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石油庫(kù)的電氣設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間：
2024-06-19 09:54
引言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,車輛不斷增多,汽柴油、燃料油等需求量大幅度增長(zhǎng),石油庫(kù)的建設(shè)將成為我國(guó)建設(shè)業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。石油庫(kù)是儲(chǔ)存易燃易爆的油品及化工產(chǎn)品的場(chǎng)所, 其設(shè)計(jì)和施工具有特殊要求。為保證工程質(zhì)量, 有效地預(yù)防安全事故, 根據(jù)GB 50074-2002《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》中電氣設(shè)計(jì)和施工相關(guān)條文,就石油庫(kù)的電氣設(shè)計(jì)談些粗淺看法。
1、爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分
石油氣是一種混合烴類爆炸性氣體混合物。有鑒于此,我國(guó)國(guó)家規(guī)范《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50058一92)以及《石油庫(kù)的設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50074一2002)對(duì)石油庫(kù)的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分及爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定。根據(jù)國(guó)家《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50058一92)的相關(guān)規(guī)定,爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分應(yīng)按釋放源級(jí)別和通風(fēng)條件確定。按釋放源的級(jí)別劃分區(qū)域:A.存在連續(xù)級(jí)釋放源的區(qū)域,可劃為0區(qū);B.存在第一級(jí)釋放源的區(qū)域可劃為1區(qū);C.存在第二級(jí)釋放源的區(qū)域可劃為2區(qū)。
根據(jù)《石油庫(kù)的設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50074一2002)的相關(guān)規(guī)定,可以對(duì)石油庫(kù)的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分為:庫(kù)區(qū)卸油泵房,鐵路棧橋火車卸油口上方半徑1.5m內(nèi)及設(shè)置露天的汽、柴油貯罐上安全閥放散口3m為半徑的空間為2區(qū)。
2、用電負(fù)荷及負(fù)荷等級(jí)的確定
油庫(kù)的用電負(fù)荷主要包括:卸油泵房用電負(fù)荷為125kw、發(fā)油臺(tái)用電負(fù)荷為100kw、消防泵房用電負(fù)荷為350kw。
根據(jù)《石油庫(kù)的設(shè)計(jì)規(guī)范》中第14.1.1條規(guī)定,石油庫(kù)輸油作業(yè)的供電負(fù)荷等級(jí)為三級(jí),石油庫(kù)的消防泵房用電負(fù)荷等級(jí)為二級(jí)。
3、供配電設(shè)計(jì)
根據(jù)(供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5o052一一95)規(guī)定,本工程在庫(kù)區(qū)內(nèi)設(shè)10/0.4kV變電站1座,根據(jù)負(fù)荷計(jì)算選用1臺(tái)500kVA配電變壓器作為正常供電電源,由于油庫(kù)消防用電為二級(jí)負(fù)荷,其余負(fù)荷屬于三級(jí)負(fù)荷。因此庫(kù)區(qū)低壓供電系統(tǒng)多采取單母線分段結(jié)線方式,將消防負(fù)荷、事故照明負(fù)荷置于應(yīng)急母線一段,其余負(fù)荷置于正常母線段一邊,一旦市區(qū)停電,消防負(fù)荷可以得到應(yīng)急電源的供電保障。庫(kù)區(qū)用電電源引至庫(kù)區(qū)變電所,供電電壓三相四線380/22OV雙回路供電,一主一備,自動(dòng)切換,采用柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急(備用)電源。從安全和節(jié)省投資的角度考慮,庫(kù)區(qū)變配電站(包括高、低壓配電室,變壓器室以及發(fā)電機(jī)房)一般設(shè)置在遠(yuǎn)離爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的上風(fēng)向區(qū)域,并且靠近消防泵房。
此外,按《化工企業(yè)供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(HG/T20664--1990)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)容量選擇條件,為了減小柴油發(fā)電機(jī)容量,設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)90kW消防泵采用了軟啟動(dòng)器。三相電機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中一般要求起動(dòng)電流不要太大,以免電網(wǎng)產(chǎn)生較大的壓降,同時(shí)產(chǎn)生足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,從而使電機(jī)很快啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。軟啟動(dòng)器是一種啟動(dòng)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的新裝備,它可以使啟動(dòng)電流以恒定的斜率平穩(wěn)上升,對(duì)電網(wǎng)無(wú)沖擊,啟動(dòng)電流不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響。軟啟動(dòng)器是電力電子技術(shù)的綜合體,體現(xiàn)了強(qiáng)電與弱電結(jié)合的控制技術(shù)。在軟啟動(dòng)器中,三相電源與被控電機(jī)之間串人三相反并聯(lián)晶閘管,利用晶閘管移相控制原理,啟動(dòng)時(shí)使晶閘管的導(dǎo)通角從零度逐漸前移,電動(dòng)機(jī)的端電壓也從零逐漸上升至滿足啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求,保證啟動(dòng)成功。
實(shí)踐證明,采用軟啟動(dòng)器起動(dòng)方式作為大功率電機(jī)的啟動(dòng)方法是較為理想的,因此應(yīng)選用軟啟動(dòng)方式,投入運(yùn)行后效果較好。
生產(chǎn)負(fù)荷的供電，一般有變配電室低壓配電屏直接放射式供電。同時(shí)根據(jù)生產(chǎn)工藝流程的需要，設(shè)計(jì)者還需對(duì)消防水泵與消防穩(wěn)壓泵的電氣聯(lián)鎖及卸油泵等做專門的控制線路設(shè)計(jì),一些設(shè)備不僅在配電室、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)需要設(shè)置起停按鈕,還需在控制室設(shè)置緊急停車按鈕,以防止意外事故的發(fā)生。
4、危險(xiǎn)場(chǎng)所電動(dòng)配線的選用及敷設(shè)方式
根據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50058一92)規(guī)定,對(duì)于爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的電動(dòng)配線來(lái)說(shuō),選用銅芯導(dǎo)線或電纜在機(jī)械強(qiáng)度上比鋁芯高,不易造成斷線,亦可減少產(chǎn)生電火花的可能性。所以在選擇低壓電力、照明線路用的絕緣導(dǎo)線和電纜的額定電壓時(shí)必須不低于工作電壓,且不應(yīng)低于500v。在1區(qū)及2區(qū)內(nèi)應(yīng)采用阻燃銅芯電纜。因?yàn)樽枞茧娎|是難以著火并具有防止或延緩火焰蔓延能力的電纜。阻燃電纜在絕緣層和護(hù)套層增添了阻燃材料,使電纜在火中不會(huì)燃燒,在外部火源消失的情況下,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間會(huì)自熄。由于油氣一般比空氣重,易于向低洼處流動(dòng)和積聚,所以電線路應(yīng)在較高處敷設(shè)或直接埋地。當(dāng)采用電纜溝敷設(shè)時(shí),溝內(nèi)充砂并設(shè)置有效的排水措施。
5、電纜敷設(shè)的防火措施
電纜在下列情況下敷設(shè)時(shí),應(yīng)采取防火封堵措施:
(l)電纜穿越不同的防火分區(qū);
(2)電纜隧道、電纜溝、電纜間的隔墻處;
(3)穿越耐火極限不小于lh的隔墻處;
(4)穿越建筑物的外墻處;
(5)至建筑物的入口處,或至配電間、控制室的溝道入口處;
(6)電纜引至電氣柜、盤或控制屏、臺(tái)的開(kāi)孔部位。電纜防火封堵可根據(jù)不同情況分別采用防火膠泥、耐火隔板、填料阻火包、防火帽等方法。電纜防火封堵的構(gòu)成方式和方法,還應(yīng)滿足按等效工程條件下標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)的耐火極限。
6、泵類、風(fēng)機(jī)、照明設(shè)計(jì)
6.1 連續(xù)輸送同一種油品的油泵, 當(dāng)同時(shí)操作的油泵不多于3 臺(tái)時(shí), 可設(shè)1 臺(tái)備用泵; 當(dāng)同時(shí)操作的油泵多于3 臺(tái)時(shí), 備用泵不應(yīng)多于2 臺(tái)。經(jīng)常操作但不連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的油泵不宜單獨(dú)設(shè)置備用泵, 可與輸送性質(zhì)相近油品的油泵互為備用或共設(shè)1 臺(tái)備用泵。不經(jīng)常操作的油泵, 不應(yīng)設(shè)置備用油泵。油泵機(jī)組單排布置時(shí), 電動(dòng)機(jī)端部至墻( 柱)的凈距, 不宜小于1. 5 m。相鄰油泵機(jī)組機(jī)座之間的凈距, 不應(yīng)小于較大油泵機(jī)組機(jī)座寬度的1. 5倍。油氣一般比空氣重, 易于在低洼處流動(dòng)和積聚, 故規(guī)定變配電間的地坪應(yīng)高出油泵房的室外地坪0. 6 m。配電間的地坪應(yīng)高于油泵房室外地坪0. 6 m。
6.2 在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi), 風(fēng)機(jī)、電機(jī)等所有活動(dòng)部件應(yīng)選擇防爆型, 其構(gòu)造應(yīng)能防止產(chǎn)生電火花。機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)采用不燃燒材料制作。風(fēng)機(jī)應(yīng)采用直接傳動(dòng)或聯(lián)軸器傳動(dòng)。風(fēng)管、風(fēng)機(jī)及其安裝方式均應(yīng)采取導(dǎo)靜電措施。
6.3 一、二、三級(jí)石油庫(kù)的消防泵站是比較重要的場(chǎng)所, 如不設(shè)事故照明電源, 照明電源突然停電,會(huì)給消防泵的操作帶來(lái)困難。因此石油庫(kù)應(yīng)設(shè)不少于20 min 的事故照明電源。燈具和開(kāi)關(guān)插座在爆炸危險(xiǎn)區(qū)時(shí), 應(yīng)采用防爆措施。
7、建筑物及油罐區(qū)防雷防靜電接地設(shè)計(jì)
根據(jù)2000年版《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057---94）的規(guī)定,石油庫(kù)具有爆炸危險(xiǎn)的建筑物屬于第二類防雷建(構(gòu))筑物。因此,鋼筋混凝土屋面的變配電所、卸油泵房、消防泵房等建筑物可在其屋面裝設(shè)避雷帶和避雷針作為防雷保護(hù),利用建筑物柱內(nèi)鋼筋作為引下線,上端與屋面避雷帶牢固焊接;下端引出柱外,以作測(cè)量接地電阻及接人工接地極用。油庫(kù)的變壓器中性點(diǎn)接地、供電系統(tǒng)的保護(hù)接地以及建筑物防雷接地共用接地裝置,并用熱鍍鋅扁鋼將各單體接地系統(tǒng)連接起來(lái),形成庫(kù)區(qū)接地網(wǎng),其接地電阻要求不大于4歐。
根據(jù)《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50074一002)的規(guī)定,對(duì)裝有阻火器的地上固定鋼油罐的頂板厚度等于或大于4mm,可不設(shè)避雷針。故對(duì)壁厚大于4mm的固定鋼油罐采用直接接地式防直擊雷;對(duì)浮頂油罐采取了將浮頂與罐體用2根導(dǎo)線做電氣連接。浮頂油罐連接用25mm²時(shí)的軟銅復(fù)鉸線連接,且接地點(diǎn)不少于兩處,接地點(diǎn)間距不宜大于30m。
所有的油罐、工藝管道、閥蘭、汽車油罐車,均應(yīng)作防靜電接地裝置,地上或管溝敷設(shè)的輸油管線的始端、末端、分支處以及直線段每隔200一300米處,應(yīng)設(shè)置防靜電和防感應(yīng)雷的接地裝置。輸油管道的防靜電裝里可與防感應(yīng)雷的接地裝置合用,接地電阻不宜大于30歐,接地點(diǎn)宜設(shè)在固定墩(架)處。在泵房的門外、儲(chǔ)罐的上罐扶梯入口處、裝卸作業(yè)區(qū)內(nèi)操作平臺(tái)的扶梯人口處甲、乙、丙A類油品(原油除外)作業(yè)場(chǎng)所設(shè)置消除人身靜電裝置。
結(jié)束語(yǔ)
石油庫(kù)的電氣設(shè)計(jì)涉及多個(gè)專業(yè)和單位,如何結(jié)合工程實(shí)際情況,既能滿足規(guī)范要求文能吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和做法,在充分發(fā)揮工程效益的同時(shí),又能最大限度地保障其安全性是非常值得認(rèn)真研究的課題。
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