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［關鍵詞］
防爆電氣工程;AQ3009;管控;全過程
［摘要］
電氣設備可能成為點火源，管控好防爆電氣工程是化工園區建設的重要任務。通過專業防爆機構對工程全過程實施管控，有效消除了防爆電氣工程在工程設計、設備選型、設備制造、施工過程、試驗驗收各環節的質量缺陷，提高了防爆電氣工程質量水平。
0引言
隨著國內化工生產裝置逐步向大型化、密集化、成套一體化方向發展，大型化工園區的建設為企業提高生產效率、減少儲藏及中間品運輸環節、發揮產業鏈優勢、提高企業經濟效益起到重要作用，但隨著化工園區規模的逐步擴大、單套化工裝置生產能力的提高，化工園區多具有生產裝置眾多、布置密集、以產業鏈順序成片布置、易燃易爆物料品種多、存儲處理量大、以產業鏈上下游互相連通的特點，一旦發生火災爆炸后果會更加嚴重，給化工園區安全生產管理提出了更高的要求和挑戰。萬華化學煙臺工業園規劃占地面積10．6平方公里，一期工程建設占地5．3平方公里，建設有MDI老廠搬遷一體化工程，包括煤氣化、苯胺、MDI、原料罐區及成品罐區等十幾套化工生產裝置;石化一體化項目包括30萬噸丙烯酸酯裝置、75萬噸丙烷脫氫裝置、30萬噸環氧丙烷及45萬噸MTBE生產裝置、100萬噸地下LPG洞庫、原料及成品罐區等十余套生產裝置，總投資規模300億人民幣。這個大型建設項目歷時3年多，高峰期有15000安裝工人、20多家甲級設計院、幾十個建設單位參與建設。建設項目中防爆電氣設備數量多、品種雜，分散在各個生產裝置中，管理控制難度大。項目中使用各類防爆電動機8000多臺，各類防爆儀表近2．5萬臺套、防爆燈具38757盞、防爆配電箱、操作柱9000多臺、防爆接線箱6018臺。除此以外，項目中還大量使用防爆管接件90多萬件、防爆視頻監控系統、防爆火災報警系統、防爆呼叫廣播系統、防爆電伴熱系統、防爆分析小屋、防爆對講系統等。從項目前期規劃設計開始，對防爆危險區域劃分、防爆電氣設備選型、防爆電氣設備制造質量、防爆電氣設備安裝質量、防爆電氣設備系統調試進行全過程管控是提高防爆電氣工程質量的有效手段。國家相關防爆標準規定:為使危險場所用電氣設備的點燃危險程度減至最低，在裝置和設備投入運行之前，工程竣工交接驗收時應對它們進行初始檢查。初始檢查和定期檢查應委托具有防爆專業資質的安全生產檢測檢驗機構進行，檢查后發給檢驗報告。實踐證明，對于一個大型化工園區，在工程安裝結束、投入運行前、工程竣工驗收時再由國家防爆專業機構進行檢查檢驗存在問題，在工程設計過程中防爆危險區域劃分、防爆電氣設備選型、制造、安裝施工過程中都可能存在質量問題，如果質量問題不能在工程設計開始至安裝調試完成過程的各個不同階段得到及時解決，積累到最后解決起來非常困難，需要投入大量人力、財力、物力及時間，影響企業按時投產，影響企業效益。萬華化學煙臺工業園在總結萬華寧波工業園建設經驗的基礎上，創新傳統管理模式，在項目建設中引進國家防爆專業機構，全過程對項目防爆電氣工程進行技術把關，使工業園建設過程中防爆電氣工程質量始終在可控狀態。
1防爆電氣工程
易燃易爆化工物料、氧氣、點火源是化工企業發生火災爆炸的三要素。易燃易爆化工物料如果從容器、管道等部位泄漏到空氣中，即與空氣中的氧氣混合形成爆炸性蒸汽。當這種蒸汽的濃度達到爆炸下限時，遇到點火源且點火源的能量達到引燃能量時即可發生爆炸，前者是工藝設計需要解決的問題，要盡可能把危險化工物料限制在密封容器內，減少其泄漏的可能性，通過降低反應壓力、合理的流程控制、降低系統溫度等手段使物料的泄漏減少到最低。但無論如何控制，在非正常條件下，危險化工物料仍可能從管道法蘭、閥門密封處、動力設備機械密封處、呼吸閥、安全閥及靜設備密封處泄漏。限制及消除電氣設備點火源是防爆電氣工程要解決的問題。防爆電氣工程是一個系統工程。在工程設計階段，工程設計單位按照軟件包MSDS數據表確定危險化工物料的防爆等級及溫度組別，根據工藝設備及工藝管道布置情況確定釋放源點位及等級，根據釋放源等級及點位表進行防爆區域劃分并繪制防爆區域劃分圖，然后根據生產工藝要求及工藝物料防爆等級選擇防爆電氣設備的防爆型式與技術規格;防爆電氣設備訂貨階段要審核供貨商資質及技術能力，檢查檢驗確保防爆電氣設備質量合格;在防爆電氣設備安裝階段要確保防爆電氣設備安裝正確，電線、電纜引入裝置及輔助設施施工質量合格;在防爆電氣設備施工結束時，要對整個防爆電氣系統進行總體評價。以上各環節任一環節出現質量問題，都可能導致防爆工程失效，達不到預期目的。事實上初次評審合格后也需要投入精力對防爆電氣工程進行維護，以保持防爆電氣工程持續有效運行。綜上所述，防爆電氣工程從工程設計開始就須進行質量管控，并在后續電氣設備采購制造過程中實施監造，在施工安裝環節實施有效監督，在各不同環節發現問題及時糾正，才能保證整個防爆電氣工程質量可控，避免后期整改造成投資浪費、節約建設成本，保證防爆電氣工程運行中的有效性、可靠性及安全性。
2防爆電氣工程管控實踐
2．1工程設計過程管控
萬華煙臺工業園工業化生產裝置有引進軟件包，也有自主知識產權軟件包，還有自主研發的新產品軟件包，危險物料品種多且牽涉領域廣。參與萬華工業園建設的設計單位有20多個，國家防爆專業機構審核MSDS數據表近200項，防爆區域劃分圖紙近300張，盡管參與萬華工業園建設的設計單位和工藝技術提供方是國內外知名的工程公司，但仍然存在一些問題如:部分軟件包提供商提供的MSDS數據表不完整或缺少一些中間產品的物料特性，針對這個問題，引進軟件包要求外商提供;自主產權的軟件包由公司研究院組織將不明確的化工物料送有資質的檢測機構進行檢測，以得到準確的產品性能及爆炸等級和溫度組別信息;GB50058是防爆危險區域劃分的標準，設計單位基本上都能提供完整的危險區域劃分圖紙，但大都存在籠統不細，整個區域都按照最危險物料爆炸級別和最高溫度組別劃分等級的問題，也存在將正常環境劃分為危險區域的情況，致使有時使防爆電氣設備選型困難，也存在部分地溝、通風不良場所的防爆區域定位不準確的問題。通過國家防爆專業機構與工程設計人員溝通，最終問題都得以解決［1－2］。防爆電氣設備選型也出現過選型等級與區域劃分不一致的情況，對于多種防爆型式都可以滿足要求的防爆電氣設備，選型時需要考慮長期運行及維護的經濟性和穩定性。通過和國家防爆專業機構、電氣設計工程師及業主的有效溝通，可以使防爆危險區域劃分更合理準確，防爆電氣設備選型更合理、安全可靠。
2．2防爆電氣設備制造質量管控
國家防爆專業機構按照萬華的供貨合同，到防爆電氣設備生產廠家開展工作，查閱生產許可證、防爆合格證，查閱審核設計文件，審查生產產品是否與報檢資料一致，是否超出防爆合格證的覆蓋范圍，到生產線上檢查監督生產過程，見證出廠檢驗項目，發現問題及時糾正。防爆電氣設備到工地后，國家防爆專業機構參與設備開箱檢驗，并對產品進行抽檢，發現問題提出整改通知。通過國家防爆專業機構的有效管控，防爆電氣設備的開箱合格率達到98%以上。
2．3防爆電氣設備的安裝質量管控
GB3836．15及GB3836．16中對防爆電氣設備的安裝及檢查維護做出了詳細要求，但目前國內工程建設市場安裝情況不容樂觀，安裝隊伍參差不齊，部分缺乏專業知識和專業技能訓練，不進行有效管控不能保證防爆電氣設備的安裝質量，一臺(套)電氣設備盡管制造質量合格，但如果在安裝過程中出現一點小的質量缺陷也可能導致整臺設備防爆功能失效。防爆電氣設備的安裝質量管控是建設單位最重要的工作［3－4］。國家防爆專業機構把最大精力用在安裝質量管控方面，針對園區建設化工裝置多、施工面廣、施工安裝隊伍多、施工安裝人員專業技能差、防爆電氣設備多的特點制定管控計劃:第一環節是培訓并建立標準，當一套生產裝置防爆電氣設備開始施工安裝前，把施工隊伍技術人員和施工質量管理人員組織起來進行專項培訓，使施工人員了解防爆電氣設備的結構原理、施工安裝方法、質量標準，開工時先在裝置內做出一個樣件工程作為標準;第二環節是在施工過程中不間斷巡回檢查，發現問題及時下達整改通知單，針對通病性問題適時再組織培訓，項目施工過程中共培訓施工隊伍技術管理人員300多人次，下達整改通知單85份，整改項6000多項。通過有效管控，工業園防爆電器設備安裝質量穩步提高，對同一支安裝隊伍，在項目建設初期的安裝合格率較低，到項目后期安裝合格率明顯提升。
2．4防爆電氣工程的質量評價
GB3836．1—2010、GB50058、AQ3009、GB50257—2014系統化規定了防爆電氣工程從工程設計、設備制造、設備安裝、設備維護、評定驗收的系統化標準［5－6］。當一套生產裝置防爆電氣設備安裝調試結束，國家防爆專業機構按照標準對整個裝置的電氣防爆工程進行系統評價驗收，抽查部分防爆電氣設備，發現任何一處施工質量問題均需要對全系統進行重新檢查確認。對于防爆電氣控制系統(如防爆火災報警系統、防爆呼叫對講等)還需要對整個系統的配置進行全面評價，例如，曾經發生過某裝置本安防爆系統錯用電纜的情況。防爆電氣工程的綜合評價基本與化工裝置建設同時完成。通過防爆技術全過程管控，達到防爆電氣工程與化工裝置同步完成安裝評價的目的，避免過去施工安裝完成后再進行檢查驗收評價、整改、再檢查驗收評價的過程，為化工裝置及早投入試生產創造條件。
3問題與思考
萬華化學煙臺工業園在一期工程共被提出整改通知單85份，整改項6000多項。安裝質量是防爆電氣工程控制的重點。安裝質量具體問題中關于引入裝置及密封的問題有5896處，可見，防爆密封圈與電纜的緊密配合及電纜引入裝置是施工中出現問題最多的地方，需要重點控制。總結萬華煙臺工業園防爆電氣工程建設過程中的問題，如下問題值得思考關注:
(1)在化學工業快速發展的時代，新的化工產品和工藝層出不窮，專利商和技術提供方往往不愿意提供工藝過程中間產品的MSDS數據表，有時這些中間化工產品未必比原料和最終產品更安全，因此在設計防爆危險區域劃分圖及防爆電氣設備選型時應充分考慮反應過程中間產品的危險性。
(2)GB50058給出了防爆區域劃分的原則，對于不同化學工程、不同工藝條件、不同生產領域，許多條文只有定性而沒有量化指標，還需在工程實踐中逐步總結經驗，多形成一些指導性案例供使用方引用。如在規范中所提:“確定爆炸危險區域的等級和范圍宜符合附錄A爆炸危險區域示例圖及爆炸危險區域劃分條件表的規定，并應根據易燃物質的釋放量、釋放速度、沸點、溫度、閃點、相對密度、爆炸下限、障礙等條件，結合實踐經驗確定。”
(3)工程設計中相關專業需要優化工藝路線和工藝方案，盡可能減少易燃易爆化工物料泄漏量，縮小危險物料泄漏范圍，避免高級別危險物料與普通物料交叉布置，改善廠房的通風條件，降低釋放源的級別，以簡化防爆電氣工程，使化工裝置更安全。
(4)防爆電氣設備供貨商為減少認證費用，所提供的防爆電氣產品可能不在防爆合格證覆蓋范圍內，可能引起的防爆電氣工程質量風險需要注意。
(5)國外引進的防爆設備可能沒有經過中國防爆認證或不符合中國國家標準。
(6)成套設備供貨商提供的控制盤柜可能電器器件是防爆型式，但整體系統達不到防爆要求或缺少防爆認證。
(7)防爆電氣設備安裝施工過程中，電纜引入裝置施工是質量控制的重點。
(8)防爆電氣系統中分布安裝在控制室的設備、現場設備、電纜等控制元件都是不可或缺的部分，應進行整體安全評價。
4結束語
防爆電氣工程是一個系統工程，從MSDS數據表審核、防爆區域劃分、防爆電氣設備選型、防爆電氣設備采購訂貨及質量檢查、防爆電氣設備安裝、防爆電氣系統性能綜合評價都不可或缺。萬華化學煙臺工業園是一個大型化工園區，項目建設中創新管理模式，引入具有專業資質的國家防爆專業機構，對防爆電氣工程全方位全過程管控，彌補傳統管理模式工程師專業能力不夠，致使電氣防爆工程管理不到位的缺憾。全過程實施防爆電氣工程管控是一次成功的嘗試，使電氣防爆工程與裝置同步建設完成，避免了在工程建設完成后再請專業隊伍檢查評定、整改所浪費的大量財力、物力和時間，提高了防爆電氣工程質量，節約了時間和整改費用，提高工程建設效率，具有在大型化工建設項目及改擴建項目中推廣應用的價值。
作者：呂隆壯 王秋生 龍厚銀 董桂成 李春利 單位：萬華化學集團股份有限公司
參考文獻
［1］AQ3009—2007，危險場所電氣防爆安全規范［S］．
［2］GB50058—2014，爆炸危險環境電力裝置設計規范［S］．
［3］GB3836．15—2000，爆炸性氣體環境用電氣設備第15部分:危險場所電氣安裝(煤礦除外)［S］．
［4］GB3836．16—2006，爆炸性氣體環境用電氣設備:第16部分電氣裝置的檢查與維護(煤礦除外)［S］．
［5］GB50257—2014，電氣裝置安裝工程爆炸和火災危險環境電氣裝置施工及驗收規范［S］．
［6］GB3836．1—2010，爆炸性環境:第1部分設備通用要求［S］．