地。电器设备的金属外壳和铠装电缆的接线盒,必须具有外接地螺栓,并标出接地符号。

爆炸危险环境内,1区、10区内以及2区内除照明灯具以外的所有电气设备,应采用专门接地线,该接地线若与相线敷设在同一保护管时,应具有与相线相等的绝缘。在这种情况下,金属管线、电缆的金属外皮,只能作为辅助接地线。

5.2 防雷

具有0区、1区或10区的爆炸危险环境的建筑物,属于第一类防雷建筑物。具有2区或11区的爆炸危险环境的建筑物,具有1区爆炸危险环境的建筑物且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人事伤亡的,属于第二类防雷建筑物。

石油化工装置内露天布置的塔、容器、可燃气体、液化烃、可燃液体的封闭钢罐或工艺,必须设防雷接地,且接地点不能少于2处,两个接地点之间的距离最好不超过30m。

5.3 静电接地

静电接地是减少静电荷的积累的有效方法之一。对爆炸和火灾危险场所内可能产生静电的设备,应实行静电接地措施。

6 结语

石油化工企业进行电气设计时,设计人员应首先考虑生产的安全性。进行设计时应判断和确定环境性质,并对环境进行危险区域划分,掌握电气设备的选择原则和电气设备的产品性能,严格细致地进行电气设计,从而有效防止爆炸条件的形成,并减轻爆炸、火灾等的危险程度,实现安全生产的目的。

参考文献

[1]鲁永江.浅谈石油化工企业电气防爆设计[C].上海市电气工程设计研究2009年学术年会,2009:198-200

[2]张艳轮.浅谈化工企业爆炸危险环境电气设计的若干问题[J].中国化工贸易,2011,3(10):37-38

[3]刘华.化工企业的电气安全设计研究[J].中国科技博览,2009,(10):3

[4]郑世红.浅议化工企业防爆厂房电气设计的安全措施[J].中国化工贸易,2011,3(8):28

[5]陆棋,胡嗣炯,夏明奎.石化工程电气设计中的环境判据[J].电气技术,2008,(7):106-108

石油化工企业电气防爆设计研究 篇5

关键词：石油化工企业,电气防爆,设计,研究

1石油化工工程电气设计环境判断依据

在进行石油化工工程电气设计工作的过程中,应该根据具体规范所提供的判断,依据确定特殊环境范围,进而提高设计质量与效率,使技术更加经济合理。而在石油化工工程的电气设计过程中,环境判断依据在规定与标准的基础上,还应该考虑到项目所提供的环境条件,进而更好地开展特殊设计工作[1]。

其中,在划分腐蚀环境类别的时候,需要按照专业提供的腐蚀物质释放严酷度进行,而确定爆炸危险范围的时候,通常将爆炸危险环境电力装置设计当作重要的前提,以保证后期的设计成果具备安全性与先进性。

2石油化工企业电气防爆设计途径

2.1明确电气装置要求

在石油化工企业的爆炸性气体环境当中,电气装置需要根据特定要求进行设计。

第一,电气设计人员应该充分考虑工程具体情况,并且合理地制定出防爆设计方案,尽可能将正常运行中产生火花的电气设备安放在危险性范围之外,进而降低爆炸的几率,使得电气设计更加安全与合理。

第二,基于生产安全需要尽可能地减少爆炸性气体环境内部的防爆电气设备数量。

第三,在此环境当中的电气设备防爆设计,应该与各种规范要求相吻合,而且,在设计当中所涉及到的新工艺也一定要保证电气设备防爆性能满足要求。与此同时,还应该确保设计与安装工作人员本身具备一定的工艺水平与技能,但是,尽量不要使用携带式电气设备,避免危险发生[2]。

2.2电气设备的合理选择

选择电气设备的过程中,应该全面考虑爆炸危险区的分区和电气设备种类与防爆结构要求。

其中,防爆电气设备级别与组别都不能超过爆炸性气体环境内部的气体混合物级别与组别,进而有效地保证电气设计的安全性。而爆炸危险区域电气设备也同样要满足周围环境需求。在此基础上,值得注意的就是在正压型电气设备与通风系统选择的过程中,应该遵循具体的要求。

另外,一定要使用非燃性电气设备连接通风系统,并在设备运行前通风,只有在通风量超过电气设备与通风系统容积5倍情况下才可以与电气设备主电源连接[3]。最关键的就是在电气设备运行过程中,所进入的气体一定不能够包含易燃的物质,而且需要在电气设备中设置若干排气口,进而连接通风系统。

2.3电气接地设计

在对石油化工企业电气系统进行接地设计的时候,一定要根据具体的要求来进行,并且重视其安全与稳定。最重要的就是要根据实际的需求来设计出总体方案,确保等电位联结满足相应的需求。其中,可以在生产装置当中设置等电位联结,与保护接地、防雷与防静电接地及自然接地进行连接,最终形成等电位联结的接地网络,使得网络间距与埋设的深度与具体要求相互吻合。

但是,值得注意的是,在生产装置区域当中,还应该对保护接地线的干线、金属部件、石油化工企业内部可导电体与装置区域内的输送管道进行等电位的连接,保证其安全性[4]。

另外,还应该按照电力设备接地规定来开展电力系统防爆的设计。通常,无需采取接地处理的位置,在爆炸性气体环境当中也同样需要接地设计,进而确保石油化工企业电气设备更加安全。

2.4电气线路设计

在石油化工企业当中,电气线路设计工作十分重要,设计质量对于电气防爆安全性能也同样会产生一定的影响。为此,在设计工作当中一定要注意具体的要求,需要根据电气线路设计要求来进行。

第一,电气线路需要尽可能敷设于离释放源较远的地方,而且所敷设的电线电缆或者是开挖沟渠经过的区域,应该使用非燃性材料堵塞,以免发生危险。其中,在电气线路沿易燃气体管道栈桥敷设的情况下,需要选择危险程度不高的管道来敷设。同时,如果易燃物重于空气,那么应该敷设在管道的上方;如果空气重于易燃物,则应该在管道下方进行敷设。

第二,在石油化工企业内部存在爆炸危险的环境,应保证所使用的低压电力或者是照明线路绝缘导线与电缆额定电压比工作的电压高,但是,需要超过500 V,进而有效地减少爆炸事故发生的几率。

第三,在爆炸气体环境背景下,在选择绝缘导线和电缆截面的时候应该根据要求进行。其中,导体允许载流量需要超过熔断器熔体额定电流1.25倍。

3结束语

综上所述,因为石油化工行业本身的危险性特点十分明显,在实际生产运行的过程中,始终处于爆炸性气体的环境中,所以,需要进行电气设备防爆设计,进而保证石油化工企业内部电气设备的运行更加安全。本文通过对石化工程电气设计环境判断依据的分析,提出了电气防爆设计的具体方法,而主要的目的就是为了更好地推动石油化工企业电气防爆设计工作的顺利开展,实现石油化工企业安全运行。

参考文献

[1]孙清海.浅谈石油化工企业电气防爆设计[J].科技与企业,2014(13):239.

[2]王冲.石化企业防爆电气设备的应用及日常维护[J].建筑工程技术与设计,2015(19):1472.

[3]张欣.化工企业中爆炸危险区域的划分及防爆电气设备的选型分析[J].化工管理,2014(15):58.

海洋石油钻井平台电气设备安全 篇6

1 电气设备的科学选择

一般说来,钻井平台的工作环境与海洋距离比较近,由于海水具有酸碱性,所以,应该根据海水的特性选择不同属性的设备。而我国相关部门为此也制订了一些标准,形成规范,以便能够合理控制海洋设备。如果设备能够达到国家相关规定的要求,则会授予合格证书,给予合法的经营权。下面是笔者总结的海洋平台钻井设备应该具有的属性。

1.1 耐震属性

通常情况下,近海领域经常会有海浪,并且伴有规律性的潮汐运动,由此会使得电气设备的应用过程受到震动的影响,导致零部件松动,震动严重还会造成零部件脱落,海洋作业风险也会由此产生。所以,相关单位应该加强对设备耐震性的把控。耐震性强的海洋设备对船舶航行或者潮汐运动有很好的抵抗作用,它能确保海洋钻井平台作业人员的安全,避免发生不必要的海洋事故。

1.2 耐腐蚀性

海水中的盐分、含油量比较高,设备长期使用就会受到很大的腐蚀,所以,在选择设备时,还应该考虑其耐腐蚀性。由于海洋钻井平台所处的环境比较特殊,平台设施必须要具有耐腐蚀性,以确保平台作业的安全性和高效率。鉴于以上几种原因,海洋平台的钻井工作时要对海水进行一定的防护,采取必要措施,以延长电气设备的使用寿命,减少经济方面的损失。总而言之,在选择电气设备时,应该充分考虑其耐腐蚀性,采取最适宜的防腐方式,避免海洋事故的发生。

1.3 特殊频率电压性

海上电网相比于陆上电网,海洋钻井平台中的电力系统在频率和电压方面会发生重大的变化,所以,应该结合海洋钻井平台的具体情况,为其建立专门的局域电网,进而保障海洋平台用电设备的安全、高效运行,确保工作的顺利进行。在日常工作中,要多注意海上平台众多设施用电方面的安全,以便有效降低海上危险事故发生的概率。

1.4 防爆性

对于海洋平台电力设备的选择,除了要考虑上述因素外,还应该具备海洋常规用电设施的防爆属性。根据防爆属性的不同,可将其划分为隔爆类型、本质安全类型、油浸类型、无火花类型、增安类型、正压类型、充砂类型和浇封类型。

2 电气设备的使用安全

在工作过程中,最核心的问题就是施工人员要注重自身安全,用电时要小心谨慎。海上石油钻井平台处于海洋区域,电力应用会受到空气湿度和雾气等方面的影响,一旦其中某项条件达不到要求,就可能会引发漏电现象,增加工作人员的工作危险性。尤其是在相关制度还未完善,没有充足的理论依据作为支撑时,发生电击的情况还是较为常见的。这也是工作人员和从事海上工作的单位要留意和解决的关键问题。只有从不同方面、不同阶段着手,才能推动我国海上钻井事业的发展。

2.1 人员不遭受电击的方法

在工作过程中,要想保证工作人员的施工安全,避免遭受电击,就要做到以下几点:①定期查看和修理电气设备,确保其接地,以保护人员安全;②在查看和修理电气设备时,要养成良好的习惯,在断电绝缘的情况下才可以触及设备;③工作中不得不与相关电气发生接触时,一定要遵循规范的流程和方法;④操作前,要详细查看设备接头、接地等是否完好;⑤设备着火时,禁止使用水灭火,应使用正确的灭火方式,比如使用CO2。

2.2 设备的安全措施

2.2.1 接地线

该举措是在安全使用的情况下,将设备的金属外壳接地线,形成回路,防止人身触电。这样,即使设备表面漏电,也不会危及人身安全。

2.2.2 保护接零

在低压情况下,设备的外壳会与电路中的零线相连接,继而形成零线保护。在这种情况下,即使机器受到一定程度的损害,也可以借助零线形成一个单相的短路。这样,机器的瞬时电流就会增大,从而使机器自动跳闸,最大程度的保护工作人员的安全,避免发生人身触电的情况,保护电气设备不受损害。

3 结束语

保障海上石油钻井平台的安全是工作中的首要任务,而人是劳动主体,只有确保人的安全,石油工程才能顺利进行,直至完成。而对于工作安全,要采取相应的措施,尽可能避免危险的发生,排除可预估的安全隐患,让石油钻井平台工作能够按照既定流程实施,不耽误开采任务。同时,这也是我国经济发展能够稳定运行的重要支撑。

参考文献

[1]张洪涛.有关我国海洋石油钻井平台现状与技术创新[J].化学工程与装备,2012(09).

[2]刘思嘉.我国海洋石油钻井装备产业与技术研究[J].价值工程,2012(10).

石油专用车电气控制系统设计 篇7

石油专用车主要适用于油田现场固定作业,特点是品种多、吨位大、技术要求高。经过近50年的发展,国内石油专用车现已形成了一定的生产规模和品种。随着各种电气电子器件的发展,很多石油专用车制造厂家已将先进的电气控制技术应用于石油专用车中,石油专用车的设计方法与以往有了很大不同。由于石油专用车引入了电气控制技术,新型的石油专用车与以往的机械式专用车相比,有很多优点。(1)使石油专用车的结构得到简化,车上空间变大。减少了故障率、降低成本,便于维修,更利于石油专用车的优化设计。(2)便于专用车的统一管理。电气控制系统可以对专用车工作情况和故障进行记录。(3)电气控制系统更大地增强了专用车的自动化程度,提高工作效率,使得操作人员的劳动强度得到很大降低,提高工作效率。例如一台全自动锅炉车,可以自动控制锅炉运行,实现无人看守,同时能自动定位故障点,以便及时排除故障。(4)加装电气控制系统的石油专用车,在作业过程中,更加节能、环保,而且噪声低。例如电驱石油修井机,在修井过程中,无废气排放,噪声低,满足现代化施工的环保要求。

目前国外先进的石油装备制造厂家,所生产的石油专用车早已经加入了电气控制系统,并且已经是很成熟的产品。我国很多厂家也制造出了带电气控制系统的石油专用车,而且部分已经投入使用,与国外厂家相比尚有差距。主要是因为是石油特种车与一般地面电气系统的工作环境有很大区别,这导致我国多数厂家设计的新型石油特种车出现各种问题。

1电气控制系统防爆等级的选用

据不完全统计石油钻采现场60%~80%属于爆炸危险场所。石油专用车的工作环境,一般存在多种爆炸性气体,存在轻微的或严重的化学腐蚀、户外露天、温度湿度变化大等。电气控制系统在工作工程中,控制电能的开关设备,传送电能的导体材料和保证电能可靠传送的绝缘材料,如果超过其所能承受的载荷电流和绝缘强度,均可产生电火花、崩烧或足以使周围环境可燃物发生燃烧或爆炸的高温。由此可见易燃易爆环境中使用电气控制系统,必须满足防爆的要求。

石油专用车的作业环境主要集中在1区和2区。1区大部分使用隔爆型“d”,2区主要使用隔爆型“d”和增安型“e”。作用现场,特别是开启井口的作业,一般多采用的防爆等级为ExdeⅡBT4,其他防爆等级可根据用户要求和具体的作业环境而定。松原机械总厂新研制的XJ90DB电驱修井机,主电路系统和自动控制系统采用的就是ExdeⅡBT4。但也不是所有种类的石油专用车都要求采用防爆电气装置,有些专用车的作业环境不需要开启井口操作,而且电气装置全部在操作室内。如全自动锅炉车,所有的电气系统都在车上操作室内,作业过程中不需打开井口,所以锅炉车的全套电气控制系统没有防爆功能。

2电气控制系统防护等级的选用

防护等级的代号一般是“IP”和2个特征数字组成的形式,标识为IPXY。第一位X,防止人体触及或接触外壳内部的带电部位和触及运动部件,防止固体进入外壳的程度,0~6。第二位Y,防止水进入外壳内部达到有害程度,0~8。

在防外物级别中,0表示没有防护能力,1表示可防护直径在50 mm以上的异物,2表示可预防直径在12.5 mm以上的异物,3表示可预防直径在2.5 mm以上的异物,4表示可预防直径在1mm以上的异物,5,6分别表示防尘和沉密效果。防水安全等级中0表示无防护,1表示防滴保护,2代表可应对倾角在150的滴水,3,4,5,6代表可防护淋水、溅水、喷水与海浪,7,8分别代表预防脱水与潜水影响。石油专用车作业现场的特点:室外露天、天气恶劣、下雨、温度湿度变化大等。根据相关标准要求以及工程实际石油专用车上的电气。控制系统的防护等级最低要求为IP65。

3电气控制系统的抗振设计

石油专用车经常行使在井场,其使用环境比一般工程车要恶劣得多。车上电气控制系统在运输和作业过程中,频繁受到振动、冲击、碰撞等机械环境的损害,这就对车上电气控制系统的可靠性提出了越来越高的要求。据统计,引起车上电气控制系统失效的环境因素中,振动因素占40%。电气控制系统在振动和冲击环境下造成的危害表现在2个方面,(1)设备在某个激振频率下发送振幅较大的共振;(2)长期的振动和冲击,易使电气设备产生疲劳破坏。因而,对车上电气控制系统的抗振冲击问题应加以足够重视,设计时需要加强对电子设备薄弱环节的加固,另外辅以隔振缓冲,以提高设备抗振性能。

3.1加固设计

(1)机柜的刚性设计。机柜是电气设备的承载体,一般包括上下围框和与之相联的4根立柱,立柱一般有铝型材立柱和钢型材及钢板折弯等形式,各分机通过钢质导轨与机架相连。所以,对机柜的刚性设计应先保证立柱具有足够的强度。立柱材料一定时,其抗扭强度和抗弯强度取决于截面形状和尺寸,截面积一定时,截面惯性矩越大其抗扭强度和抗弯强度越高

(2)插销的刚度设计。插销一般通过导轨、面板和机架相连,导轨选用高强度结构,作为横跨机柜两侧立柱之间,增大了机柜前后向刚度。同时防止导轨、插销调好后在振动、冲击时发生窜动,采用打止动螺钉结构。

3.2隔振缓冲

加固设计提高了设备的强度,增大了设备的疲劳极限。隔振缓冲是通过对车载电气设备安装缓冲器以减弱或衰减设备受到的振动冲击,减轻振动的有害影响。

4电线电缆的敷设

石油专用车的电气控制系统主要电线可分为一次电源线、二次电源线、信号控制电缆和现场总线。一次电源线是与交流电动机、照明系统等电气负载连接的交流电源线和直流电源线。这类电线一般不需要屏蔽,可采用扭绞形式,以降低磁场耦合,和其他电线要保证15 cm间距;二次电源线指电子仪表与电源的布线,一般可采用扭绞非屏蔽线,除与一次电源线外,其敷设应与其他线之间保持7.5 cm间距;在信号、控制系统中传输各种启动、操作、信号显示、测量等电信号的电缆称为信号控制电缆,这类线应采用扭绞形式的屏蔽线,与电源线之间要有15 cm间距,与其他电线应有7.5 cm间距。现场总线(Fieldbus)是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线,主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信,以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。这类线必须进行屏蔽处理,以避免外部电磁场的干扰和内部电磁场的辐射,与其他类电线的间距应≥7.5 cm。

车上敷设的电线电缆应设易识别、清晰的永久性标志;电缆在车上的敷设应留有一定余量,不得呈紧绷状态;电线电缆应尽可能放置在安全地方,原则上不能放在高温潮湿处,同时加以金属罩进行防护。

5防雷措施

一般带有井架装置的石油专用车多在野外工作,工作时井架往往高于周围的树林和建筑,所以一旦有雷电发生,井架遭到雷击的可能性最大。当雷电发生时,井架将会在短时间拥有很高的电压,并有巨大的电流通过,不仅对于车上的电气控制系统有损害,还会引起车上工作人员的伤亡。目前解决方法多为避雷针+等电位连接+电源保护(浪涌保护器)。

(1)在井架顶端安装提前放电避雷针用于直击雷防护,使现场作业区可以避免遭受直击雷的破坏。在石油专用车的电气设计中,一般的设计者很容易将避雷器用于防范直击雷,将避雷器装在井架顶部,作接闪器。事实上避雷器是用来保护电力设备和电力线路的,通常并联在被保护设备或设施上的。故避雷器不能用于防范井架直接雷防范的。只能用避雷针。

(2)对于易被感应雷破坏的控制系统,应采取等电位连接、过电压保护、完善合理的接地。等电位连接是将电气设备的外壳,控制柜体,防雷接地线等接入接地铜排,并通过接地线接入大地。这样在弱电设备遭受过电压后电浪涌保护器(SPD)会有一个较好的电流释放通道。

对于没有井架的石油专用车,其电气控制系统要加装浪涌保护器。浪涌保护器与电气设备外壳和控制柜体一起接入接地铜排。在DCS/PLC控制系统中,经常会遇到莫名其妙地烧坏接口板的情况,其问题元凶往往就是雷浪涌。加装浪涌保护器是进行防雷浪涌的有效手段,也是电子设备系统综合防雷系统不可或缺的组成部分。但目前国内普及度并不高,除了人们认识不够外,缺乏权威的设计规范也制约了它的发展。

电气控制系统应用于石油专用车,是一种可靠的必然趋势,它改变了传统石油专用车的工作效率低,能源利用效率不高,且污染环境的弊端。

参考文献

[1]GB 3836.1-2010,爆炸性环境第1部分,通用要求[S].

[2]GB 4208-2008/IEC 60529-2001,外壳防护等级(IP代码)[S].

[3]邱成悌.电子设备结构设计原理.南京:东南大学出版社,2002.

[4]颜肖龙等.无谐振隔振原理的理论分析与应用研究.电子机械工程,1998,(1):48-55.

[5]GB 50217-2007,电缆敷设规范[S].

[6]何仲秋.雷雨季节钻探施工的安全管理.中国安全生产科学技术,2009,5(1):151-153.

浅谈石油化工企业电气安全设计 篇8

1 简单介绍石油化工企业的生产环境

石油化工企业在生产、加工、运输石油的过程中很容易产生爆炸性气体或爆炸性的粉尘, 存在爆炸源, 产生了很严重的安全隐患。我们主要将生产环境分为爆炸性环境和火灾危险两种, 针对这种情况, 在进行安全设计时一定要充分考虑相关的环境因素。

1.1 爆炸性环境。

所谓爆炸性环境就是含有爆炸性气体或粉尘的环境, 如果在含有爆炸性气体的环境中发生引爆火花或处于高温条件下就会发生爆炸;爆炸性粉尘主要包括镁粉、铝粉等, 在含氧量较低的环境中容易着火、一些可燃导电粉尘如石墨、焦炭等, 会于氧气发生反应燃烧、可燃性非导电粉尘如聚乙烯、硫磺等、可燃纤维如棉花、人造纤维四种类型。

1.2 火灾危险环境。

所谓火灾危险环境是在加工、生产、运输石油的过程中有可能引起火灾危险的区域, 这些区域中一般都含有一些能够引起火灾的物质, 如:闪点比环境温度高的可燃液体、在高温环境下容易自燃的液体, 还有不能形成爆炸粉尘混合物的悬浮物等。

2 爆炸危险区域划分

在石油化工企业电气安全设计中, 对爆炸危险环境的划分是首要工作, 针对这一问题, 国家也针对释放源概念提出了相关的规范标准。释放源是指能够释放出易燃气体或者能够形成可燃性混合物气体所在的位置或者区域, 换句话说, 形成可燃性气体危险区域的根本原因就是释放源的存在。按照释放源释放持续时间长短将其分成连续级释放源、第一级释放源、第二级释放源及多级释放源。当确定释放源时, 可以不用考虑工艺容器及大型管道的破坏性事故等。在进行电气安全设计时一定要充分考虑释放源的位置、通风条件等综合因素, 可以将爆炸危险区域分成以下几类:

2.1 建筑物内部的释放源。

将厂房作为界限, 将封闭厂房且通风条件的不好的划分为1区。如果易燃物质比空气重, 且释放源与建筑物外墙之间的距离大于等于12米, 通向露天门或窗户的距离小于3米, 通风条件较好, 则划分为2区;如果释放源与建筑物外墙的距离小于12米, 把释放源作为圆心, 一个半径为15米, 高度为7.5米的圆柱空间内划分为2区;如果易燃物质比空气轻且释放源与建筑物外墙距离不足一点5米时, 在以释放源为中心, 半径为4.5米, 高度为7.5米的圆柱体范围内划分为2区。

2.2 生产装置区的释放源。

对于易燃物质重于空气、通风良好且为第二级释放源的区域, 以释放源为中心, 半径在15m范围内划为2区;当易燃物质轻于空气时, 将以释放源为中心, 半径4.5m的范围内划为2区。

2.3 非爆炸危险区域。

在生产过程中没有释放源且不可能有易燃物质侵入的区域;易燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限值的10%, 在生产过程中使用明火的设备周围1.5 m, 或炽热部件的表面温度超过区域内易燃物质引燃温度的设备周围1.5m以内的范围:在生产装置区外、露天或开敞设置的输送易燃物质的架空管道地带 (但其阀门处按具体情况定) 。爆炸性气体环境内的车间采用正压或连续通风稀释措施后, 车间可降为非爆炸危险环境。

3 电气安全设计

3.1 电气设备的防爆。

电气设备的防爆主要是采取一定的措施消除或控制电气设备产生的火花、电弧和高温。常用的防爆型电器设备有:本质安全型电气设备, 标志为ia、ib;隔爆型电气设备, 以d为标志:增安型电气设备, 标志为e;正压型电气设备, 以P为标志;充油型电气设备, 标志为0;无火花型电气设备, 标志为n;充砂型电气设备和特殊型电气设备等。

电气防爆措施:

a.采用防爆外壳。当爆炸性混合物进入防爆性壳体内发生爆炸时, 外壳不会变形, 火焰从外壳之间的间隙传出时, 已经受到足够的冷却, 它的能量已经不能引燃外界的爆炸性混合物, 从而起到了防爆作用。b.采用本质安全电路。当电流和电压都比较小时, 在电路中采取一定措施, 使线路或设备产生的电火花能量不能引燃外界的爆炸性混合物。c.隔离法。主要是将爆炸性混合物与产生火花等危险因素的部分隔离。如正压型、充油型电气设备。d.限制设备正常工作的温度, 如增安型电气设备。

3.2 爆炸性环境的电气设备选择。

选择电气设备时, 应根据爆炸危险区域的分区、防爆结构的要求和电气设备的种类进行选择, 选用的防爆电气设备的级别和组别, 不应低于该爆炸危险气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。当同时存在两种以上易燃物质, 并形成爆炸性气体混合物时, 应根据危险程度较高的级别和组别选用防爆电气设备。

3.3 线路选择及敷设要求。

爆炸危险环境内电气线路应在危险性较小的环境敷设, 敷设电气线路的沟道、钢管或电缆, 在穿越不同区域之间的墙或楼板处, 应当用非燃烧性材料进行严密堵塞。低压电力、照明线路所用的导线和电缆的额定电压, 绝对不能低于工作电压, 且不应低于500V。工作中性线的绝缘额定电压应与相线电压相等。

对于爆炸性气体环境, 当易燃物质比空气轻时, 电气线路宜在较低处敷设或电缆沟敷设。当易燃物质比空气重时, 电气线路应选择在较高处敷设或直接埋地。电缆沟敷设时应充砂并设排水措施;架空敷设时, 宜采用电缆桥架电气线路之间一般不能直接连接。必须连接或封端时, 应采用压接、熔焊或纤焊。

4 结论

通过上文论述可知, 对石油化工企业电气安全设计的探究对我国整体石油化工事业的发展都是大有裨益的。电气设计人员要严谨负责地对待各个环节的安全问题, 确保石油化工企业高效、安全、稳定生产。现阶段, 安全问题是我们设计单位工作者需要解决和重视的问题, 安全就是生命, 我们石油化工企业电气设计工作人员一定要不断强化自身责任感和使命感, 恪尽职守、无私奉献, 严格遵守国家标准和规范, 还需要在今后的工程实践中不断研究出更多、更好的能够促进我国石油化工企业发展的方法和手段, 在最大程度上保障石油化工生产的安全, 最终促进我国石油事业的发展, 为我们伟大祖国的繁荣富强献出自己的一份力量。

摘要：近些年, 我国的石油化工企业发展迅速, 已经成为我国国民收入的重要组成部分。石油化工企业的生产过程具有连续性强、自动化程度高, 生产环节具有易燃易爆的特点, 一旦发生事故, 其损失相当严重, 不仅影响生产装置的正常运行, 而且会造成重大的伤亡事故。国家也逐渐加大了对石油化工企业电气安全设计问题的重视程度, 使之受到了社会各界的高度关注。因此设计人员需要对石油化工企业电气安全进行较为系统的设计。

关键词：电气,安全,设计

参考文献

[1]鲁永江.浅谈石油化工企业电气防爆设计[C].上海市电气工程设计研究2009年学术年会, 2009:198-20.

石油电气 篇9

一、海洋石油开发的特点

具体有四个方面的特点: (1) 海洋地球物理勘探技术、设备不同于陆地;具体不同在:海洋地震勘探需要使用专门的船舶, 通过大功率及高压空气压缩机组等装备产生与释放高能力地震波, 能够穿透高达6000米至9000米的海底地层, 并由漂浮在离水面有一定距离的多道检波电缆接收。而陆地主要是通过放炮或者可控液压以及机械震动的震源进行, 实际效率远不及海上。 (2) 海上钻勘探井与开发井使用的是专门的钻井平台、功率较高的海洋钻机、能满足船体升沉平移运动且保持船位与钻压的专门用于钻井水下和水面设备;其每口井实际花费的成本远高于陆地钻井的五到十倍。 (3) 海上采油和集输工作必须与海洋的特殊环境相适应, 使用和陆地几乎不相同的技术性能高的采油、集输工艺及相应的装备, 比如, 不同类型的生产平台、海底采油装置等。 (4) 海上钻井、采油工作者所使用的操作器材与生活物资主要通过船舶或者直升机运送, 经常会受到天气的影响, 所需费用较高。所以, 海洋石油开发属于风险高、技术水平高、投入高的系统性工程。

海洋石油开发具体涵盖了开发钻井、完井采油、油气分离处理、油气集输四方面的内容。开发钻井是在勘探钻井后, 为了开采石油而进行的钻井, 我们称之为钻生产井, 它以浮式钻井与固定平台钻井两种方式为主。完井采油是在实际完钻的生产井中, 通过相应的作业程序及下入井内作业器具来射穿油层, 安装好采油树, 控制油气根据人的意志在井内开采油气, 我们将该过程成为完井, 对完井内的各个井, 有针对性的开启采油树阀门, 对各井所产生的原油予以控制, 或者充分利用机械提升、化学注入、气举等诸多的方式方法在井中采出石油, 我们称之为采油。采用物理、机械等手段, 把在井中采出的混合流体分离到满足向外输出标准的原油、天然气以及满足排放入海标准的水的过程, 我们称之为油气分离处理。为了有效保证各采油平台经过分离处理后的原油、天然气能够实现集中、储存, 采用穿梭油轮与海底油气管线等方式, 把原油、天然气及时的输送到油气终端中, 我们称之为油气集输。

二、海洋石油平台防爆电气设计

1、合理选择电气设备

从原则角度上讲, 所有危险区域或处所中均不能敷设电缆、安装电气设备与插座。如果确实需要, 那么, 就必须采用高性能的合格防爆电气设备;为了确保海洋石油平台具有良好的安全系数, 部分电气设备不仅使用于安全区域, 同时, 还必须使用防爆产品, 比如, 照明设备、导航设备等;要求实际安装在露天甲板上危险区域或者处所外的插座必须以带开关的组合插座为主, 同时, 应与其开关联锁, 这样开关在接通位置过程中, 插头就无法插入及拔出。此开关应具备一定的能准确分断电路的全部极和相;应在有照明的危险处所内设置防爆型灯具, 最低要具备两个独立分路供电, 并且, 要求两个分路的灯点必须是彼此间交叉布置, 从而在一个分路检修过程中, 另一分路的照明依旧充足;必须具备连续监测绝缘电阻, 同时, 绝缘电阻安装异常时会发出报警信号的装置。

2、电气线路的设计

首先是电缆的选型;导体要求载流量不得低于熔断器熔体定电流的1.25倍, 与自动开关长延时过电流脱扣器整定电流的1.25倍。引向电压在1000V以下的鼠笼型感应电动机支线的长期允许载流量不得低于电动机额定电流的1.25倍。其次是在危险区域中电缆的敷设;存在于危险区域的电缆应有两方面的保护层:一方面, 非金属不透性护套, 应设置金属编制层或者其他金属覆盖层;另一方面, 要求矿物绝缘电缆必须有铜或者不锈钢护套。在一些特殊用途方面, 可使用具备铝护套的矿物绝缘电缆。所有本质安全电路必须有相应的专用电缆。同时, 在敷设过程中不得与非本质安全电路的电缆一同进行, 比如, 不得束聚在一起, 不得同时放置于一个罩壳或者管道中, 不得使用相同的夹线板进行固定。电缆实际敷设过程中, 应和甲板、舱壁、油柜保持适当的距离。电缆穿过舱壁时和蒸汽管道法兰的间距, 若蒸汽管道的直径在75mm以上, 那么, 其应达到450mm, 若蒸汽管道直径等于或低于75mm, 那么, 其应达到300mm。

3、防爆电气设备的接地

在爆炸气体危险环境下, 要求电气设备的金属外壳必须接地。除了照明设备外, 其他的电气设备都要有专用的接地线。如果此接地线和相线同时敷设在保护管中, 那么, 就必须具备与相线一致的绝缘。此时, 涵盖了爆炸性气体环境中的金属管线以及电缆的金属包皮等, 仅仅作为辅助接地线。当铠装电缆引入电气设备后, 应将接地芯线和设备中接地螺栓连接起来, 其金属护套或者钢带要和设备外接地螺栓相连。

三、结论

综上所述可知, 应严格按照电气设备类型与环境的区域等级, 明确合理的防爆电气设备, 以确保所使用的防爆电气设备的安全性能能够达到爆炸危险环境要求。防爆电气设备选择的合理与否直接与平台设施及人员生命财产安全密切相关, 所以, 电气设计过程中, 必须根据国家标准规范进行, 从而有效防止火灾、爆炸事故的发生。

参考文献