石油庫的電氣設(shè)計

發(fā)布時間：

2024-06-19 09:54

引言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,車輛不斷增多,汽柴油、燃料油等需求量大幅度增長,石油庫的建設(shè)將成為我國建設(shè)業(yè)的一個熱點。石油庫是儲存易燃易爆的油品及化工產(chǎn)品的場所, 其設(shè)計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《石油庫設(shè)計規(guī)范》中電氣設(shè)計和施工相關(guān)條文,就石油庫的電氣設(shè)計談些粗淺看法。

1、爆炸危險區(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,我國國家規(guī)范《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50058一92)以及《石油庫的設(shè)計規(guī)范》(GB50074一2002)對石油庫的爆炸危險區(qū)域劃分及爆炸危險區(qū)域內(nèi)的電氣設(shè)計進行了嚴格規(guī)定。根據(jù)國家《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50058一92)的相關(guān)規(guī)定,爆炸危險區(qū)域劃分應(yīng)按釋放源級別和通風條件確定。按釋放源的級別劃分區(qū)域:A.存在連續(xù)級釋放源的區(qū)域,可劃為0區(qū);B.存在第一級釋放源的區(qū)域可劃為1區(qū);C.存在第二級釋放源的區(qū)域可劃為2區(qū)。

根據(jù)《石油庫的設(shè)計規(guī)范》(GB50074一2002)的相關(guān)規(guī)定,可以對石油庫的爆炸危險區(qū)域劃分為:庫區(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、用電負荷及負荷等級的確定

油庫的用電負荷主要包括:卸油泵房用電負荷為125kw、發(fā)油臺用電負荷為100kw、消防泵房用電負荷為350kw。

根據(jù)《石油庫的設(shè)計規(guī)范》中第14.1.1條規(guī)定,石油庫輸油作業(yè)的供電負荷等級為三級,石油庫的消防泵房用電負荷等級為二級。

3、供配電設(shè)計

根據(jù)(供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB5o052一一95)規(guī)定,本工程在庫區(qū)內(nèi)設(shè)10/0.4kV變電站1座,根據(jù)負荷計算選用1臺500kVA配電變壓器作為正常供電電源,由于油庫消防用電為二級負荷,其余負荷屬于三級負荷。因此庫區(qū)低壓供電系統(tǒng)多采取單母線分段結(jié)線方式,將消防負荷、事故照明負荷置于應(yīng)急母線一段,其余負荷置于正常母線段一邊,一旦市區(qū)停電,消防負荷可以得到應(yīng)急電源的供電保障。庫區(qū)用電電源引至庫區(qū)變電所,供電電壓三相四線380/22OV雙回路供電,一主一備,自動切換,采用柴油發(fā)電機組作為應(yīng)急(備用)電源。從安全和節(jié)省投資的角度考慮,庫區(qū)變配電站(包括高、低壓配電室,變壓器室以及發(fā)電機房)一般設(shè)置在遠離爆炸危險環(huán)境的上風向區(qū)域,并且靠近消防泵房。

此外,按《化工企業(yè)供電設(shè)計技術(shù)規(guī)定》(HG/T20664--1990)行業(yè)標準的應(yīng)急柴油發(fā)電機容量選擇條件,為了減小柴油發(fā)電機容量,設(shè)計時對90kW消防泵采用了軟啟動器。三相電機在起動過程中一般要求起動電流不要太大,以免電網(wǎng)產(chǎn)生較大的壓降,同時產(chǎn)生足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩,從而使電機很快啟動運轉(zhuǎn)。軟啟動器是一種啟動鼠籠型異步電動機的新裝備,它可以使啟動電流以恒定的斜率平穩(wěn)上升,對電網(wǎng)無沖擊,啟動電流不受電網(wǎng)電壓波動影響。軟啟動器是電力電子技術(shù)的綜合體,體現(xiàn)了強電與弱電結(jié)合的控制技術(shù)。在軟啟動器中,三相電源與被控電機之間串人三相反并聯(lián)晶閘管,利用晶閘管移相控制原理,啟動時使晶閘管的導通角從零度逐漸前移,電動機的端電壓也從零逐漸上升至滿足啟動轉(zhuǎn)矩要求,保證啟動成功。

實踐證明,采用軟啟動器起動方式作為大功率電機的啟動方法是較為理想的,因此應(yīng)選用軟啟動方式,投入運行后效果較好。

生產(chǎn)負荷的供電，一般有變配電室低壓配電屏直接放射式供電。同時根據(jù)生產(chǎn)工藝流程的需要，設(shè)計者還需對消防水泵與消防穩(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,一些設(shè)備不僅在配電室、生產(chǎn)現(xiàn)場需要設(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、危險場所電動配線的選用及敷設(shè)方式

根據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50058一92)規(guī)定,對于爆炸危險場所的電動配線來說,選用銅芯導線或電纜在機械強度上比鋁芯高,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線和電纜的額定電壓時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。因為阻燃電纜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套層增添了阻燃材料,使電纜在火中不會燃燒,在外部火源消失的情況下,經(jīng)過一段時間會自熄。由于油氣一般比空氣重,易于向低洼處流動和積聚,所以電線路應(yīng)在較高處敷設(shè)或直接埋地。當采用電纜溝敷設(shè)時,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,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、臺的開孔部位。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準試驗的耐火極限。

6、泵類、風機、照明設(shè)計

6.1 連續(xù)輸送同一種油品的油泵, 當同時操作的油泵不多于3 臺時, 可設(shè)1 臺備用泵; 當同時操作的油泵多于3 臺時, 備用泵不應(yīng)多于2 臺。經(jīng)常操作但不連續(xù)運轉(zhuǎn)的油泵不宜單獨設(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。油泵機組單排布置時, 電動機端部至墻( 柱)的凈距, 不宜小于1. 5 m。相鄰油泵機組機座之間的凈距, 不應(yīng)小于較大油泵機組機座寬度的1. 5倍。油氣一般比空氣重, 易于在低洼處流動和積聚, 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 在爆炸危險區(qū)域內(nèi), 風機、電機等所有活動部件應(yīng)選擇防爆型, 其構(gòu)造應(yīng)能防止產(chǎn)生電火花。機械通風系統(tǒng)應(yīng)采用不燃燒材料制作。風機應(yīng)采用直接傳動或聯(lián)軸器傳動。風管、風機及其安裝方式均應(yīng)采取導靜電措施。

6.3 一、二、三級石油庫的消防泵站是比較重要的場所, 如不設(shè)事故照明電源, 照明電源突然停電,會給消防泵的操作帶來困難。因此石油庫應(yīng)設(shè)不少于20 min 的事故照明電源。燈具和開關(guān)插座在爆炸危險區(qū)時, 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

根據(jù)2000年版《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057---94）的規(guī)定,石油庫具有爆炸危險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,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,以作測量接地電阻及接人工接地極用。油庫的變壓器中性點接地、供電系統(tǒng)的保護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,形成庫區(qū)接地網(wǎng),其接地電阻要求不大于4歐。

根據(jù)《石油庫設(shè)計規(guī)范》(GB50074一002)的規(guī)定,對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。故對壁厚大于4mm的固定鋼油罐采用直接接地式防直擊雷;對浮頂油罐采取了將浮頂與罐體用2根導線做電氣連接。浮頂油罐連接用25mm²時的軟銅復鉸線連接,且接地點不少于兩處,接地點間距不宜大于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,接地點宜設(shè)在固定墩(架)處。在泵房的門外、儲罐的上罐扶梯入口處、裝卸作業(yè)區(qū)內(nèi)操作平臺的扶梯人口處甲、乙、丙A類油品(原油除外)作業(yè)場所設(shè)置消除人身靜電裝置。

結(jié)束語

石油庫的電氣設(shè)計涉及多個專業(yè)和單位,如何結(jié)合工程實際情況,既能滿足規(guī)范要求文能吸收國內(nèi)外先進的經(jīng)驗和做法,在充分發(fā)揮工程效益的同時,又能最大限度地保障其安全性是非常值得認真研究的課題。

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