钠仓库电气设计要点

孟凡霞, 仇广同

(山东港湾建设集团有限公司, 山东 日照 276826)

0 引 言

工业中,金属钠由于其特殊性,用石蜡或煤油、柴油封装到金属桶中存储,这就需要专业制造的仓库及其相应的设备安装,以保证生产的顺利进行。因此,金属钠仓库按爆炸性气体环境危险区域划分为1区,其电气设计要严格按照各种规范进行[1-4]。

1 工程概况

某单层仓库建筑面积41.80 m2,距地檐口高2.8 m,建筑结构形式为混凝土框架结构,属于工业建筑,其主要功能是储存工业金属钠。

该仓库按爆炸性气体环境危险区域划分为1区。仓库内所用电气设备均为防爆产品,线缆敷设、设备安装要遵循爆炸性环境设备安装通用要求。

2 配电设计

2.1 供配电设计

该工程设一总动力配电箱及排风风机控制箱、送风风机控制箱。 排风风机控制箱和送风风机控制箱、及照明电源引自总动力配电箱。

电气平面布置图如图1所示。

2.2 温/湿度控制

该仓库设置温/湿度探测系统一套,对仓库内的温/湿度进行监测,并设置报警装置;设置事故通风兼做平时通风系统,对仓库内的温/湿度进行调节。每个仓库分别采用一送一排形式,补风机与事故排风机连锁,通风机和电机均采用防爆型,风机和电机之间不得采用皮带传动。平时利用通风排除余热/余湿,必要时开启制冷空调,保证库房内温度小于32 ℃,湿度小于75%,其进风口和排风口均设置在室外无火花溅落的安全处。事故通风装置应与报警装置连锁。事故通风的通风机分别在室内及靠近外门的外墙上设置电气开关。

2.3 氢浓度探测

该仓库需设置氢浓度探测系统一套,氢气浓度超限应报警,并与事故通风装置连锁。送风风机配电系统图如图2所示。

2.4 视频监控

为了实时监控仓库周围及内部的情况,设置一套视频监控系统,在各出入口、每个仓库内等重要位置布置高清摄像头,360°无死角监控现场。视频监控主机设在门口警卫室或其他有人值班的场所。视频监控系统中使用的设备必须符合国家法律法规和现行强制性标准的要求,并经法定机构检验或认证合格。监视图像信息和声音信息应具有原始完整性。系统记录的图像信息应包含图像编号/地址、记录时的时间和日期。

3 设备安装及管线敷设

3.1 设备安装

金属钠属于危险品,所以该仓库按爆炸性气体环境危险区域划分为1区,相关电气设备均采用隔爆型产品,等级不低于ExdⅡCT6。

该仓库所有的设备均采取防静电接地措施,正常运行时能发出火花的设备布置在爆炸性环境以外。在满足工艺生产及安全的前提下,应尽量减少插座及局部照明灯具的数量,安装的插座开口的一面应朝下,且与垂直面的角度不应大于60°。仓库内的电气设备和线路应符合周围环境内化学、机械、热、霉菌以及风沙等不同环境条件对电气设备的要求。仓库内不宜采用便携式电气设备,所设置的防爆电气设备应符合现行国家标准GB 3836.1—2010《爆炸性环境 第1部分:设备 通用要求》的有关规定。

3.2 管线敷设

电气线路应在爆炸危险性较小的环境或远离释放源的地方敷设,并应符合相关规范条文规定。敷设电气线路时,应避开可能受到机械损伤、振动、腐蚀、紫外线照射以及可能受热的地方,不能避开时应采取预防措施,而且电缆线路严禁有中间接头,当电缆或导线的终端连接时,电缆内部的导线如果为铰接,其终端应采用定型端子或接线鼻子进线连接。敷设电气线路的导管,所穿过的不同区域之间墙的孔洞应采用非燃性材料严密堵塞,钢管配线的电气线路也应做好隔离密封,且符合相关条文规定:

(1) 在正常运行时,所有点燃源外壳的450 mm范围内应做隔离密封。

(2) 直径50 mm以上钢管距引入的接线箱450 mm以内处应做隔离密封。

(3) 相邻的爆炸性环境之间以及爆炸性环境与相邻的其他危险环境或非危险环境之间应进行隔离密封。

(4) 供隔离密封用的连接部件,不应作为导线的连接或分线用。

3.3 电气工程抗震设计

该仓库内径不小于60 mm的电气配管及重力不小于150 N/m的电缆梯架、电缆槽盒均进行抗震设防。在电缆桥架、电缆槽盒内敷设的缆线在引进、引出和转弯处,在长度上留有余量;接地线采取防止地震时被切断的措施。引入建筑物的电气管路敷在进口处及配电装置至用电设备间连线进口处采用挠性线管;配电装置至用电设备间连线采用软导体,当采用金属导管、刚性塑料导管敷设时,进口处应转为挠性线管过渡,当采用电缆梯架或电缆槽盒敷设时,进口处应转为挠性线管过渡。设置在建筑物屋顶上的共用天线应采取防止因地震导致设备或其他部件损坏后坠落伤人的安全防护措施[5-6]。

4 防雷接地设计

4.1 建筑物防雷

该仓库是具有1区爆炸危险场所的建筑物,因电火花而引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者,所以防雷等级定义为一类。建筑物防雷应满足防直击雷及闪电电涌的侵入,并设置总等电位联结,所有裸露的装置外部可导电部件应接入等电位系统[7]。

在屋顶采用金属屋面作接闪网,金属屋面为100 mm厚岩棉复合板;在建筑物屋面顶部采用φ10 mm热镀锌圆钢明敷设作为防雷接闪带;并设置4根1.5 m接闪杆,采用φ25 mm镀锌圆钢。接闪网、接闪带、接闪杆三者均可靠焊接,共同组成混合接闪器。

利用各钢柱作防雷引下线,引下线间距不大于10 m。引下线上端与接闪带及接闪杆可靠焊接,下端与接地极焊接。所有外墙引下线在室外地面下1 m处引出一根40 mm×4 mm热镀锌扁钢,扁钢伸出室外散水,预留长度不小于1 m。

接地极为建筑物独立基础轴线上φ16 mm镀锌圆钢焊接形成的基础接地网组成。突出屋面的所有金属构件、金属通风管、金属屋面、金属屋架等均与避雷带可靠焊接。

屋顶防雷平面图如图3所示。

4.2 接地及安全措施

按照现行国家标准GB/T 50065—2011《交流电气装置的接地设计规范》的有关规定,下列不需要接地的部分,在爆炸性环境内仍应进行接地。

(1) 在不良导电地面处,交流额定电压为1 000 V以下和直流额定电压为1 500 V及以下的设备正常不带电的金属外壳。

(2) 在干燥环境,交流额定电压为127 V及以下,直流电压为110 V及以下的设备正常不带电的金属外壳。

(3) 安装在已接地的金属结构上的设备。

该工程接地型式采用TN-S系统,保护导体最小截面积与相线的截面积相同。设备的外露可导电部分应可靠接地,仓库所有设备应采用专用的接地线。该接地线若与相线敷设在同一保护管内时,应具有与相线相等的绝缘。在爆炸危险区域不同方向,接地干线应不少于两处与接地体连接。并设置过电压保护:在电源进线箱内安装第一级电涌保护器(SPD)。

4.3 防接触电压措施

该仓库应设置防接触电压措施,引下线3 m范围内地表层的电阻率不小于50 kΩ·m,或敷设5 cm厚沥青层或15 cm厚砾石层。另外,用护栏、警告牌使接触引下线的可能性降至最低限度。

4.4 防跨步电压措施

该仓库应设置防跨步电压措施,引下线3 m范围内土壤地表层的电阻率不小于50 kΩ·m。或敷设5 cm厚沥青层或15 cm厚砾石层,并且用网状接地装置对地面作均衡电位处理。另外,用护栏、警告牌使进入距引下线3 m范围内地面的可能性减小到最低限度。

5 结 语

该类别的仓库危险系数较大,这就要求从规划、设计方面做好规范、详细、完整的配置,为后期的施工以及生产运行提供一个安全、有效、可靠的依据。