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1 石油科学通报 216 年 12 月第 1 卷第 3 期油气安全专题 LNG 液化厂防爆电气设备全生命周期风险管理研究吴晓宁 * 中海油安全技术服务有限公司, 天津 3452 * 通信作者, wuxn6@cnooc.com.cn 收稿日期: 摘要随着我国 LNG 液化厂在沿海发达地区迅速扩张防爆电气设备的安全管理成为了新能源企业安全发展的重要环节由于现场对防爆电气设备的管理还没有系统的指导意见对防爆电气设备的风险管理还存在很多问题因此本文以气电集团新能源公司下属的 LNG 液化厂现场检查的问题为依据采用问题统计与定性分析相结合的方法通过不同角度对问题进行系统的分析同时对问题所处的不同阶段进行分析真实反映现场防爆电气设备的现状与发展动态为防爆电气设备进行全方位全生命周期风险管理提供了科学的依据和指导关键词防爆电气设备定性分析风险管理全生命周期风险分析引言管理提供了参考意见随着国内新能源行业的迅速发展 LNG 液化厂的个本文从问题类型防爆型式不同制造厂商等 7 防爆电气设备的全生命周期的风险管理成为了企业安个方面分别进行了统计分析具体分类情况及标准见全管理的薄弱环节为针对现场防爆电气设备的风险表 1 表 2 本次统计问题设备件发现问题数量管理形成系统的指导意见笔者结合现场检查的防爆电气设备问题实际数据通过不同的角度进行对问题系统的分析 [1] 同时将现场问题所处的不同阶段进行 1.1 不同防爆型式问题分析依据 GB 爆炸性环境设备通用要求分析对问题产生的原因进行深入剖析并给出相关的中规定的防爆型式对防爆电气设备问题按产品防爆建议为企业的防爆电气风险管理开拓新的科学有效型式进行分类统计与分析见图 1 通过对图 1 分析可得出的识别与分析思路与方法 1) 现场问题最多的防爆电器为隔爆型本质安全 1 防爆电气设备不同影响因素风险分析型和增安型其中隔爆型产品在现场应用最多且问题最多也是最危险的防爆类型应当加强隔爆型防爆本文针对防爆电气电气设备风险分析采用问题统计与定性分析 [2-3] 相结合的方法所有的问题数量都电气设备的安全管理 2) 无法识别类型的设备主要是因为防爆设备无铭是基于现场专家检查的结果统计在进行定性分析时牌或铭牌上无防爆合格证其数量和比重很多给安通过咨询专家的意见将出现问题的原因进行深入而装使用维护检修等环节造成不便甚至引起错全面的分析为全面管理防爆电气设备 [4-5] 的失效风险误的安装维护和检修可能造成严重后果应当完引用格式吴晓宁. LNG 液化厂防爆电气设备全生命周期风险管理研究. 石油科学通报, 216, 3: WU Xiaoning. Research into full life-cycle risk management of explosion-proof electrical equipment in LNG liquefaction plants. Petroleum Science Bulletin, 216, 3: doi: /j.issn 中国石油大学 ( 北京 ) 清华大学出版社有限公司

2 LNG 液化厂防爆电气设备全生命周期风险管理研究 385 表 1 防爆电气设备问题系统分析表 Table 1 The system analysis of the explosion-proof electrical equipment problems 序号问题类型防爆型式环境因素设备质量问题部位产品证书 1 引入口问题隔爆型腐蚀先天残次隔爆面未查到 2 接地问题增安型潮湿安装损坏引入装置信息不符 3 使用维护不当本质安全型机械作用设备自身结构不匹配内部元件有效 4 铭牌问题正压型化学作用内部元件与箱体不匹配外观未见合格证号 5 电气整机防爆胶封型进水铭牌信息与产品不符紧固处 6 普通电气设备用于防爆区域无火花型高温热源或低温冷源维护不当导致质量下降结构 7 选型错误无法识别控制面板 8 紧固件问题接地处 9 证书问题不相关 1 产品老化 11 隔爆间隙超差 12 假冒伪劣产品 13 隔爆面锈蚀 14 隔爆面有缺陷 15 未经批准修改表 2 防爆电气设备问题数量统计表 Table 2 The quantity statistics of the explosion-proof electrical equipment problems 问题名称数量 / 个问题名称数量 / 个问题名称数量 / 个问题名称数量 / 个引入口问题隔爆面锈蚀 37 潮湿 43 接地处 453 接地问题 1 22 隔爆面有缺陷 21 进水 36 外观 435 使用维护不当 519 未经批准修改 7 化学作用 7 紧固处 294 铭牌问题 484 隔爆型 2 79 高温热源或低温冷源 1 内部元件 22 电气整机防爆 154 本质安全型先天残次 648 结构 116 普通电气设备用于防爆区域 144 增安型 252 维护不当 228 控制面板 61 选型错误 132 胶封型 23 铭牌信息与产品不符 116 不相关 9 紧固件问题 85 无火花型 3 安装损坏 82 无合格证号 4 41 证书问题 82 正压型 1 内部元件与箱体不匹配 32 有效 816 产品老化 73 无法识别匹配度 23 信息不符 141 隔爆间隙超差 47 腐蚀 119 隔爆面未查到假冒伪劣产品 39 机械作用 17 引入装置善设备的铭牌 1.2 不同环境因素问题分析依据防爆电器设备现场工作环境设备损坏原因分析及与当地地理位置环境相结合, 对问题按环境影响因素进行分类统计其中个问题与环境因素不相关, 未纳入后续分析工作, 可见环境因素对防爆电气设备的影响并非主要问题, 问题分布情况见图 2 通过对图 2 分析可得出 : 1) 在环境因素中潮湿问题比较突出, 主要是因为大部分液化站位于沿海地区, 沿海地区空气潮湿且雨水较多, 易加速设备腐蚀和老化 ;

3 386 石油科学通报 216 年 12 月第 1 卷第 3 期 2) 机械作用对防爆电气设备影响突出主要是因为电器设备受振动源或外力作用影响, 会造成螺栓螺钉等紧固件以及电缆引入装置部位的松动或断裂 1.3 不同设备质量问题分析根据防爆电器设备现状及管理经验, 对问题按设备质量因素进行分类统计其中个问题与质量因素不相关, 未纳入后续分析工作, 问题分布情况见图 3 通过对图 3 分析可得出 : 1) 设备质量对防爆电气设备问题的影响比例不大, 但是后果很严重, 直接影响防爆电气设备的防爆性能 2) 统计过程中, 发现部分设备缺少应有配件或内部构件, 或产品相关信息丢失问题, 均列为先天残次, 其致因虽无法直接判定为采购验收原因, 但仍应引起注意 1.4 不同设备部位问题分布分析对防爆电气设备问题按设备问题出现部位进行分类统计其中个问题与质量因素不相关, 未纳入后续分析工作, 问题分布情况见图 4 通过对图 4 分析可得出 : 1) 防爆电气设备出现问题最多的部位为引入装置和接地处, 外观和紧固件次之, 主要是安装与维修保养阶段出现的问题, 所有要加强安装与维修保养阶段的安全管理 ; 2) 不同部位问题造成的危险度不同, 引入装置与隔爆面问题就是造成设备直接失去防爆完整性, 所以要加强危险度大的问题部位的监督 1.5 不同问题类型分析根据防爆电器设备现状及管理经验, 对问题按问题类型进行分类统计根据已有信息, 整理出 15 类防爆电气设备常见问题, 具体问题分布情况见图 5 通过对图 5 分析可得出 : 1) 防爆电气设备问题主要为引入口问题接地问题铭牌问题和使用维护不当问题, 可见问题比较多的为防爆电气设备安装施工与现场维护保养不当, 所以要加强普遍性问题的安全管理, 减少现场防爆电气设备失效造成现场爆炸的危险 ; 2) 对于那些出现概率较小但是危险度极高的问题, 比如 : 隔爆面有缺陷隔爆面间隙超差, 应当从防爆 d ia id e m n p 图 1 不同防爆型式问题分布情况图 Fig. 1 The distribution of different explosion proof types 图 2 不同环境因素问题分布情况 Fig. 2 The distribution of different environmental factors 2% 1% 19% 7% 6% 58% 7% 5% 2% 3% 57% 4% 3% 4% 2% 1% 1% 图 3 不同设备质量问题分布情况 Fig. 3 The distribution of different equipment quality 图 4 不同设备部位问题分布情况 Fig.4 The distribution of different equipment parts

4 LNG 液化厂防爆电气设备全生命周期风险管理研究 387 电气设备的全生命周期每一个环节重点监管, 增加设备的防爆安全性能 1.6 不同制造厂商问题分析对防爆电气设备问题所对应的制造或生产厂商进行分类统计根据已有信息, 整理出 171 家相关厂商, 其中 1 余家厂商提供设备较多, 同时问题亦较多, 具体问题分布见图 6 通过对图 6 分析可得出 : 在供货的厂家里, 其主要出现的问题为安装问题产品接地问题, 此类问题图 5 不同问题类型分布情况 Fig. 5 The distribution of different types Azbil Control Instruments (Dalian) Honeywell MICRO SWITCH ASCO SMC 应当加强施工管理与维护保养管理有个别是产品质量问题, 产品质量问题占据的百分比较低, 但是造成的后果就是防爆电气设备失效, 危险度极大, 此类问题应当杜绝 1.7 产品证书问题分析对防爆电气设备问题就日常管理中经常被忽视的证书问题进行分类统计, 见图 7 通过对图 7 分析可得出 : 现场检查的防爆电器设备以未见到合格证号和在网上未查到相关的设备合格证问题居多, 未见合格证号多为产品资料不齐全设备铭牌丢失所致所以要加强防爆电气设备资料的管理, 建立防爆电气设备台账, 是全生命周期安全管理的重要环节 2 防爆电气设备不同阶段的风险分析笔者根据防爆电气设备问题出现时间, 将问题按照防爆电气设备全生命周期的不同阶段进行划分, 从而能更好的实现防爆电气设备的风险管理按照设备全生命周期分为设计选型采办安装维护保养报废管 [6-7] 理共 5 个阶段, 其问题数量分别为 87 个 265 个个 592 个 51 个, 具体分布见图 8 所示 : 图 7 不同产品证书有效性问题分布情况 Fig.7 The distribution of different product certificates validity ABB 图 6 问题较多设备厂商分布情况 Fig. 6 The distribution of the more problematic equipment manufacturers 图 8 不同阶段问题分布情况 Fig. 8 The distribution of different phases

5 388 石油科学通报 216 年 12 月第 1 卷第 3 期由图 8 可得, 安装阶段出现的问题最多, 其次为使用维护加工制造采购设计从本质安全学的角度来管理, 应该严格审查设计选型阶段的产品符合性, 加强安装阶段的管理, 杜绝采购阶段的不合格产品, 增强维护保养阶段的管理, 及时更换或维修报废的产品, 将有效保证防爆电气设备的防爆安全性, 延长设备使用寿命 3 结论及建议通过上述分析可知防爆电气设备全生命周期风险管理涉及到的面比较广且复杂, 在设备全生命周期内每一个环节都需要去做好风险把控, 尤其是在采购安装与维护保养环节针对风险分析结果, 对防爆电气设备防爆安全性的管理提出以下管理建议 : (1) 建立及优化防爆电气管理制度, 从防爆电气设备管理全生命周期的各个环节入手, 针对企业设备特点及人员结构, 建立相应的防爆电气管理制度, 对已有制度进行优化, 确保防爆电气设备管理合法合规 (2) 设备管理人员能力建设, 为各级各类从业人员提供足够的培训, 提高从业人员在防爆电气设备选型安装使用维护检修及管理方面的水平 (3) 从企业角度整体把握防爆电气供应商的选取, 严格审查承包商的资质, 寻找具有防爆电气设备安装资质的承包商 (4) 从现场日常维护着手制定防爆电气设备日常维护流程, 严格按照流程维护保养现场防爆电气设备及时更换新的合格的防爆电气设备或者维修到达到设备防爆标准的状态 (5) 对于先天不合格产品, 即普通电气设备用于防爆区域或假冒伪劣产品, 应更换为各项技术指标符合防爆标准规定且经防爆认证的产品 (6) 引入口部位是问题集中区, 与安装人员及验收人员标准不熟悉不理解有直接关系, 是现阶段迫切需要解决的问题, 应引起足够重视参考文献 [1] 张景林, 崔国璋. 安全系统工程 [M]. 北京 : 煤炭工业出版社, 22. [ZHANG J L, CUI G Z. Safety system engineering[m]. Beijing: Coal Industry Press, 22.] [2] 洪冶, 蔡维由, 乐振春. 模糊故障树诊断及应用 [J]. 武汉大学学报工学版, 21, 34(1): [HONG Z, CAI W Y, LE Z C. Fuzzy fault tree diagnosis and application [J]. Engineering Journal of Wuhan University, 21, 34(1): ] [3] 彭力, 李发新, 宁绪成, 等. 风险评价技术应用于实践 [M]. 北京 : 石油工业出版社, 21. [PENG L, LI X F, NING X C, et al. Risk assessment technology is applied in practice[m]. Beijing: Petroleum Industry Press, 21.] [4] 爆炸性环境第 1 部分 : 设备通用要求 GB [S]. 北京 : 中国标准出版社, 21. [Explosive atmospheres Part1:Equipment-General requirements. GB [S]. Beijing: China Standard Press, 21.] [5] 危险场所电气防爆安全规范 AQ39 27[S]. 北京 : 中国标准出版社, 27. [Safety criterion for electrical apparatus in hazardous areas. AQ39 27[S]. Beijing: China Standard Press, 27.] [6] 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB558-92[S]. 北京 : 中国标准出版社, [Code for design of electrical installations in explosive atmospheres. GB558-92[S]. Beijing: China Standard Press, 1992.] [7] 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 GB [S]. 北京 : 中国标准出版社, [Code for construction and acceptance of electric device for explosion atmospheres and fire hazard electrical equipment installation engineering. GB [S]. Beijing: China Standard Press, 1996.] Research into full life-cycle risk management of explosion-proof electrical equipment in LNG liquefaction plants WU Xiaoning CNOOC Safety Technology Service Co., Ltd, Tianjin 3452, China Abstract With the rapid expansion of LNG liquefaction plants in developed coastal areas, safety management of explosion-proof electrical equipment is a key to secure development of such new energy enterprises. Due to the lack of systematic

6 LNG 液化厂防爆电气设备全生命周期风险管理研究 389 guidance on the on-site management of explosion-proof electrical equipment, there are a lot of problems in the risk management of explosion-proof electrical equipment. Based on the on-site inspection results of a new energy company's LNG liquefaction plants of the CNOOC Gas & Power Group, we carried out systematic analysis of different aspects of these results by applying both problem statistics and qualitative methods. In order to reflect the present situation and the ongoing development of explosion-proof electrical equipment, problems are analyzed by dividing equipment full life-cycles into several different stages. This study can be referenced in the full life-cycle risk management of explosion-proof electrical equipment. Keywords explosion-proof electrical equipment; qualitative analysis; risk management; full life-cycle; risk analysis doi: /j.issn ( 编辑付娟娟 )

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10.11648.j.sd.20160403.18 Science Discovery 2016; 4(3): 202-206 http://www.sciencepublishinggroup.com/j/sd doi: 10.11648/j.sd.20160403.18 ISSN: 2331-0642 (Print); ISSN: 2331-0650 (Online) Construction for the Engineering Application-Oriented