孟凡霞, 仇廣同

(山東港灣建設(shè)集團(tuán)有限公司, 山東 日照 276826)

0 引 言

工業(yè)中,金屬鈉由于其特殊性,用石蠟或煤油、柴油封裝到金屬桶中存儲,這就需要專業(yè)制造的倉庫及其相應(yīng)的設(shè)備安裝,以保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。因此,金屬鈉倉庫按爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域劃分為1區(qū),其電氣設(shè)計要嚴(yán)格按照各種規(guī)范進(jìn)行[1-4]。

1 工程概況

某單層倉庫建筑面積41.80 m2,距地檐口高2.8 m,建筑結(jié)構(gòu)形式為混凝土框架結(jié)構(gòu),屬于工業(yè)建筑,其主要功能是儲存工業(yè)金屬鈉。

該倉庫按爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域劃分為1區(qū)。倉庫內(nèi)所用電氣設(shè)備均為防爆產(chǎn)品,線纜敷設(shè)、設(shè)備安裝要遵循爆炸性環(huán)境設(shè)備安裝通用要求。

2 配電設(shè)計

2.1 供配電設(shè)計

該工程設(shè)一總動力配電箱及排風(fēng)風(fēng)機控制箱、送風(fēng)風(fēng)機控制箱。 排風(fēng)風(fēng)機控制箱和送風(fēng)風(fēng)機控制箱、及照明電源引自總動力配電箱。

電氣平面布置圖如圖1所示。

2.2 溫/濕度控制

該倉庫設(shè)置溫/濕度探測系統(tǒng)一套,對倉庫內(nèi)的溫/濕度進(jìn)行監(jiān)測,并設(shè)置報警裝置;設(shè)置事故通風(fēng)兼做平時通風(fēng)系統(tǒng),對倉庫內(nèi)的溫/濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。每個倉庫分別采用一送一排形式,補風(fēng)機與事故排風(fēng)機連鎖,通風(fēng)機和電機均采用防爆型,風(fēng)機和電機之間不得采用皮帶傳動。平時利用通風(fēng)排除余熱/余濕,必要時開啟制冷空調(diào),保證庫房內(nèi)溫度小于32 ℃,濕度小于75%,其進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口均設(shè)置在室外無火花濺落的安全處。事故通風(fēng)裝置應(yīng)與報警裝置連鎖。事故通風(fēng)的通風(fēng)機分別在室內(nèi)及靠近外門的外墻上設(shè)置電氣開關(guān)。

2.3 氫濃度探測

該倉庫需設(shè)置氫濃度探測系統(tǒng)一套,氫氣濃度超限應(yīng)報警,并與事故通風(fēng)裝置連鎖。送風(fēng)風(fēng)機配電系統(tǒng)圖如圖2所示。

2.4 視頻監(jiān)控

為了實時監(jiān)控倉庫周圍及內(nèi)部的情況,設(shè)置一套視頻監(jiān)控系統(tǒng),在各出入口、每個倉庫內(nèi)等重要位置布置高清攝像頭,360°無死角監(jiān)控現(xiàn)場。視頻監(jiān)控主機設(shè)在門口警衛(wèi)室或其他有人值班的場所。視頻監(jiān)控系統(tǒng)中使用的設(shè)備必須符合國家法律法規(guī)和現(xiàn)行強制性標(biāo)準(zhǔn)的要求,并經(jīng)法定機構(gòu)檢驗或認(rèn)證合格。監(jiān)視圖像信息和聲音信息應(yīng)具有原始完整性。系統(tǒng)記錄的圖像信息應(yīng)包含圖像編號/地址、記錄時的時間和日期。

3 設(shè)備安裝及管線敷設(shè)

3.1 設(shè)備安裝

金屬鈉屬于危險品,所以該倉庫按爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域劃分為1區(qū),相關(guān)電氣設(shè)備均采用隔爆型產(chǎn)品,等級不低于ExdⅡCT6。

該倉庫所有的設(shè)備均采取防靜電接地措施,正常運行時能發(fā)出火花的設(shè)備布置在爆炸性環(huán)境以外。在滿足工藝生產(chǎn)及安全的前提下,應(yīng)盡量減少插座及局部照明燈具的數(shù)量,安裝的插座開口的一面應(yīng)朝下,且與垂直面的角度不應(yīng)大于60°。倉庫內(nèi)的電氣設(shè)備和線路應(yīng)符合周圍環(huán)境內(nèi)化學(xué)、機械、熱、霉菌以及風(fēng)沙等不同環(huán)境條件對電氣設(shè)備的要求。倉庫內(nèi)不宜采用便攜式電氣設(shè)備,所設(shè)置的防爆電氣設(shè)備應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 3836.1—2010《爆炸性環(huán)境 第1部分:設(shè)備 通用要求》的有關(guān)規(guī)定。

3.2 管線敷設(shè)

電氣線路應(yīng)在爆炸危險性較小的環(huán)境或遠(yuǎn)離釋放源的地方敷設(shè),并應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范條文規(guī)定。敷設(shè)電氣線路時,應(yīng)避開可能受到機械損傷、振動、腐蝕、紫外線照射以及可能受熱的地方,不能避開時應(yīng)采取預(yù)防措施,而且電纜線路嚴(yán)禁有中間接頭,當(dāng)電纜或?qū)Ь€的終端連接時,電纜內(nèi)部的導(dǎo)線如果為鉸接,其終端應(yīng)采用定型端子或接線鼻子進(jìn)線連接。敷設(shè)電氣線路的導(dǎo)管,所穿過的不同區(qū)域之間墻的孔洞應(yīng)采用非燃性材料嚴(yán)密堵塞,鋼管配線的電氣線路也應(yīng)做好隔離密封,且符合相關(guān)條文規(guī)定:

(1) 在正常運行時,所有點燃源外殼的450 mm范圍內(nèi)應(yīng)做隔離密封。

(2) 直徑50 mm以上鋼管距引入的接線箱450 mm以內(nèi)處應(yīng)做隔離密封。

(3) 相鄰的爆炸性環(huán)境之間以及爆炸性環(huán)境與相鄰的其他危險環(huán)境或非危險環(huán)境之間應(yīng)進(jìn)行隔離密封。

(4) 供隔離密封用的連接部件,不應(yīng)作為導(dǎo)線的連接或分線用。

3.3 電氣工程抗震設(shè)計

該倉庫內(nèi)徑不小于60 mm的電氣配管及重力不小于150 N/m的電纜梯架、電纜槽盒均進(jìn)行抗震設(shè)防。在電纜橋架、電纜槽盒內(nèi)敷設(shè)的纜線在引進(jìn)、引出和轉(zhuǎn)彎處,在長度上留有余量;接地線采取防止地震時被切斷的措施。引入建筑物的電氣管路敷在進(jìn)口處及配電裝置至用電設(shè)備間連線進(jìn)口處采用撓性線管;配電裝置至用電設(shè)備間連線采用軟導(dǎo)體,當(dāng)采用金屬導(dǎo)管、剛性塑料導(dǎo)管敷設(shè)時,進(jìn)口處應(yīng)轉(zhuǎn)為撓性線管過渡,當(dāng)采用電纜梯架或電纜槽盒敷設(shè)時,進(jìn)口處應(yīng)轉(zhuǎn)為撓性線管過渡。設(shè)置在建筑物屋頂上的共用天線應(yīng)采取防止因地震導(dǎo)致設(shè)備或其他部件損壞后墜落傷人的安全防護(hù)措施[5-6]。

4 防雷接地設(shè)計

4.1 建筑物防雷

該倉庫是具有1區(qū)爆炸危險場所的建筑物,因電火花而引起爆炸,會造成巨大破壞和人身傷亡者,所以防雷等級定義為一類。建筑物防雷應(yīng)滿足防直擊雷及閃電電涌的侵入,并設(shè)置總等電位聯(lián)結(jié),所有裸露的裝置外部可導(dǎo)電部件應(yīng)接入等電位系統(tǒng)[7]。

在屋頂采用金屬屋面作接閃網(wǎng),金屬屋面為100 mm厚巖棉復(fù)合板;在建筑物屋面頂部采用φ10 mm熱鍍鋅圓鋼明敷設(shè)作為防雷接閃帶;并設(shè)置4根1.5 m接閃桿,采用φ25 mm鍍鋅圓鋼。接閃網(wǎng)、接閃帶、接閃桿三者均可靠焊接,共同組成混合接閃器。

利用各鋼柱作防雷引下線,引下線間距不大于10 m。引下線上端與接閃帶及接閃桿可靠焊接,下端與接地極焊接。所有外墻引下線在室外地面下1 m處引出一根40 mm×4 mm熱鍍鋅扁鋼,扁鋼伸出室外散水,預(yù)留長度不小于1 m。

接地極為建筑物獨立基礎(chǔ)軸線上φ16 mm鍍鋅圓鋼焊接形成的基礎(chǔ)接地網(wǎng)組成。突出屋面的所有金屬構(gòu)件、金屬通風(fēng)管、金屬屋面、金屬屋架等均與避雷帶可靠焊接。

屋頂防雷平面圖如圖3所示。

4.2 接地及安全措施

按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50065—2011《交流電氣裝置的接地設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定,下列不需要接地的部分,在爆炸性環(huán)境內(nèi)仍應(yīng)進(jìn)行接地。

(1) 在不良導(dǎo)電地面處,交流額定電壓為1 000 V以下和直流額定電壓為1 500 V及以下的設(shè)備正常不帶電的金屬外殼。

(2) 在干燥環(huán)境,交流額定電壓為127 V及以下,直流電壓為110 V及以下的設(shè)備正常不帶電的金屬外殼。

(3) 安裝在已接地的金屬結(jié)構(gòu)上的設(shè)備。

該工程接地型式采用TN-S系統(tǒng),保護(hù)導(dǎo)體最小截面積與相線的截面積相同。設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分應(yīng)可靠接地,倉庫所有設(shè)備應(yīng)采用專用的接地線。該接地線若與相線敷設(shè)在同一保護(hù)管內(nèi)時,應(yīng)具有與相線相等的絕緣。在爆炸危險區(qū)域不同方向,接地干線應(yīng)不少于兩處與接地體連接。并設(shè)置過電壓保護(hù):在電源進(jìn)線箱內(nèi)安裝第一級電涌保護(hù)器(SPD)。

4.3 防接觸電壓措施

該倉庫應(yīng)設(shè)置防接觸電壓措施,引下線3 m范圍內(nèi)地表層的電阻率不小于50 kΩ·m,或敷設(shè)5 cm厚瀝青層或15 cm厚礫石層。另外,用護(hù)欄、警告牌使接觸引下線的可能性降至最低限度。

4.4 防跨步電壓措施

該倉庫應(yīng)設(shè)置防跨步電壓措施,引下線3 m范圍內(nèi)土壤地表層的電阻率不小于50 kΩ·m?；蚍笤O(shè)5 cm厚瀝青層或15 cm厚礫石層,并且用網(wǎng)狀接地裝置對地面作均衡電位處理。另外,用護(hù)欄、警告牌使進(jìn)入距引下線3 m范圍內(nèi)地面的可能性減小到最低限度。

5 結(jié) 語

該類別的倉庫危險系數(shù)較大,這就要求從規(guī)劃、設(shè)計方面做好規(guī)范、詳細(xì)、完整的配置,為后期的施工以及生產(chǎn)運行提供一個安全、有效、可靠的依據(jù)。