氯气罐装车间电气设计分析

吕　洁

摘 要:氯气是一种剧毒气体,能与许多化学品猛烈反应发生爆炸或生成爆炸性物质,因此氯气罐装车间的电气设计尤其需要重视。

关键词:氯气罐装车间;电气设计;安全

中图分类号:F407.45文献标识码:A文章编号:1672-3198(2009)16-0286-01

1 概述

某盐化集团在厂区东南角,新建长54米、宽35米氯气灌装车间,结构为框架结构,钢筋混凝土浇顶,单层,高度10.7米,两跨,每跨安装Q=3t,S=17.0m行车一部,还安装7.5KW空压机一台,5.5KW加压泵一台。设置配电室一间、工具室一间。

2 氯气的爆炸危险性分析

氯气是一种剧毒气体。液氯灌装和仓储过程中,存在钢瓶泄漏危险,氯气在空气中不燃烧,但一般易燃性气体或蒸汽能与氯气形成爆炸性混合物,氯气能与许多化学品,如乙炔、乙醚、氢气、金属粉末等猛烈反应发生爆炸或生成爆炸性物质。

3 爆炸性气体环境区域和范围确定

爆炸性气体环境根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间,按规定进行分区:

(1)0区:连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境。

(2)1区:在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境。

(3)2区:在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境,或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。

释放源按易燃物质的释放频繁程度和持续时间长短分为三级:

(1)连续级释放源:预计长期释放或短时频繁释放的释放源。

(2)第一级释放源:预计正常运行时周期或偶尔释放的释放源。

(3)第二级释放源:预计在正常运行下不会释放,即使释放也仅是偶尔短时释放的释放源。

4 电气设计内容

照明与动力配电设计,防雷与接地设计。

(1)配电室布置。

布置在车间左下角,用非燃烧体的实体墙与爆炸危险区域隔开,房间出口通向车间外。电源总配电柜室内落地安装。氯气比空气略重,室内地面应高出0.6m。进线从就近变配电所引专线电缆经架空桥架引来。

(2)照明设计。

车间屋顶较高,上有运行的行车,故在每个结构柱离地4m处,安装一盏功率约200W的弯灯,在总配电柜内分四组控制。

车间柱灯选用隔爆型,若有镇流器附件,镇流器也为隔爆型。

(3)电力配电设计。

电力配电采用放射式,电缆从总配电柜引出,经电缆桥架引至设备附近,再穿钢管接入配电(控制)箱。电力设备电动机应选用隔爆型结构。

车间内安装的刀开关、断路器、控制开关及按钮、操作控制箱等选用隔爆型结构。

车间内插接装置、接线箱(盒)选用隔爆型结构;信号、报警装置、电气测量表计选用隔爆型或者正压型结构。

(4) 电气线路设计。

采用电缆桥架车间内架空敷设,电力选用铜芯阻燃电缆,照明采用铜芯阻燃电线。绝缘电缆和导线的额定电压,不应低于500V。工作中性线的绝缘额定电压应与相线电压相等,并应在同一护套或管子内敷设。单相网络中的相线及中性线均应装设短路保护,并使用双极开关同时切断相线及中性线。

(5)电缆配线、钢管配线的技术要求。

在桥架中明设的铜芯线缆截面,电力须在2.5平方毫米及以上,照明须在2.5平方毫米及以上,接线盒为隔爆型。

钢管明配线用绝缘导线截面的最小值要求:

电力:铜芯2.5平方毫米及以上。

照明:铜芯2.5平方毫米及以上。

控制:铜芯2.5平方毫米及以上。

接线盒、分支盒及挠性连接管选用隔爆型,对Dg25mm及以下的钢管螺纹旋合不应少于5扣,对Dg32mm及以上的不应少于6扣并有锁紧螺母。

钢管配线的电气线路必须作好隔离密封:在导体引向电气设备接头部件前的管段处;直径50mm以上钢管距引入的接线箱450mm以内处,以及直径50mm以上钢管每距15m处;爆炸性气体环境相邻不同区之间。密封内部应用纤维作填充层的底层或隔层,防止密封混合物流出,填充层的有效厚度必须大于钢管的内径。

(6)绝缘导线和电缆截面选择。

所选择的导体允许载流量,不应小于熔断器熔体额定电流的1.25倍,和自动开关长延时过电流脱扣器整定电流的1.25倍。引向电压为1000V以下鼠笼型感应电动机支线的长期允许载流量,不应小于电动机额定电流的1.25倍。

(7)防雷设计。

根据规范本建筑划为第二类防雷建筑物。屋顶避雷带网格不大于10mx10m或12mx8m,引下线间距不大于18m。接地极为建筑物基础底梁上的上下两层钢筋中的两根主筋通长焊接形成的基础接地网。屋顶上的金属构件须与避雷带可靠焊接连通。

(8)接地设计。

本工程防雷接地、电力设备的保护接地等共用统一的接地极,接地电阻不大于1欧姆。

采用总等电位联结,将建筑物内保护干线、各专业设备进线总管等进行联结,总等电位联结线采用铜芯线,截面为大于6平方毫米,小于25平方毫米。

过电压保护措施:在电源总配电柜内安装电涌保护器(SPD)。接地型式采用TN-C-S系统,电源在进户处做重复接地,并与防雷接地共用接地极。

所有电气设备的金属外壳应可靠接地,包括照明灯具的金属外壳也要采用接地线可靠接地。接地线与相线敷设在同一保护管内,且具有与相线相等的绝缘。接地干线应在爆炸危险区域不同方向不少于两处与接地体连接。电气设备的接地装置与防直击雷击、防雷电感应的接地装置合并设置。

(9)车间内应设氯气泄漏报警装置,可靠发出声光报警,便于人群疏散,控制危险源扩散,把事故危险降到最低程度。

(10)电气设备的防腐设计。

氯气几乎能与金属和非金属都起腐蚀作用,本工程腐蚀环境划为0类。上述配电和控制装置还应选择封闭型,控制电器和仪表应为密闭型,电线应为塑料绝缘,应选择塑料外护层电缆,金属桥架和钢管涂刷防腐涂料等。

5 结论

本文叙述了某氯气灌装车间的电气设计,除与一般设计有共性之外,防爆设计思想贯穿始终,同时还要兼顾电器设备的防腐蚀要求。