海洋石油平台电伴热漏电保护电路设计探讨.pdf

第37卷第2期
石油工程建设
★★★★)
海洋石油平台电伴热漏电保电路设计探讨
建球
(中国石油集团(青岛)海洋工程有畏公司,山东青岛2665
摘要:电伴热在保证海洋石油平台工艺流程正常运行中起着重要的作用,但其在实际应用中有可
能存在漏电风险,给海洋石油平台的安全生产带来一定的隐患,因而可靠的供电和保护电路设计是
确保电伴热安全运行的前提之一。文章通过エ程实例和对标准规范的分析,对电伴热漏电保护电路
设计进行了探讨,对不同的设计方案进行了分析比較,指出现有设计与标准规范存在的差异,并对
电伴热漏电保护设计和国内外标准提出改进建议。
关键词:海洋石油平台;电伴热;漏电保护
中图分类号:TE951TM92文献标识码;A文章编号:1001-2206(2011)02-0011-09
0引言
电路设计上的不规范,给海洋石油平台的安全生产
海洋石油平台的管道和设备在环境温度较低时带来了一定的隐患。本文将结合实际工程案例,对
般采用电伴热进行保温,由于海洋石油平台处于电伴热配电和漏电保护电路不同的设计方案逐一进
高湿度、多盐雾的恶劣环境并工作于1区或2区易行分析,提出合理的设计方案,并对国内外标准提
燃易爆危险物品的场所,电伴热出现漏电可能会危出相应的修改建议。
及平台的安全,因此国内外一些标准对海洋石油电1电伴热线路需采取漏电保护措施的原因
伴热的配电和保护均有较严格的安全要求,如要求
由于电伴热与热水伴热和蒸汽伴热相比具有节
电伴热每个回路配备漏电保护装置等。由于目前海能、放热均匀、换热效率高、无泄漏隐患、温度控
洋石油平台广泛应用的自调控电伴热为近30年来制准确快捷、占用空间小等优点,甚至可对管道和
发展的技术,其在我国的推广应用和相应标准的制阀门密集、拐弯较多而无法用热水和蒸汽进行伴热
订也较晚,因此在实际工程中出现了对漏电保护不的区域伴热,并可实现DCS监控和遥控自动化管
够重视、部分标准制订不完善以及对标准理解存在理,因此,目前在海洋石油平台上一般采用电伴热
差异情况等,这导致了某些电伴热配电和漏电保护的方法对管道和设备进行保温
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仍然推荐在这些区域提供警示标志。
气体,它的连续放空对天然气处理厂来说,也是一
4结束语
个很大的压力。为保护环境,各类天然气处理厂也
在工程实施的过程中,一些设计和生产运行人应考虑推广CO2回收利用技术,以减少温室气体
员对CO2气体的危害认识不足,对CO2的扩散不的排放
以为然。麻痹大意会带来安全隐患,为确保人员的参考文献:
健康安全,对CO2的扩散分析还是非常有必要的。[1!张德义.石油化工危险化学品实用手所[M北京:中国石化出版
然而,CO2的扩散计算是以设定的气象条件为前
社,2006
提,随着气象条件的变化,计算结果肯定有所不
作者简介:扈滨(1983-),女,山东利津人,助理工程
同。所以在实际运行过程中,还需要考虑各种恶劣
师,2006年毕业于南京师范大学景观设计专业,现从事文
天气情况,采取相应的防护措施。
档控制工作。
此外,CO2作为一种对环境有严重影响的温室收稿日期:201008-09:修回日期:201102-22
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石油工程建设
2011年4月
般认为,要保证海洋石油平台电伴热安全可少许液体渗漏处也可能导致火灾和爆炸事故的发
靠地工作,对其供电线路除采用常用的过载、短路生。因此,对电伴热电路的漏电或接地故障保护
保护外,还应采用漏电保护措施。但目前在这方面必须做到在其产生电弧或电火花之前就将其故障电
也存在着不同的见解,有观点认为,电伴热电缆被路切断。而电保护装置正好能满足这种要求,如
保温层覆盖而不易受到损害,同时人也不会触及,30mA剩余电流动作型漏电保护器在接地电流刚达
不必采取漏电保护措施,万一出现故障,只要有短到30mA时就动作,确保了电伴热电路在发生潘
路和过载保护就可以了。也有些初次接触电伴热的电或接地故障时也不会出现安全隐患。需进一步明
用户常常会提出为什么电伴热要采用漏电保护的问确说明的是,对电伴热采取漏电保护措施不是用于
题。因此,只有认识到海洋石油平台电伴热漏电或防止人体触电,而是防止漏电可能带来的火灾危
单相接地故障产生的原因和危害,并理解国内外主险,而火灾危险主要来自于高阻接地故障(易产生
要标准规范对电伴热配电和保护电路的要求,才能拉弧和温升),因此,从海洋石油平台电伴热的工
在设计上予以重视,并采取有效的措施予以防范。作特性和实际应用情况考虑,电伴热必须采用漏电
1.1电件热在实际应用中存在漏电风险
保护装置进行保护。
尽管电伴热只有其他伴热不可比拟的优点,但1.2国内外主要标准对电伴热配电和漏电保护的
实践证明这种伴热方法也存在一定的漏电风险:
要求
(1)电伴热电缆敷设完毕后,需用保温岩棉对
正因为电伴热漏电或接地故障会给海洋石油平
管道、设备和容器进行包敷保温,在保温岩棉的施台带来安全隐患,所以 IEEE Std515、 API RP14F、
工过程中,有可能损伤电伴热电缆护套和绝缘,留NFPA70、《浅海固定平台建造与检验规范》和
下漏电或接地隐患。
《海上固定平台安全规则》等国内外标准均对电伴
(2)电伴热电缆本身为发热源,即使自调控热线路提出了漏电保护的要求。
型电伴热电缆具有正温度系数电阻(PTC)特性,
IEEE Std515标准为国际上应用最广泛的针对
从理论上讲不会因为过热而达到防爆场所的温度极电伴热试验、设计、安装和维护的专用标准,美国
限或烧毁电缆,但在温度反复变化过程中,电缆绝有油协会(API)标准对电伴热的要求也引用IEE
缘层梱对来说会老化得快些,当电伴热电缆的允许Srd515作为标雅依据。《浅海固定平台建造与检
使用期限小于平台的服役期限而未对电伴热电缆及验规范》是中国船级社(CS)編制的标准,为国
时更换时,就可能发生漏电或接地故障。
内海洋石油平台的设计和检验依据之一。这两个标
3)伴热管道的法兰、阀网门等设备连接处在长准均提出:电伴热负荷采用专用变压器供电,变压
期工作中可能出现少许液体渗漏现象,如未及时发器二次侧应采用接地系统;每个电伴热电路应具有
现或维护不当,渗漏的液体将降低电伴热电缆的绝高阻接地(即漏电)和短路故障保护能力。在其漏
缘性能,如侵人其绝缘薄弱处或各接头处,也可能电电流超过30mA时,应能自动断开该电伴热线
导致漏电或接地故障。
路电源。
4)伴热管道保温层的防水外罩因安装或维护
海上固定平台安全规则》也是国内海洋石油
不当存在雨水进人的可能,浸水处的电伴热电缆的平台的设计和检验依据之一,其中也提出“电伴热
绝缘性能将被减弱,如电伴热电缆长期在此状态下带及配套使用的控制电气设备应设有过载、短路及
工作就可能发生漏电或接地故障。
漏电流的檢测、控制和保护装置”的要求。
因此从实际情况看,电伴热发生高阻接地(漏
上述三个标准均提出了对电伴热负荷采用漏电
电)的情况多于导体直接接地(短路)的情况。当保护装置的要求。其中 IEEE Std515和《浅海固定
发生高阻接地漏电故障时,普通断路器就会因为故平台建造与检验规范》对漏电保护方案提出了较明
障电流太低而