肖英明

（山東恒信建設(shè)監(jiān)理有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

目前危險(xiǎn)廢物焚燒項(xiàng)目的建設(shè)日新月異，每個(gè)項(xiàng)目的焚燒工藝雖然基本相同，但又有各自的特點(diǎn)，尤其在變配電設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行等方面沒有統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，只能借鑒電力行業(yè)和化工行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)項(xiàng)目存在很大的差異和問題，本文從變配電設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行三個(gè)方面，討論存在的問題及對策。

1 項(xiàng)目特點(diǎn)

危險(xiǎn)廢物焚燒項(xiàng)目由暫存、上料、回轉(zhuǎn)窯、二燃室、余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)（個(gè)別項(xiàng)目）、急冷塔、旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器、預(yù)冷塔、中和塔、在線監(jiān)測和煙囪組成。項(xiàng)目建設(shè)初期通常考慮兩條線的規(guī)模，實(shí)際建設(shè)過程中先上一條線。變配電的設(shè)計(jì)按照兩條線的電氣容量考慮，根據(jù)容量計(jì)算配備2臺1000kVA變壓器、1臺500kW發(fā)電機(jī)、1臺250kVA箱變、1臺汽輪發(fā)電機(jī)。

2 變電室位置選擇

2.1 負(fù)荷中心選擇

項(xiàng)目一：變電室位置在廠中心，遠(yuǎn)離焚燒負(fù)荷中心，主要考慮了廠區(qū)的閑置問題。

項(xiàng)目二：變電室位置在暫存車間的附房內(nèi)，較遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，主要考慮廠房布置問題。

項(xiàng)目三：變電室位置在焚燒車間的一樓附房內(nèi)，位于負(fù)荷中心。

最佳方案：選擇變電室位置在焚燒車間的一樓附房內(nèi)。包括發(fā)電機(jī)房。處于整個(gè)項(xiàng)目的負(fù)荷中心。符合要求，節(jié)能效果最好。

土建應(yīng)該加高焚燒車間主控廠房的高度，將整個(gè)一樓作為設(shè)備間，將倉庫或換熱間放于暫存車間的附房。

2.2 風(fēng)向選擇

在三個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，幾乎沒有考慮風(fēng)向問題。但是在危廢焚燒項(xiàng)目中，由于存在強(qiáng)腐蝕環(huán)境，風(fēng)向?qū)ψ冸娛业牡攸c(diǎn)選擇十分重要。多數(shù)企業(yè)存在兩種主導(dǎo)風(fēng)向，冬季北風(fēng)，夏季南風(fēng)，變電室的布置就應(yīng)該避開兩種盛行風(fēng)向，最好的方位就是最小風(fēng)頻的下風(fēng)向，也就是兩個(gè)主導(dǎo)風(fēng)向的側(cè)風(fēng)向原則。

3 電氣方案設(shè)計(jì)（表1）

目前以上三種方案在項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行中都存在，經(jīng)過以上比較可以得出以下結(jié)論：第一，三種方案都具有實(shí)用性，都可采用。重點(diǎn)推薦方案二。第二，目前項(xiàng)目都在變壓器容量上預(yù)留了二號線的負(fù)荷容量，但是都沒有預(yù)留二號線的低壓配電盤的位置，現(xiàn)場至少應(yīng)該預(yù)留一面低壓出線開關(guān)柜的位置。第三，在低壓柜方面只是設(shè)計(jì)了低壓出線，往往都沒有進(jìn)行車間計(jì)量考核方面的電度表的設(shè)計(jì)安裝。根本沒有辦法進(jìn)行電氣計(jì)量，需要事后重新安裝、改進(jìn)。第四，關(guān)于多頭連鎖問題：二級負(fù)荷、三級負(fù)荷和發(fā)電機(jī)分段連鎖控制、切換。由于1#、2#變壓器、發(fā)電機(jī)三方連鎖在配電設(shè)備實(shí)現(xiàn)方面過于復(fù)雜，一般只采取二方連鎖。在工程中有的項(xiàng)目采用手動(dòng)的方式把發(fā)電機(jī)投入，在工藝上根本不符合要求。工藝要求斷電再接的時(shí)間只有2～3分鐘，可是手動(dòng)接入發(fā)電機(jī)的時(shí)間往往超過15分鐘。也就是說采用手動(dòng)接入發(fā)電機(jī)的方式根本行不通，必須采用自動(dòng)連鎖。只能采用發(fā)電機(jī)和二級負(fù)荷變壓器的自動(dòng)連鎖。

4 現(xiàn)場電氣設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)

根據(jù)危廢焚燒項(xiàng)目的特點(diǎn)，將現(xiàn)場分為高溫區(qū)域、露天區(qū)域、易爆區(qū)域、易腐蝕區(qū)域和易燃區(qū)域，根據(jù)不同區(qū)域的特點(diǎn)分別進(jìn)行電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)。

4.1 現(xiàn)場高溫區(qū)域

窯頭、回轉(zhuǎn)窯、二燃室、余熱鍋爐區(qū)域，設(shè)備內(nèi)溫度在550～1200℃之間，設(shè)備外壁溫度最高在300℃，該區(qū)域的電氣設(shè)備就是電機(jī)和電纜。

（1）電機(jī)長期處于高溫區(qū)域，散熱困難，內(nèi)部溫升很高，電機(jī)的內(nèi)部溫度超過額定溫度，極易造成電機(jī)內(nèi)部絕緣降低，功效降低，輸出轉(zhuǎn)矩減小，甚至燒壞電機(jī)。

①設(shè)計(jì)措施：增加電機(jī)的容量、電機(jī)外表采用高溫涂料、適當(dāng)增加電機(jī)與回轉(zhuǎn)窯之間的距離。②安裝措施：電機(jī)與回轉(zhuǎn)窯之間增加隔熱板，減少熱傳導(dǎo)。③維護(hù)措施：改善環(huán)境，增加通風(fēng)機(jī)，加強(qiáng)通風(fēng)，強(qiáng)制給電機(jī)降溫；增加檢查次數(shù)，檢查電機(jī)絕緣情況，發(fā)現(xiàn)問題，立即處理。（2）電纜長期處于高溫區(qū)域，絕緣保護(hù)老化速度急劇加快，會(huì)出現(xiàn)硬化、脆化和裂紋現(xiàn)象。

表1

①設(shè)計(jì)措施：采用阻燃電纜，加大電纜的截面。②安裝措施：電纜表面刷涂耐高溫涂料，加大電纜與高溫設(shè)備之間的距離。③維護(hù)措施：加強(qiáng)電纜絕緣檢查，縮短絕緣檢查時(shí)間，嚴(yán)格控制絕緣值的變化，一旦達(dá)不到絕緣要求，立即更換電纜。

4.2 現(xiàn)場露天區(qū)域

危廢焚燒設(shè)備在北方安裝在室內(nèi)，但是在南方大多是安裝在室外，設(shè)備在室外安裝雖然減少了土建投資，但是給電氣設(shè)備的維護(hù)增加了相當(dāng)大的難度。對電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和安裝提出了相當(dāng)高的要求。（1）設(shè)計(jì)措施：現(xiàn)場配電箱、照明箱和操作柱全部采用雙層門密封結(jié)構(gòu)，防護(hù)等級為IP65，照明燈具增加防護(hù)罩；所有電氣設(shè)備增加防雨棚。（2）安裝措施：所有電氣設(shè)備進(jìn)出口全部密封，電纜接頭采用壓接接頭連接，膠帶纏繞絕緣；所有進(jìn)出線全部從箱底進(jìn)出線；照明燈具燈頭朝下；電纜溝、電纜橋架做好分段封堵。（3）維護(hù)措施：任何季節(jié)杜絕配電設(shè)備出現(xiàn)雨雪水滲漏現(xiàn)象；電纜溝、電纜橋架做到風(fēng)雨必查，見水必抽，嚴(yán)防潮氣、水分進(jìn)入電氣設(shè)備；雨后測試現(xiàn)場配電箱的濕度，清理積水，采取有效除濕措施，改善電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境。

4.3 易爆區(qū)域

卸車上料區(qū)、行車上料間、鏈板輸送機(jī)等區(qū)域是爆炸性粉塵環(huán)境，其中的金屬性粉塵比電阻不高，粉塵在電氣設(shè)備的周圍凝集沉降，從而減少了電氣距離，破壞了電氣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度，在線路過電壓或電氣操作過程中極易造成電氣擊穿短路事故，易引起爆炸火災(zāi)。目前，許多生產(chǎn)廠家對爆炸性粉塵環(huán)境認(rèn)識不足，行車的電機(jī)、鏈板輸送機(jī)的電機(jī)均沒有采用防爆電機(jī)。解決問題的對策如下。

（1）設(shè)計(jì)措施：現(xiàn)場電機(jī)應(yīng)采用增安型防爆電機(jī)；盡量減少插座的數(shù)量；電線、電纜采用銅芯，截面載流量不得小于額定載流量的1．2倍；鏈板輸送機(jī)的皮帶應(yīng)盡可能采用防靜電皮帶。（2）安裝措施：電氣線路之間連接應(yīng)采用壓接或焊接。必須裝設(shè)的插座應(yīng)盡可能布置在爆炸性粉塵不易集聚的地方。（3）維護(hù)措施：應(yīng)定期打掃平臺、電氣設(shè)備本身，特別加強(qiáng)行車導(dǎo)線的清掃，減少粉塵的集聚。

4.4 易腐蝕區(qū)域

現(xiàn)場分為干腐蝕環(huán)境和濕腐蝕環(huán)境。對于防腐應(yīng)該從電氣設(shè)備選用、電氣設(shè)備涂覆、防腐距離和電氣設(shè)備密封方面進(jìn)行綜合考慮。

（1）腐蝕環(huán)境電氣設(shè)備應(yīng)該選擇耐腐蝕的設(shè)備?，F(xiàn)場風(fēng)機(jī)、泵、攪拌機(jī)較多。風(fēng)機(jī)運(yùn)行在干腐蝕環(huán)境中，對腐蝕要求相對較低。泵主要是內(nèi)防腐要求高，攪拌機(jī)是強(qiáng)濕腐蝕環(huán)境，應(yīng)該采用強(qiáng)腐蝕WF2級電氣設(shè)備。（2）現(xiàn)場的配電箱、照明箱、開關(guān)箱應(yīng)該在設(shè)計(jì)說明中說明外表噴漆或涂覆方案。由于項(xiàng)目工地分包較多，沒有統(tǒng)一規(guī)定，各自采購的設(shè)備涂漆也不統(tǒng)一，這就要求建設(shè)單位在設(shè)計(jì)階段對此作出統(tǒng)一要求，避免各自為政，達(dá)到配電設(shè)備現(xiàn)場防腐的要求，確保設(shè)備使用壽命。（3）暫存車間、污水處理車間、焚燒車間料坑、車間設(shè)備區(qū)是干腐蝕環(huán)境。電纜橋架采用鍍鋅橋架。穿管采用鍍鋅鋼管，接頭部分采用可撓性絕緣套管。端部壓接金屬端子。在施工中由于可撓性絕緣套管連接不緊，常常會(huì)脫落，應(yīng)加倍注意。（4）污水處理調(diào)節(jié)池、MBR反應(yīng)池、中和還原池是濕腐蝕環(huán)境。其中潛水?dāng)嚢铏C(jī)電纜采用交聯(lián)聚乙烯橡膠電纜。進(jìn)入污水中的電纜一般采用帶有阻水帶的電纜，而不采用帶有阻水膏的電纜?？梢詼p少電纜中水及潮氣的滲入，提高電纜的工作壽命。不允許存在中間接頭，接頭接線部分采用絕緣帶包繞。在運(yùn)行過程中，應(yīng)該定期檢查絕緣情況，避免出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕，破環(huán)電纜的絕緣，出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，造成事故。（5）防腐距離應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，施工單位在施工過程中對此根本不重視，不考慮防腐距離，電纜走向比較隨意。應(yīng)該加強(qiáng)管理，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范施工，達(dá)到要求。（6）電氣設(shè)備密封：進(jìn)出配電箱的電纜封堵、電機(jī)接線盒封堵、進(jìn)出橋架封堵、照明燈具進(jìn)出線封堵應(yīng)該采用密封圈和防火膠泥。

4.5 易燃區(qū)域

危廢項(xiàng)目的油罐區(qū)、中間油罐區(qū)、液壓站、燃燒器、燃?xì)夤艿?、窯頭區(qū)、有機(jī)暫存區(qū)和料坑是易燃區(qū)域。

（1）采用阻燃電纜。（2）電纜的電流是額定電流的1．25倍。（3）配線盡可能采用電纜橋架，采用非燃材料嚴(yán)密密封。但是在現(xiàn)場施工中電纜布置較為雜亂無序，電纜橋架沒有分段封堵，應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)范施工。

5 接地系統(tǒng)

目前項(xiàng)目的接地系統(tǒng)有的缺少設(shè)備的等電位設(shè)計(jì)，有的沒有防靜電接地，有的沒有將整個(gè)設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地、防靜電接地以及建筑物防雷接地連成系統(tǒng)。整個(gè)項(xiàng)目的接地系統(tǒng)就應(yīng)該是工作接地、保護(hù)接地和防雷接地的聯(lián)合接地系統(tǒng)。

5.1 整個(gè)廠區(qū)接地系統(tǒng)

整個(gè)廠區(qū)的低壓配電系統(tǒng)的接地形式有：TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。TN系統(tǒng)包括TN－C、T N－S、TN－C－S。從技術(shù)和安全方面考慮，在火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)廠房中宜采用TT、IT或TN－S系統(tǒng)。工廠的6～10 kV供電系統(tǒng)多數(shù)采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，建議采用TT或TN－C-S系統(tǒng)。目前，整個(gè)廠區(qū)的配電接地系統(tǒng)采用TN－C－S系統(tǒng)。

5.2 防爆電氣設(shè)備的接地

設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定爆炸性氣體環(huán)境的接地設(shè)計(jì)要求按有關(guān)電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)規(guī)程不需要接地的部分，在爆炸性氣體環(huán)境內(nèi)仍應(yīng)接地。由此，在既符合規(guī)范又符合安全原則的前提下，設(shè)備安裝現(xiàn)場電機(jī)最好采用TT系統(tǒng)。

5.3 防靜電接地

項(xiàng)目的中控設(shè)備間、弱電間、消防控制室、行車操作室的電氣設(shè)備防靜電接地，在以上區(qū)域鋪設(shè)防靜電地板。絕大部分電氣設(shè)備都要求在干燥條件下使用和存放，當(dāng)然過低的濕度（環(huán)境特別干燥）會(huì)產(chǎn)生靜電對電氣設(shè)備使用不利，需要控制在適當(dāng)?shù)臐穸确秶鷥?nèi)。料坑上方平臺等區(qū)域應(yīng)該做好防靜電接地。一般不宜讓管道穿過，有管道穿過的區(qū)域，管道進(jìn)出口處、法蘭連接處應(yīng)設(shè)跨接線。所有電纜橋架的連接應(yīng)該采用跨接的方式。

5.4 焚燒設(shè)備等電位接地

焚燒設(shè)備的布置比較集中，在整個(gè)設(shè)備區(qū)域的下方應(yīng)該布設(shè)等電位網(wǎng)，設(shè)備鋼架、電機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵、螺旋輸送機(jī)和除渣機(jī)的基座與整個(gè)網(wǎng)格連接在一起。

5.5 防雷接地

建筑物的防雷接地利用框架柱的主鋼筋做引下線，頂部布設(shè)避雷帶，形成避雷網(wǎng)。

6 節(jié)能

項(xiàng)目的節(jié)能方面比較欠缺，重視不夠，有的采用單臺變壓器，不利于配電的合理使用，有的沒有余熱蒸汽發(fā)電，造成蒸汽浪費(fèi)。

第1，變壓器的合理使用：應(yīng)該采用兩臺變壓器，一用一備，便于節(jié)約容量費(fèi)，便于檢修，也為以后二號線留下備用容量。第2，功率因數(shù)補(bǔ)償：采用低壓電容器自動(dòng)投切補(bǔ)償。第3，除臭電機(jī)錯(cuò)峰使用：除臭系統(tǒng)主要是針對焚燒車間、暫存車間產(chǎn)生的臭氣進(jìn)行處理，該系統(tǒng)完全可以根據(jù)生產(chǎn)線的用電高低峰谷進(jìn)行投入切除，錯(cuò)開焚燒車間用電高峰，在低谷時(shí)開動(dòng)除臭風(fēng)機(jī)，進(jìn)行臭氣處理。達(dá)到節(jié)約電力的目的。第4，余熱蒸汽發(fā)電：余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，在冬季用于取暖，在其他季節(jié)使用很少，常常重新冷凝或排空，造成極大浪費(fèi)，將多余的蒸汽用于發(fā)電，就會(huì)取得很好的節(jié)能效果。發(fā)電不必上網(wǎng)，省去麻煩的上網(wǎng)手續(xù)，自己用于除臭電機(jī)的電力供應(yīng)，大大節(jié)約了電力供應(yīng)。第5，變頻器的使用：項(xiàng)目的回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、引風(fēng)機(jī)、除臭電機(jī)、燃燒風(fēng)機(jī)等電機(jī)容量比較大，啟動(dòng)電流比較大，啟動(dòng)過程對電網(wǎng)沖擊很大，采用變頻啟動(dòng)可以大大降低起動(dòng)電流，節(jié)能效果明顯。電機(jī)的運(yùn)行常常是在低頻情況下運(yùn)行，采用變頻器同樣節(jié)能很好。第6，安裝運(yùn)行：減少導(dǎo)線節(jié)點(diǎn)數(shù)量，減低接觸電阻，增強(qiáng)節(jié)能效果。

在變配電系統(tǒng)中，由于連接點(diǎn)的數(shù)量眾多，不僅成為系統(tǒng)運(yùn)行安全的薄弱環(huán)節(jié)，也增加了線網(wǎng)的電能損耗。導(dǎo)線節(jié)點(diǎn)長期暴露在空氣中，導(dǎo)線連接點(diǎn)的金屬會(huì)氧化，施工時(shí)，氧化層去除不干凈，導(dǎo)線連接點(diǎn)處有接觸電阻存在，螺栓壓接時(shí)，壓接不緊，接頭就會(huì)發(fā)熱，從而增加了線網(wǎng)的損耗，影響節(jié)能效果。

在安裝過程中電纜不允許有中間接頭，電纜按照尺寸定制，施工前先量好尺寸，按照規(guī)范敷設(shè)。配電柜、盤的線路壓接要符合工藝要求，且用絕緣膠帶包扎緊。

7 結(jié)語

危廢焚燒項(xiàng)目的變配電具有一般工業(yè)項(xiàng)目的共同特性，也有環(huán)保項(xiàng)目的特殊性，在設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行過程中應(yīng)該根據(jù)項(xiàng)目的工藝特點(diǎn)，有針對性的給出設(shè)計(jì)方案、解決安裝和運(yùn)行過程中存在的問題，最大程度滿足危廢焚燒項(xiàng)目的工藝要求。

[1]HG/T20666-1999，化工企業(yè)腐蝕環(huán)境電力設(shè)計(jì)規(guī)程[S]．

[2]《工廠配電設(shè)計(jì)手冊》航空工業(yè)部第四規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院等編．水利電力出版社,1982．