石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心徐建文副主任
作《石油和化工电气防爆安全应用技术》的报告
2009年国内石油、石化行业发展概况
我国是一个世界原油消耗大国，原油需求量很大，但不是一个产油大国。2008年我国原油消耗约3.65亿吨，其中进口成品油1471万吨。2009年预计原油消耗3.79亿吨，比去年上涨3％，其中自生产2.09亿吨，进口1.7亿吨。
石化行业近年来形势很好，但是，由于受到世界经济危机和原油价格波动的影响，成品油形势好，但化工产品却大幅下滑，形势严峻。我国振兴规划的实施，石油、石化和海洋石油工程项目很多，目前有40多个项目正在进行，最小的项目3000多万，最大的项目约50个亿。设计院整体业务开始繁忙。
石化行业现状：
● 石化产品需求增长，生产成本提高
● 世界级规模项目建设并投产运行
● 石化产品产量和质量提高，自给能力增强
● 石化企业面临机遇和挑战，强化现代管理
●降低生命成本周期，节能、环保，获取大的利润
新建大型炼油项目
海南炼油项目
福建炼化一体化项目
青岛炼油项目
独山子炼化一体化项目
天津炼化一体化项目
抚顺炼化一体化项目
钦州炼油项目
惠州炼油项目
在石油、海洋石油、石油化工和化学工业等行业的企业中，危险化学品作业场所电气防爆安全是这些企业安全生产的重要组成部分，国家安全生产监督管理总局在《危险化学品建设项目安全设施目录》中明确将防爆电气设备、装备和采取的安全措施列为预防事故安全设施，相继开展了安全评价、生产许可证制度和安全生产检测检验，这充分体现了党和国家对电气防爆安全的高度重视。近年来，石化行业的企业为了保证安全生产，也在采取种种措施来保证设计、采购、安装、使用和维修等各个环节电气防爆的安全。在国民经济快速发展的今天，不可避免地在社会上和企业内部客观地存在影响电气防爆安全的因素。如何采取有效措施，正确、科学地设计、采购、安装和应用管理，是避免和减少电气爆炸事故的发生的保证。
此讲座的目的是希望制造业了解石化行业目前对防爆电气安全的管理和具体要求，以便更好地为石油和化工行业服务。
正确的选用和采购是电气防爆安全的基本保障
防爆电气设备是用于危险化学品场所爆炸危险环境的安全电气设备。也就是指在这种危险环境中能够安全运行、使用而不会引起周围爆炸性混合物爆炸的所有带电设备。例如：防爆电器、电动机、照明灯具、仪器仪表、通讯设备和电气连接用配件、特殊的电气设备（如：防爆空调、风扇、起重设备、电动运输车、加油机、加气机、灌装设备、传输设备、电加热设备和专业用途的装置、系统）等。
根据爆炸性危险环境可能存在的危险介质物态的不同，防爆电气设备分为气体/蒸气和粉尘两大类，分别用“Ex”和“DIP”来表示，。其中气体/蒸气类有根据应用的工况不同,分为:
Ⅰ类：煤矿用电气设备;
Ⅱ类：非矿用(工厂用)电气设备。（本文所探讨的是此类电气设备。）
对于粉尘防爆电气设备，在IEC60079－0：2007和国家标准GB3836.1修订稿中已将其规定为Ⅲ类，也用“Ex”表示。
★电气设备点燃危险环境中爆炸性混合物（气体/蒸气或粉尘），主要是来自于设备元/部件在正常工作或故障状态下产生的电火花/电弧和危险高温。此外也应考虑设备非金属材料的外壳表面静电点燃和轻金属材料外壳含有过量的镁、钛和锆而引起的点燃。对于电磁辐射和超声波辐射设备还应考虑电磁波或超声波能量点燃。
根据防爆技术原理的不同，防爆电气设备有多种型式。对于Ⅱ类防爆电气设备来讲，防爆电气设备的防爆性能主要是通过以下措施来达到防爆的目的：
一种是采取有效的措施将电气产品可能产生的电火花、电弧和危险高温与爆炸性混合物隔离或相对隔离，避免应用环境的点燃爆炸；例如：隔爆型式“d”、正压型式“p”和浇封型式“m”等。
一种是通过限制电路中的点燃能量来达到防止点燃的目的；例如：本质安全型式“i”。
另一种是采取一系列措施避免电气设备或电路产生电火花、电弧和危险高温；例如：增安型式“e”、无火花型式“nA”。
不同的防爆型式由于采取的防爆措施不同，其安全程度也不同：
对于爆炸危险场所0区（爆炸气体环境连续出现或长时间存在场所），选用的防爆型式是：本质安全型（ia）、浇封型(ma)以及0区防爆型式。
对于爆炸危险场所1区（在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所），选用的防爆型式是：隔爆型“d”、正压型“p”、本质安全型“i”、浇封型“m”、充砂型“q”、充油型“o”、增安型“e”*。
*e型仅限于接线盒/ 箱、单插头荧光灯和配有合适热保护装置的低压异步电动）；复合型等。
对于爆炸危险场所2区（在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场所），选用的防爆型式是n型和上述防爆型式。
对于隔爆型电气设备和本质安全型电气设备，根据适用环境中不同的爆炸性混合物特性划分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三个等级。它们是根据气体/蒸气的最大试验安全间隙MESG和最小点燃电流比 MIC来划分。
此外，电气设备的热点燃是引起爆炸的重要因素，其可能点燃的发热部件或设备表面温度应低于相应环境中的可燃介质的点燃温度。为便于防爆电气设备的设计和制造，根据各种可燃介质的点燃温度不同，而划分为6个组别：T1、T2、T3、T4、T5、T6。
粉尘防爆电气设备也有相应的危险场所划分、不同的防爆型式以及级别和温度组别的划分，在此不一一举例。
选用防爆电气设备：
1、满足危险场所划分的危险区域来选用相应的电气防爆类型；如果场所中同时存在气体和粉尘，应同时考虑满足要求。
2、要根据危险环境可能存在的易燃易爆气体/蒸气/粉尘的种类来选择防爆电气设备的级别和温度组别；
3、考虑其他环境条件对防爆性能的影响（例如：危险化学品作业场所中普遍存在既有易燃易爆的危险，还同时受到化学腐蚀，或盐雾、或高温、高湿，或沙尘、雨水，或振动的影响）；
4、保证石油、海洋石油、化学工业等行业危险场所安装使用维护的特殊性，例如：带电设备的种类和结构繁多，而且安装位置多变，操作、检修人员素质不同；
5、根据不同防爆型式结构要求，合理选用电气设备。例如：e型灯具。(具有符合规定的单插脚冷起动荧光灯、管式双插脚荧光灯；白炽灯；不存在灯泡破裂后光源部分仍有高于限制温度的危险的其它光源。）
6、具体的安装配线需要。
7、 对于本质安全型设备，应合理按照防爆合格证信息和产品说明书的要求，合理选配隔离装置（安全栅）和连接电缆。若安全栅放置在危险场所，应为相应的其它防爆类型。
★ 采购过程中对供应商和产品资质的要求：
（1）防爆合格证。必要时要验证证书的真伪性。特别要注意：整体设备的系统认证。
（2）防爆电气产品的检验报告和检验机构审查通过的技术文件。主要是防止防爆合格证的伪造、一证多用以及更加详细地了解产品防爆参数和限制的条件。
（3）生产许可证；没有在生产许可证目录的，此项不考虑。
（4）企业的定点或入网证明；此项限于特大型企业。
（5）产品的其他质量证明。例如：船检型式报告；防腐报告；防护试验报告等。
例如：防护性能和等级，制造商在出示的设备防爆合格证中，检验机构应验证后注明其具有的特殊防护性能和相应等级要求，或在出示的单项型式试验报告中说明：“采取了相应防护措施后，防爆性能未受影响”。后者主要是指制造商在防爆电气产品取得防爆合格证后，补做相应的抗其他特殊环境影响的型式试验报告。
（6）国外进口的防爆电气设备按照国家有关规定，必须取得中国检验机构的防爆合格证后方可安装使用。
防爆电气产品的简单鉴别
1. 设备总体防爆标志：
应在设备外壳明显处标/铸有防爆标志全称，如: ExdeⅡBT4。
2. 产品名牌：
内容包括：1）防爆标志；2）防爆合格证号；3）生产许可证标志；
4）特定的要求；5）出厂日期/编号。
3. 设备整体外观：
1）金属外壳的隔爆型设备：壳体相对壁厚、铸面光滑无凹凸不平
状况，保证其承受爆炸强度要求和无砂孔。
2）灯具的灯体要大，以保证其散热能力和温度组别要求，提高光源的使用寿命。
3）设备具备内外接地并有接地标志。
4）注意电气设备的引入装置配置情况，应保证施工配线的需要。
4. 设备结构合理性确认。例如：e型灯具光源，接线箱允许回路数和最大电流、功率等。
正确安装和使用维修，保证防爆安全性能
◆ 由于防爆电气的结构、工艺的特点,造成其防爆质量的保证与其他工业设备有极大的区别。
一般工业设备只要保证产品制造的质量满足要求，用户安装使用后就基本能够保证质量。
防爆电气设备不仅要保证在制造过程中防爆安全质量，而且，还要保证安装、使用和维护得当，才能真正达到防爆的目的。如此说来，防爆电气设备制造的质量和选型、安装、维护的正确在其实际应用中防爆性能的保证各占有50%的重要性。如果防爆电气设备选型、安装、维护不当，其掩盖的不安全因素比非防爆电气设备更危险，容易造成用户的麻痹意识。
所以，要考虑充分在使用过程中造成的防爆安全性能失效问题。
◆布线的电气、机械性能要求
1）在爆炸危险环境内，低压电力、照明线路用的导线或电缆的额定电压应不低于工作电压，且不应小于500V。工作零线的额定电压应与相线的额定电压相等，并应在同一保护管内敷设。
2）在危险环境应采用电缆或铜芯导线。
3）导线或电缆的最小铜芯截面积（本安系统除外）1区：铜芯 2.5mm2；2 区：铜芯 1.5mm2 。 振动场所或设备应采用多股软导线或电缆。
移动设备1区采用重型橡套电缆；2区采用重型或中型橡套电缆。
◆ 由于本质安全型电气设备的防爆性能是通过采用电路保护措施，限制电路的电气参数和火花能量来达到的。因此，在危险场所安装、使用和维护本安设备过程中，保持电路原设计状态下的电气参数和保护性能是十分重要的。
◆如果需要，应在电气设备的铭牌上和使用说明书中标出警告用语。例如：
警告：有爆炸性气体时请勿更换电池！
警告：请勿在危险场所充电！
◆要防止本安回路与非本安回路混触。
◆连接电缆、端子板应有蓝色标志，以便识别；
◆多个本安电路或关联电路不应共用同一电缆。
◆在维修本安电路和更换关联电路电气元件时，不得改变原电路的的电气参数和本安性能，也不能擅自改变电气元件的型号，特别是保护元件更要格外注意。更换的保护元件应严格筛选，保证整定值及保护性能与原设计要求一致。一般情况下，更换的电池和电路维修应由原制造企业负责。
◆布线方法：主要介绍钢管布线。
爆炸危险环境中不准明敷绝缘导线。必须采用镀锌厚壁钢管、附件、电气设备之间，应采用螺纹连接。其有效的啮合扣数：DG25mm以下时，≥5扣；DG32mm以上时，≥6扣。锥管螺纹为5扣。1区内应用锁紧螺母并压紧，螺纹连接部分涂铅油及磷化膏。
爆炸危险环境在下列场所应安装隔离密封盒，以防止管路爆炸时产生较大压力。
a）当电气设备的引入装置无隔离密封件时导线引向引入装置前的管件处；
b）直径50mm以上的钢管距接线箱45cm处，及直径50mm以上钢管每隔15m处；
c）相邻的爆炸危险环境1区、2区之间；1区2区与相邻的非危险环境之间。
d)隔离密封盒内充填粉剂密封填料（对于隔爆型来讲），其填充宽度应大于钢管内径，最小应大于16mm。当钢管中含有三根以上绝缘导线时，其绝缘导线总截面积不得超过钢管截面积的40%。
◆电缆引入系统
关于电缆引入到隔爆型电气设备时，须注意引入的方式和方法：
隔爆型电气设备的引入方式分为：直接引入和间接引入两种。这两种引入方式中，间接引入更安全可靠。
间接引入的目的主要是将隔爆外壳内的电气元件与接线部分隔离开来，使得引入装置（尤其是橡胶密封圈式引入装置）——这一隔爆薄弱部分与点燃源——电气部件隔离开来，提高安全性。这样做的目的一是避免用户安装维修时误操作造成电气连接的错误，二是保证安装维修后，隔爆性能的保证。日本尤其重视间接引入的方式，而反对直接引入。
对于引入的方式来将分为橡胶圈式和填料式，其中填料式更为安全。
正确的检查和维护，是在用安全的保障
爆炸性危险场所电气设备检查和维护是参照GB3836.16-2006《爆炸性气体环境用电气设备 第16部分 电气装置的检查和维护》，结合相应法规和企业实际工作。
企业在实际检修和维护中注意：
1、严格执行安全生产作业规定，进入现场应严格消除静电；作业时，应确认现场无可燃性物质泄露，可燃性气体浓度应在安全下线以下。
2、检修工具应使用防爆工具，测试仪器尽量采用符合危险场所的防爆型。
3、设备维修或更换部件时，应切断前级电源，严禁带电开盖。若设备内部有储能元件或发热元件时，还应延迟一段时间，待壳体内部温度降至点燃温度以下时再开盖。严格按照设备警示说明操作。
4、若检修需要焊接动火，应将设备拆离危险场所进行。
5、设备检修完毕后，紧固螺栓时，应将各个螺栓拧紧并受力均匀，建议采用扭力板手紧固。
6、接线时，应注意引入装置中的橡胶密封圈是否可靠抱紧电缆；密封填料是否可靠密封。尤其是在安装时，多根导线引入要保证隔离密封可靠。不可勉强进线。电气设备的隔离密封应使用具有防爆安全认证的粉剂填料或有强度的其它填料等；防护密封可使用软胶泥。
7、检修清洁设备，尤其是非金属材料外壳的电气设备或工艺设备都应采用湿布擦拭，避免静电点燃。
8、更换电气部件或光源时注意：不得随意改变型号规格或制造企业。
9、检修完毕后，认真填写检查维护记录，并将记录存档保管待查。
电气设备的合理检修，保证其安全寿命
防爆电气设备防爆性能方面的检修和改造。并不是所有企业或所有设备都可以自行检修。
首先，企业应有健全的安全维修管理制度，检修人员应进行防爆专业技术的严格培训后方可从事。
在检修过程中若遇到结构复杂的设备时，应制定出检修方案，并咨询检验机构确认后，再进行。
对于设备改造，应对改造后的设备由国家认可的安全生产防爆电气检测检验中心进行检测确认合格后，方可投入使用。
一般地讲，小型化工企业，不具备电气检修加工能力的，最好请原设备制造方来进行。
检修时，应严格执行GB3836.13和相应制造标准。
专业机构安全生产检测检验—科学公正的鉴定
（1）对企业采购的防爆电气设备进行抽样判定检验，防止不合格产品流入。主要根据委托方的要求，进行相应的检测项目判定，以确定该批次采购设备的防爆安全质量。
（2）新工程项目、改造工程项目验收前和在用过程中的检测检验。
通过此项检测检验能够达到以下目的：A.可以防止电气设备和电气配线不规范的安装，而导致电气防爆性能的失效以及造成新的危险因素；B.帮助企业在使用的爆炸危险环境和同时存在复杂的工矿情况影响（化学腐蚀、风沙雨水、振动等对设备防爆性能和寿命影响）下，正确地选用不同防爆类型和防护要求，制止劣质和不安全设备的安装使用，尤其是大型成套设备和国外引进的装置和设备。C.及时发现设备在使用周期中和不规范的检修、维护后防爆性能的失效。
（3）在用设备报废的检测检验。此项工作主要针对在用防爆电气设备长期使用后安全性能寿命的判定。
（4）事故鉴定检测检验。此项工作主要根据委托方委托，对可能存在影响防爆安全质量或爆炸事故的防爆电气设备或系统进行检测检验，为安全质量仲裁和事故调查提供科学证据。
加强安全法规和专业技术培训，是防爆安全的重要基础
要想真正地保证在爆炸危险场所安全生产，切实保障人民生命和财产的安全，人的因素是第一位的，企业的主管领导和相应的管理人员、技术人员、采购人员和施工维修人员应认真学习国家安全生产法以及国家相关安全生产法规，广泛、深入地掌握防爆电气应用方面的知识和相应技术标准，提高他们对防爆电气安全的意识和技能。企业应定期或不定期地组织相关人员进行这方面的培训学习。要经常参加本行业和制造业举办的技术交流活动，这样会了解到其他企业的应用和管理经验，了解防爆电气产品的最新动态和产品质量；此外应邀请国内相关权威机构人员来企业技术培训，增强鉴别真伪技术和对标准、法规理解的能力。
综上所述，防爆电气设备的正确应用是石油和化学工业行业爆炸危险场所安全生产的重要保证，所谓的正确应用包含着从设计、采购、安装、检修维护以及在用中的管理安全几个因素。只有加强宣传教育，牢固确立以人为本、安全第一的思想观念，严格执行国家相关的法规和政策，提高企业管理者和相关人员防爆安全的意识和技能，才能够保证这些行业的安全生产，防止爆炸事故的发生。