爆炸性气体环境下电气设备安全隐患分析及防范对策研究

韩光胜，谭志伟

(1 广州民航职业技术学院，广东 广州 510403；2 广东省安全生产科学技术研究院，广东 广州 510060)

危险化学品行业是传统的高危行业之一，在危险化学品生产、经营、储存和使用过程中，由于存在大量易燃易爆的气体和液体蒸汽，容易在作业场所产生爆炸性气体环境。近几年，国内危险化学品行业发生的火灾爆炸事故时有发生，而爆炸性气体环境下危险场所电气设备安全隐患问题突出，是引发火灾爆炸事故的重要原因[1-2]，2017年安庆万华油品“4·2”爆燃事故和2018年上海赛科石油化工有限公司5·12闪爆事故皆是因为作业场所产生爆炸性混合气体，作业现场存在非防爆电气设备或使用非防爆电气工具而引发的。因此，加强爆炸性气体环境下电气设备安全管理对提升企业本质安全水平、改善生产安全绩效具有重要意义。

1 爆炸性气体环境典型事故案例分析

案例1：

2017年4月2日，安徽省安庆市万华油品有限公司内，盛铭公司组织8名工人在烘干粉碎分装车间分装一黑色物料。在重新启动粉碎机时，粉碎机下部突发爆燃，瞬间引燃操作面物料，火势迅速蔓延，引燃化工原料库物料，造成5人死亡、3人受伤。经事故调查分析，爆炸原因是粉碎、收集、分装作业现场不具备安全生产条件，无除尘设施，导致可燃性粉尘积聚，作业现场使用非防爆电气设备产生电火花，引发可燃性粉尘并导致爆燃。

案例2：

2018年5月12日15时33分左右，中石化上海赛科石油化工有限责任公司一苯罐进行检维修作业时发生闪爆事故，造成检维修承包商6名现场作业人员死亡。事故的直接原因是罐内浮箱打孔后残存苯液流出，在罐内挥发形成爆炸性混合气体，在拆除内浮顶储罐浮箱过程中，遇点火源发生爆炸燃烧。经初步调查、了解与分析测试，认为使用非防爆动力锂电钻时产生的火花是最大可能性的点火源。

从以上事故可以看出，电气设备不防爆或防爆选型不正确、电气线路敷设不符合规范要求、供电设备或线路超负荷运行、漏电保护装置缺失或故障、使用非防爆工器具等是当前爆炸性气体环境危险场所的主要安全隐患，容易引发火灾爆炸事故[3]。

2 防爆电气设备安全隐患分类及原因分析

笔者结合参与的广东省危险化学品生产企业危险场所电气防爆安全检测工作，汇总分析了50家企业的危险场所电气安全检测数据。通过分析可以看出，防爆电气设备安全隐患主要可以分为电气设备不防爆和电气设备防爆性能失效两种类型。按照隐患形成的原因，爆炸性气体环境中电气防爆安全主要存在以下几个方面的问题：

(1)电气系统的设计存在问题

通过分析检测数据，有2家企业在爆炸危险区域内使用了非防爆电机，有3家企业在爆炸危险区域内采用了非防爆电气控制箱，有3家企业的电子仪器设备(如电子称重显示装置、压力表、反应釜温度变送器等)采用了非防爆设备，爆炸危险区域内电气系统未按防爆设计要求的数量占到总检测不符合项数量的16%。在现场检测过程中，查阅企业的原始设计资料和原始记录文件也发现，部分企业在进行厂区和生产工艺设计时对爆炸性物料的爆炸性质和爆炸发生的机理了解不够、爆炸危险区域的划分存在一定的误区，导致部分存在爆炸性气体环境的场所未划入爆炸危险区域，从而降低了电气系统的防爆性能指标。

(2)电气设备的选型存在问题

通过现场检查发现，有3家企业爆炸性气体环境内采用了煤矿用I类防爆电机，有2家企业在IIC物质爆炸环境内采用了类别为IIA的防爆开关，爆炸危险区域内电气设备选型错误的数量占到总检测不符合数量的10%。存在此类问题的主要原因是企业在选用电气设备时不清楚防爆电气设备的使用范围和分类，设计单位对爆炸危险区域的划分不合理，缺少每个车间、场所的防爆区域图和对应的电气设备选择说明或清单，也没有专门的从事防爆电气专业设计资质和经验的人员，导致设备选型存在一定的盲目性和随意性，从而出现了爆炸性气体环境选用矿用防爆电气设备、不按照设计规范要求在相应的爆炸危险区域选择相应等级的防爆电气设备、防爆电气设备的附件类型及尺寸选用不合适、在爆炸危险区域选用非防爆电气设备等现象。

(3)电气设备的安装存在问题

通过分析，有10家企业爆炸性气体环境内没有按照产品制造规范的要求加装隔爆型密封装置，有5家企业的正压型防爆电气设备的进风口位置直接设置在爆炸性危险物质大量散发的搅拌桶附近，有3家企业的电源操作控制箱的接地电阻超出规范的要求。由于安装不规范导致的不符合项数量占到总检测不符合数量的36%。还有部分企业电气设备的防爆结构不完整，如没有按照设备制造标准的要求对防爆电气设备加装必需的附件、没有根据具体的使用环境按照设计规范的要求加装必要的电气回路专用附件、没有根据实际使用环境的要求针对不同的接地方式(如TN-STN-C-S等)进行接地系统的安装、对用电设备接地连接方式采用多个设备串连的连接方式等。

(4)电气设备的使用和维护存在问题

同样通过对检测资料分析，有2家企业电气设备无专门的防爆电气专业人员管理维护，相关人员也为接受专业技能培训；有3家企业的主管人员对不具备防爆性能的防爆电气设备未及时予以更换，检查维护导致的不符合项数量占到总检测不符合数量的10%。防爆电气设备检查维护中经常出现的问题还有维护人员对电气设备选型不准确或者错误、防爆电气设备的附件选择不正确、错误或缺失、更换设备后遗漏安全附件、未按有关标准规范的要求装设接地线、对超过寿命周期运行的设备未及时更换、关键设备接地装置的地电阻检测不规范、部分设备表面局部温度超高等。同时，企业也存在防爆电气设备维护管理人员未经过专业技术培训、无防爆电气设备的基本知识和操作技能、没有定期检查维护和连续监督等问题。究其原因，关键是没有按照《危险场所电气防爆安全规范》(AQ3009-200)7的要求开展防爆电气设备检查维护、检修工作和防爆电气知识技能的培训。

3 实现防爆电气设备本质安全化的对策

通过对危险场所电气设备安全隐患的统计分析，结合《危险场所电气防爆安全规范》(AQ3009-2007)和《爆炸危险环境电力设置设计规范》(GB50058)等有关规范的要求，应重点加强电气系统的设计、电气设备的选型、电气设备及其线路的安装，提高防爆电气设备本质安全化水平；做好电气设备的日常检查、维护、保养，实现电气设备的可靠运行。

(1)电气系统的设计

对于爆炸性气体危险环境场所(尤其是使用和存储易燃易爆性气体的企业)内的供用电电气系统的设计，应遵守《供配电系统设计规范》(GB50052)的有关规定，进行电气系统方案的选取和确定，同时根据不同行业要求，还应参照该行业的设计规范要求执行。另外，《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058)、《爆炸性气体环境用电气设备》(GB3836)对于爆炸性气体环境内的电力装置的设计和电气设备的结构、制造、选型、设备的安装做了明确的要求，设计单位应结合规范的相关规定，在安全设施设计中对爆炸性气体危险环境内整个电气系统的设计进行说明[4]。

(2)电气设备的选型

爆炸性气体危险环境内设备选型主要是根据爆炸性物质的分组分级结果和防爆区域的划分进行选择[5-6]，因此首先应合理划分防爆区域，准确判定电气设备的防爆等级，参照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058)、《爆炸性气体环境用电气设备》(GB3836)、《危险场所电气防爆安全规范》(AQ3009-2007)等标准规范对防爆区域进行划分，同时要结合行业标准的要求，如《石油化工企业设计防火规范》(GB50160)、《石油化工生产装置电力设计技术规范》(SH3038)等。

(3)电气设备的安装

根据《爆炸和火灾危险环境电力装置施工及验收规范》(GB50257)、《电气装置安装工程-接地装置施工及验收规范》(GB50169)、《爆炸性气体环境用电气设备第15部分危险场所电气安装(煤矿除外)》(GB3836.15)、《危险场所电气防爆安全规范》(AQ3009-2007)的要求，对于电气设备的安装进行严格管理，确保设备和线路按照规范有效。

(4)电气设备的检查、维护、保养

根据《危险场所电气防爆安全规范》(AQ3009-2007)的要求，企业电气防爆技术人员应做好于爆炸性气体危险环境内电气设备的检查维护，加强相关人员教育培训，提高防爆电气电工等作业人员的专业技术能力，加大对防爆电气作业操作资格的审查，全面落实特种作业操作证资格要求，提高企业危险场所防爆电气安全管理水平。

4 结 语

爆炸性气体环境下电气防爆安全是危险化学品行业安全管理的重点部位之一，强化防爆电气设备的本质安全化水平是保障安全生产的关键因素，提高现场安全管理技术能力和水平是保障安全运行的有力措施，为改进和完善爆炸性气体环境下危险场所电气设备的安全管理水平，提出以下对策建议：

(1)完善安全设施设计审查制度，针对爆炸危险区域划分不明确、防爆电气设备选型不正确、防爆电气设备及其线路安装不规范等问题开展审查论证，设计人员及企业管理人员应加强标准规范的学习，掌握关键技术要求。

(2)抓好防爆电气安全日常管理，加强企业防爆电气管理技术人员的教育培训，落实维护保养制度，将防爆电气隐患排查整改和日常检查维护工作相结合，增强防爆电气设备隐患识别、分析和整改技术能力。在全省建立第三方检测机制，构建周期性检测评价体系，按照《危险场所电气防爆安全检测技术规范》(DB44/T 2014-2017)等规范要求，通过第三方安全检测发现企业防爆电气设备设计、施工、安装、使用过程中遗留的、新产生的和运行带来的安全隐患，为企业做好电气防爆安全管理提供技术指导。