［关键词］
防爆电气工程;AQ3009;管控;全过程
［摘要］
电气设备可能成为点火源，管控好防爆电气工程是化工园区建设的重要任务。通过专业防爆机构对工程全过程实施管控，有效消除了防爆电气工程在工程设计、设备选型、设备制造、施工过程、试验验收各环节的质量缺陷，提高了防爆电气工程质量水平。
0引言
随着国内化工生产装置逐步向大型化、密集化、成套一体化方向发展，大型化工园区的建设为企业提高生产效率、减少储藏及中间品运输环节、发挥产业链优势、提高企业经济效益起到重要作用，但随着化工园区规模的逐步扩大、单套化工装置生产能力的提高，化工园区多具有生产装置众多、布置密集、以产业链顺序成片布置、易燃易爆物料品种多、存储处理量大、以产业链上下游互相连通的特点，一旦发生火灾爆炸后果会更加严重，给化工园区安全生产管理提出了更高的要求和挑战。万华化学烟台工业园规划占地面积10．6平方公里，一期工程建设占地5．3平方公里，建设有MDI老厂搬迁一体化工程，包括煤气化、苯胺、MDI、原料罐区及成品罐区等十几套化工生产装置;石化一体化项目包括30万吨丙烯酸酯装置、75万吨丙烷脱氢装置、30万吨环氧丙烷及45万吨MTBE生产装置、100万吨地下LPG洞库、原料及成品罐区等十余套生产装置，总投资规模300亿人民币。这个大型建设项目历时3年多，高峰期有15000安装工人、20多家甲级设计院、几十个建设单位参与建设。建设项目中防爆电气设备数量多、品种杂，分散在各个生产装置中，管理控制难度大。项目中使用各类防爆电动机8000多台，各类防爆仪表近2．5万台套、防爆灯具38757盏、防爆配电箱、操作柱9000多台、防爆接线箱6018台。除此以外，项目中还大量使用防爆管接件90多万件、防爆视频监控系统、防爆火灾报警系统、防爆呼叫广播系统、防爆电伴热系统、防爆分析小屋、防爆对讲系统等。从项目前期规划设计开始，对防爆危险区域划分、防爆电气设备选型、防爆电气设备制造质量、防爆电气设备安装质量、防爆电气设备系统调试进行全过程管控是提高防爆电气工程质量的有效手段。国家相关防爆标准规定:为使危险场所用电气设备的点燃危险程度减至最低，在装置和设备投入运行之前，工程竣工交接验收时应对它们进行初始检查。初始检查和定期检查应委托具有防爆专业资质的安全生产检测检验机构进行，检查后发给检验报告。实践证明，对于一个大型化工园区，在工程安装结束、投入运行前、工程竣工验收时再由国家防爆专业机构进行检查检验存在问题，在工程设计过程中防爆危险区域划分、防爆电气设备选型、制造、安装施工过程中都可能存在质量问题，如果质量问题不能在工程设计开始至安装调试完成过程的各个不同阶段得到及时解决，积累到最后解决起来非常困难，需要投入大量人力、财力、物力及时间，影响企业按时投产，影响企业效益。万华化学烟台工业园在总结万华宁波工业园建设经验的基础上，创新传统管理模式，在项目建设中引进国家防爆专业机构，全过程对项目防爆电气工程进行技术把关，使工业园建设过程中防爆电气工程质量始终在可控状态。
1防爆电气工程
易燃易爆化工物料、氧气、点火源是化工企业发生火灾爆炸的三要素。易燃易爆化工物料如果从容器、管道等部位泄漏到空气中，即与空气中的氧气混合形成爆炸性蒸汽。当这种蒸汽的浓度达到爆炸下限时，遇到点火源且点火源的能量达到引燃能量时即可发生爆炸，前者是工艺设计需要解决的问题，要尽可能把危险化工物料限制在密封容器内，减少其泄漏的可能性，通过降低反应压力、合理的流程控制、降低系统温度等手段使物料的泄漏减少到最低。但无论如何控制，在非正常条件下，危险化工物料仍可能从管道法兰、阀门密封处、动力设备机械密封处、呼吸阀、安全阀及静设备密封处泄漏。限制及消除电气设备点火源是防爆电气工程要解决的问题。防爆电气工程是一个系统工程。在工程设计阶段，工程设计单位按照软件包MSDS数据表确定危险化工物料的防爆等级及温度组别，根据工艺设备及工艺管道布置情况确定释放源点位及等级，根据释放源等级及点位表进行防爆区域划分并绘制防爆区域划分图，然后根据生产工艺要求及工艺物料防爆等级选择防爆电气设备的防爆型式与技术规格;防爆电气设备订货阶段要审核供货商资质及技术能力，检查检验确保防爆电气设备质量合格;在防爆电气设备安装阶段要确保防爆电气设备安装正确，电线、电缆引入装置及辅助设施施工质量合格;在防爆电气设备施工结束时，要对整个防爆电气系统进行总体评价。以上各环节任一环节出现质量问题，都可能导致防爆工程失效，达不到预期目的。事实上初次评审合格后也需要投入精力对防爆电气工程进行维护，以保持防爆电气工程持续有效运行。综上所述，防爆电气工程从工程设计开始就须进行质量管控，并在后续电气设备采购制造过程中实施监造，在施工安装环节实施有效监督，在各不同环节发现问题及时纠正，才能保证整个防爆电气工程质量可控，避免后期整改造成投资浪费、节约建设成本，保证防爆电气工程运行中的有效性、可靠性及安全性。
2防爆电气工程管控实践
2．1工程设计过程管控
万华烟台工业园工业化生产装置有引进软件包，也有自主知识产权软件包，还有自主研发的新产品软件包，危险物料品种多且牵涉领域广。参与万华工业园建设的设计单位有20多个，国家防爆专业机构审核MSDS数据表近200项，防爆区域划分图纸近300张，尽管参与万华工业园建设的设计单位和工艺技术提供方是国内外知名的工程公司，但仍然存在一些问题如:部分软件包提供商提供的MSDS数据表不完整或缺少一些中间产品的物料特性，针对这个问题，引进软件包要求外商提供;自主产权的软件包由公司研究院组织将不明确的化工物料送有资质的检测机构进行检测，以得到准确的产品性能及爆炸等级和温度组别信息;GB50058是防爆危险区域划分的标准，设计单位基本上都能提供完整的危险区域划分图纸，但大都存在笼统不细，整个区域都按照最危险物料爆炸级别和最高温度组别划分等级的问题，也存在将正常环境划分为危险区域的情况，致使有时使防爆电气设备选型困难，也存在部分地沟、通风不良场所的防爆区域定位不准确的问题。通过国家防爆专业机构与工程设计人员沟通，最终问题都得以解决［1－2］。防爆电气设备选型也出现过选型等级与区域划分不一致的情况，对于多种防爆型式都可以满足要求的防爆电气设备，选型时需要考虑长期运行及维护的经济性和稳定性。通过和国家防爆专业机构、电气设计工程师及业主的有效沟通，可以使防爆危险区域划分更合理准确，防爆电气设备选型更合理、安全可靠。
2．2防爆电气设备制造质量管控
国家防爆专业机构按照万华的供货合同，到防爆电气设备生产厂家开展工作，查阅生产许可证、防爆合格证，查阅审核设计文件，审查生产产品是否与报检资料一致，是否超出防爆合格证的覆盖范围，到生产线上检查监督生产过程，见证出厂检验项目，发现问题及时纠正。防爆电气设备到工地后，国家防爆专业机构参与设备开箱检验，并对产品进行抽检，发现问题提出整改通知。通过国家防爆专业机构的有效管控，防爆电气设备的开箱合格率达到98%以上。
2．3防爆电气设备的安装质量管控
GB3836．15及GB3836．16中对防爆电气设备的安装及检查维护做出了详细要求，但目前国内工程建设市场安装情况不容乐观，安装队伍参差不齐，部分缺乏专业知识和专业技能训练，不进行有效管控不能保证防爆电气设备的安装质量，一台(套)电气设备尽管制造质量合格，但如果在安装过程中出现一点小的质量缺陷也可能导致整台设备防爆功能失效。防爆电气设备的安装质量管控是建设单位最重要的工作［3－4］。国家防爆专业机构把最大精力用在安装质量管控方面，针对园区建设化工装置多、施工面广、施工安装队伍多、施工安装人员专业技能差、防爆电气设备多的特点制定管控计划:第一环节是培训并建立标准，当一套生产装置防爆电气设备开始施工安装前，把施工队伍技术人员和施工质量管理人员组织起来进行专项培训，使施工人员了解防爆电气设备的结构原理、施工安装方法、质量标准，开工时先在装置内做出一个样件工程作为标准;第二环节是在施工过程中不间断巡回检查，发现问题及时下达整改通知单，针对通病性问题适时再组织培训，项目施工过程中共培训施工队伍技术管理人员300多人次，下达整改通知单85份，整改项6000多项。通过有效管控，工业园防爆电器设备安装质量稳步提高，对同一支安装队伍，在项目建设初期的安装合格率较低，到项目后期安装合格率明显提升。
2．4防爆电气工程的质量评价
GB3836．1—2010、GB50058、AQ3009、GB50257—2014系统化规定了防爆电气工程从工程设计、设备制造、设备安装、设备维护、评定验收的系统化标准［5－6］。当一套生产装置防爆电气设备安装调试结束，国家防爆专业机构按照标准对整个装置的电气防爆工程进行系统评价验收，抽查部分防爆电气设备，发现任何一处施工质量问题均需要对全系统进行重新检查确认。对于防爆电气控制系统(如防爆火灾报警系统、防爆呼叫对讲等)还需要对整个系统的配置进行全面评价，例如，曾经发生过某装置本安防爆系统错用电缆的情况。防爆电气工程的综合评价基本与化工装置建设同时完成。通过防爆技术全过程管控，达到防爆电气工程与化工装置同步完成安装评价的目的，避免过去施工安装完成后再进行检查验收评价、整改、再检查验收评价的过程，为化工装置及早投入试生产创造条件。
3问题与思考
万华化学烟台工业园在一期工程共被提出整改通知单85份，整改项6000多项。安装质量是防爆电气工程控制的重点。安装质量具体问题中关于引入装置及密封的问题有5896处，可见，防爆密封圈与电缆的紧密配合及电缆引入装置是施工中出现问题最多的地方，需要重点控制。总结万华烟台工业园防爆电气工程建设过程中的问题，如下问题值得思考关注:
(1)在化学工业快速发展的时代，新的化工产品和工艺层出不穷，专利商和技术提供方往往不愿意提供工艺过程中间产品的MSDS数据表，有时这些中间化工产品未必比原料和最终产品更安全，因此在设计防爆危险区域划分图及防爆电气设备选型时应充分考虑反应过程中间产品的危险性。
(2)GB50058给出了防爆区域划分的原则，对于不同化学工程、不同工艺条件、不同生产领域，许多条文只有定性而没有量化指标，还需在工程实践中逐步总结经验，多形成一些指导性案例供使用方引用。如在规范中所提:“确定爆炸危险区域的等级和范围宜符合附录A爆炸危险区域示例图及爆炸危险区域划分条件表的规定，并应根据易燃物质的释放量、释放速度、沸点、温度、闪点、相对密度、爆炸下限、障碍等条件，结合实践经验确定。”
(3)工程设计中相关专业需要优化工艺路线和工艺方案，尽可能减少易燃易爆化工物料泄漏量，缩小危险物料泄漏范围，避免高级别危险物料与普通物料交叉布置，改善厂房的通风条件，降低释放源的级别，以简化防爆电气工程，使化工装置更安全。
(4)防爆电气设备供货商为减少认证费用，所提供的防爆电气产品可能不在防爆合格证覆盖范围内，可能引起的防爆电气工程质量风险需要注意。
(5)国外引进的防爆设备可能没有经过中国防爆认证或不符合中国国家标准。
(6)成套设备供货商提供的控制盘柜可能电器器件是防爆型式，但整体系统达不到防爆要求或缺少防爆认证。
(7)防爆电气设备安装施工过程中，电缆引入装置施工是质量控制的重点。
(8)防爆电气系统中分布安装在控制室的设备、现场设备、电缆等控制元件都是不可或缺的部分，应进行整体安全评价。
4结束语
防爆电气工程是一个系统工程，从MSDS数据表审核、防爆区域划分、防爆电气设备选型、防爆电气设备采购订货及质量检查、防爆电气设备安装、防爆电气系统性能综合评价都不可或缺。万华化学烟台工业园是一个大型化工园区，项目建设中创新管理模式，引入具有专业资质的国家防爆专业机构，对防爆电气工程全方位全过程管控，弥补传统管理模式工程师专业能力不够，致使电气防爆工程管理不到位的缺憾。全过程实施防爆电气工程管控是一次成功的尝试，使电气防爆工程与装置同步建设完成，避免了在工程建设完成后再请专业队伍检查评定、整改所浪费的大量财力、物力和时间，提高了防爆电气工程质量，节约了时间和整改费用，提高工程建设效率，具有在大型化工建设项目及改扩建项目中推广应用的价值。
作者：吕隆壮 王秋生 龙厚银 董桂成 李春利 单位：万华化学集团股份有限公司
参考文献
［1］AQ3009—2007，危险场所电气防爆安全规范［S］．
［2］GB50058—2014，爆炸危险环境电力装置设计规范［S］．
［3］GB3836．15—2000，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)［S］．
［4］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与维护(煤矿除外)［S］．
［5］GB50257—2014，电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范［S］．
［6］GB3836．1—2010，爆炸性环境:第1部分设备通用要求［S］．