燃气电站项目建设过程中的防爆问题及防范措施

2021-04-17龚常胜

智能城市 2021年4期

龚常胜

（中国水利水电第八工程局有限公司，湖南长沙 413400）

在燃气电站建设项目中，燃料供应系统较为重要，爆炸危险性极高。燃料供应系统的调试制约了进气的日期，若进气滞后，燃机点火并网、吹管等进程均会受到影响，导致机组不能按期投入生产。燃料供应系统设备的防爆要求均较高，如果其防爆要求不达标，将会给燃气电站的运营阶段留下较大的安全隐患，在燃气电站的建设阶段须落实防爆问题，落实防爆工作[1-2]。

1 背景

近年，我国油气田发展较为迅速，液化石油气（LPG）以及液化天然气（LNG）开始逐渐盛行在经济发达的东南沿海地区，输气管线已连通一些大城市。借助天然气的迅速发展，燃气电站得到了相应的发展，燃气电站可以用来解决环保、热电联产、调峰等问题。为了确保燃气电站建设项目的顺利实施，有效避免爆炸事故，有必要对出现在燃气电站项目建设过程中的防爆问题进行详细分析。

2 防爆区域概况及特点

2.1 工程范围

燃气电站建设项目中最为关键的防爆区域包括性能加热器区、储氢站、燃气站、燃机区域、燃油区域、汽机氢冷及密封油等。

2.2 项目验收范围

燃气电站全厂需防爆验收的项目具体如表1所示。

表1 防爆验收项目单位：个

2.3 验收防爆项目

项目部依照IEC 60079标准，聘请有资质的第三方共进行了5次防爆验收作业。提出在防爆档案、资料文件、选型、设计、验收人员资格、施工等方面的问题。存在部分设备与标准需求不相符、电缆支架较少、防爆区域部分设备类型并不适用、电缆界面非圆形、设计中安全风险因素偏高等问题，对全厂其他防爆区域提出检查要求。

3 建设燃气电站项目进程中的防爆问题

（1）未严格要求建立防爆档案。在整理防爆档案时应由具备资格的人员在IEC 60079-17以及IEC 60079-14的要求下执行，档案中必须包含标准中要求的所有信息。一般情况下，供方资料以及防爆设备参差不齐，在完成防爆验收后，防爆档案的整理工作会多耗费额外时间。在档案的整理与验收环节，项目部需要专门聘请有资质的工程师配合，导致成本增加。

（2）技术人员缺少相关培训，不熟悉防爆标准。在海外项目的多年运作中，首次遇到严苛的防爆需求，技术人员对防爆的需求、标准内容了解甚少且未参与过相关防爆培训，导致施工进程中缺乏严格的监管，增加了工艺质量问题的出现频率。

（3）缺失防爆资料与信息，影响验收。IEC标准中对资料有较为严格的要求。在现实的验收环节中，缺少证书、设备资料、设备铭牌信息不全等情况较为严重，因此，如果不能及时出具设备防爆证书，需要与所有供方进行协调，耗费时间和精力，延长全厂防爆验收时间。

（4）现场施工工艺质量问题严重，耗时、耗力、耗财。重大工艺质量问题频出的原因在于施工人员缺少防爆施工资格，未参加过相应的培训工作。较为典型的是混用直螺纹和锥螺纹，导致双压紧格兰卡套施工工艺与标准要求不符合，施工行为损坏了设备内丝、密封圈，导致接线工艺质量不达标等，在后期整改时消耗较为严重。

（5）供方偏多且配合程度参差不齐。防爆设备、设计的供方包含国内外数十家供应商，在整改验收进程中存有缺陷时，众多供方未能达到良好的配合效果，因此，便有了较长的防爆整改期。

4 在执行过程中对防范措施的具体分析及经验教训

4.1 设备质量与防爆要求严重不符

（1）电气类设备问题。①厂家的设备铭牌信息不全。缺失IP等级、环境温度等，与IEC标准不相符；②燃气区域冷却风机电机防爆等级错误，非气体防爆等级，而是粉尘防爆等级；③与大合同技术需求不相符。室外现场电气设备的铭牌标注为40 ℃，大合同中规定的室外环境温度为55 ℃，违背合同要求。

（2）热工类设备问题。①在验收防爆设备进程中，验收人员发现用于燃气站区域的电缆均不合格，因此，要求使用复合式防爆格兰卡套或对电缆进行全部更换。②部分厂家会预装好设备，堵头或格兰卡套上会出现涂密封胶过紧的现象，在拆卸此设备卡套时，会出现设备螺纹损坏的现象，须进行更换。③厂家设备的铭牌上缺乏有效的IEC证书编号且关键信息缺失，主要是设备工作的环境温度未标识在设备铭牌上，与IEC标准有差异。④模块化部分防爆区域的设备。厂家的施工工艺达不到防爆工艺需求。如未压预制好设备的屏蔽线、铠装电缆压铠、电缆接线等问题，需整改全部现场设备。⑤使用非IEC标准认证的设备，如使用SA认证硫分析仪设备，但此设备仅在海外国家区域使用，与IEC标准不相符，厂家应予以更换。⑥供货商没有依照技术协议要求供货。技术协议中规定应符合IEC标准，但国内的防爆设备与IEC标准有差异，且均明确了证书的有效期。⑦厂家供货设备质量不达标，如在没有措施的情况下卡死显示屏外壳，再次拆卸会损坏设备，导致重新更换设备；将温度变速器应用在某压缩机仪表架上等。

4.2 图纸问题

设备采购与设计出图时间相关联，设计出图时间滞后会导致采购周期延长，会影响设备与图纸的一致性[3]。由于在下发防爆区域图纸前，已签订的防爆区域材料设备供货合同中，附件内IEC 60079标准已被明确为防爆区域内电气设备的供货标准，但对应的防爆区域的位置并未明确。升级图纸后会扩大防爆区域，非防爆设备会出现在防爆区域，导致现场防爆区域中的部分材料与设备与IEC标准不相符，解决此问题必须更换设备。

在该项目中，具体表现为图纸升级后的燃油设备防爆区域范围与原图纸相比有增大的现象。由于燃油区域的施工在下发最新版图纸前已完成，后增加的防爆区域内的材料和设备不符合IEC标准，导致需要重新采购阴极保护柜子等设备。燃油燃气区域的火灾报警系统由小EPC承包商设计并施工，全场防爆图出图时间滞后，导致信息不全的情况下，承包商使用不符合最新版设计需求的普通型号的火灾报警设备，后期为了满足防爆验收要求，需更换设备，增加额外的施工成本。

针对以上图纸问题的处理建议为，设计院牵头重点研究、计算与分析项目的防爆范围、明确项目的具体防爆边界和区域。在设备采购前冻结防爆设计，并一同明确执行标准和设备认证等详细要求，应对其他设计单位以及主机厂进行统一标准，做到不遗漏设计输入。

5 对后续执行项目的建议

5.1 投标阶段

与业主确定防爆需求的时间应在合同技术澄清阶段，对其中的防爆资料及防爆验收（资质人员与要求是否相符、验收环节中是否必须有独立的第三方公司是、当地是否存在单独管理防爆的相关机构）、执行标准（防爆设备均认可、必须有CSA/UL/CNEx或ATEX认证、执行IEC Ex 认证等）、设备认证（其他国家标准、当地的其他特殊要求、执行ISO 80079-36和IEC 60079标准）以及具体的防爆区域等细节要求进行明确，为后期的采购以及设计提供依据[4]。

5.2 设计环节

对合同中的具体要求（是否执行IEC 60079标准、海外项目是否存在特殊需求）以及使用标准进行明确，做到无偏差设计。由设计院统筹全场的防爆设计，并将详细的要求提供给设备厂家，特别是氢气、蓄电池、燃气、燃油等易燃易爆介质等的设备。防爆区域的图纸设计完成后应及时与业主沟通，尽快审批，防止后期变更防爆区域，造成非防爆设备安装在防爆区域的现象[5]。