燃?xì)忮仩t房電氣設(shè)計(jì)分析

Summary：近年來(lái)我國(guó)社會(huì)發(fā)展強(qiáng)調(diào)綠色生態(tài)，燃?xì)忮仩t逐漸取代燃煤鍋爐，應(yīng)用清潔能源彰顯環(huán)保理念，但燃?xì)饩哂幸兹家妆卣?，燃?xì)忮仩t房電氣設(shè)計(jì)應(yīng)確保安全?；诖耍紫群?jiǎn)單介紹了燃?xì)忮仩t房的電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)條例，了解現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范條例，并結(jié)合工程實(shí)例展開(kāi)燃?xì)忮仩t房電氣設(shè)計(jì)方案探討。Keys：燃?xì)忮仩t房；電氣設(shè)計(jì)；爆炸危險(xiǎn)區(qū)引言：自“十二五”提出節(jié)能減排清潔生產(chǎn)以來(lái)，燃?xì)忮仩t房應(yīng)用逐漸廣泛，但其生產(chǎn)存在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域，展開(kāi)電氣設(shè)計(jì)時(shí)需綜合考慮多種因素，結(jié)合實(shí)際情況具體分析，本次選取某院校燃?xì)忮仩t房為例，該燃?xì)忮仩t房主要用于院校熱水供應(yīng)及基礎(chǔ)采暖，需立足于實(shí)際，確保燃?xì)忮仩t房安全穩(wěn)定運(yùn)行。一、燃?xì)忮仩t房的電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)條例《鍋爐房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB50041-2020）》中指出，需結(jié)合實(shí)際情況劃分火災(zāi)危險(xiǎn)性，燃?xì)忮仩t房可根據(jù)火災(zāi)危險(xiǎn)程度分為甲類(lèi)與丁類(lèi)兩種類(lèi)型，其中燃?xì)忮仩t間屬于火災(zāi)危險(xiǎn)性丁類(lèi)鍋爐房，主要利用氣體作為燃料或?qū)怏w進(jìn)行燃燒用作鍋爐供熱；燃?xì)庹{(diào)壓間屬于火災(zāi)危險(xiǎn)性甲類(lèi)生產(chǎn)廠(chǎng)房，調(diào)壓間內(nèi)存在爆炸下限低于10%的氣體，爆炸危險(xiǎn)度較高；《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50058-2014）》中指出爆炸危險(xiǎn)區(qū)需根據(jù)燃?xì)忮仩t房區(qū)域通風(fēng)條件及釋放源級(jí)別進(jìn)行劃分，連續(xù)級(jí)釋放源、一級(jí)釋放源、二級(jí)釋放源區(qū)域分別為0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)[1]。良好的通風(fēng)調(diào)條件可降低區(qū)域危險(xiǎn)性，結(jié)合實(shí)踐來(lái)看，局部機(jī)械通風(fēng)可降低燃?xì)忮仩t房?jī)?nèi)混合氣體濃度，可在一定程度上降低危險(xiǎn)性，而燃?xì)忮仩t房死角、凹坑等存在障礙物的區(qū)域，混合氣體濃度較高，出現(xiàn)局部危險(xiǎn)區(qū)域，展開(kāi)燃?xì)忮仩t房電氣設(shè)計(jì)時(shí)，需根據(jù)具體爆炸危險(xiǎn)程度制定電氣設(shè)計(jì)方案。二、燃?xì)忮仩t房具體電氣設(shè)計(jì)方案探討本次以某院校燃?xì)忮仩t房電氣設(shè)計(jì)為工程案例，燃?xì)忮仩t房燃料為天然氣，采用平屋頂建筑結(jié)構(gòu)，建筑高度6.7m，為獨(dú)立建筑。在該燃?xì)忮仩t房?jī)?nèi)安裝有2臺(tái)7MW燃?xì)鉄崴仩t及配套輔機(jī)設(shè)備：3臺(tái)循環(huán)水泵（兩用一備），2臺(tái)補(bǔ)水泵（一用一備）和1套水處理系統(tǒng)，單臺(tái)功率≥7MW，按《鍋爐房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》17.0.6條規(guī)定，應(yīng)設(shè)自動(dòng)報(bào)警裝置及火災(zāi)探測(cè)器。（一）劃分爆炸危險(xiǎn)區(qū)在劃分爆炸危險(xiǎn)區(qū)時(shí)以《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50058-2014）》3.2條規(guī)定為指導(dǎo)，綜合考慮該院校燃?xì)忮仩t房通風(fēng)條件、可燃?xì)怏w性質(zhì)、釋放源級(jí)別與障礙物劃分爆炸危險(xiǎn)區(qū)，其中鍋爐間、燃?xì)庹{(diào)壓間均為2區(qū)釋放源區(qū)域，水處理間、輔機(jī)間、配電室、值班室均為非爆炸危險(xiǎn)區(qū)域[2]。鍋爐間、燃?xì)庹{(diào)壓間氣體釋放位置多為金屬管線(xiàn)法蘭連接處與閥門(mén)處，鍋爐所用燃料天然氣相對(duì)空氣密度為0.60，輕于空氣，因此需將以天然氣釋放源為中心，半徑為4.5m、地坪以上至封閉區(qū)內(nèi)部的范圍劃分為2區(qū)，不在該范圍內(nèi)的區(qū)域均為非爆炸危險(xiǎn)區(qū)域。（二）供配電設(shè)計(jì)突發(fā)停電事故可造成院校供暖及生活熱水中斷，燃?xì)忮仩t房?jī)?nèi)產(chǎn)生爐水汽化現(xiàn)象，對(duì)供熱系統(tǒng)造成一定影響。該院校燃?xì)忮仩t房所處區(qū)域取電便捷，為保障供電穩(wěn)定，依據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50052-2009）》的規(guī)定，可按符合規(guī)定的二級(jí)用電負(fù)荷設(shè)計(jì)供配電。電源引自附近變配電室，兩路電源來(lái)自0.4KV低壓側(cè)不同段母線(xiàn)。鍋爐房?jī)?nèi)低壓配電采用TN-S系統(tǒng)，配電電壓為220/380V。由配電室低壓柜至各設(shè)備配電采用放射方式。鍋爐房主要電氣設(shè)備在配電室內(nèi)集中控制，其運(yùn)行狀態(tài)在配電室集中顯示，電機(jī)旁設(shè)就地起停按鈕，實(shí)現(xiàn)兩地控制。（三）照明設(shè)計(jì)鍋爐房照明設(shè)計(jì)應(yīng)符合《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB50034-2013）》的要求。鍋爐房照明分為正常照明及應(yīng)急照明。正常照明電源由低壓配電柜引出至普通照明配電箱。應(yīng)急照明采用集中電源非集中控制系統(tǒng)，電源由普通照明箱引至應(yīng)急照明配電箱。照明配電箱內(nèi)設(shè)獨(dú)立計(jì)量系統(tǒng)。三相照明線(xiàn)路的各相負(fù)荷分配保持平衡。按爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)的劃分，鍋爐間和調(diào)壓間照明設(shè)備采用防爆型。配電室、值班室及輔助用房的照明燈具選用三基色熒光燈；鍋爐間、輔機(jī)間等高跨等處采用金屬鹵化物燈；在鍋爐間、輔機(jī)間、配電室及主要通道的關(guān)鍵部位裝設(shè)應(yīng)急照明及疏散指示燈具。非火災(zāi)狀態(tài)下，應(yīng)急照明不亮，疏散照明節(jié)電點(diǎn)亮；火災(zāi)狀態(tài)下，應(yīng)急照明配電箱收到火災(zāi)報(bào)警控制器的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)后，能自動(dòng)切斷主電源輸出，并控制應(yīng)急照明點(diǎn)亮，疏散照明由節(jié)電點(diǎn)亮轉(zhuǎn)入應(yīng)急點(diǎn)亮模式。（四）消防報(bào)警設(shè)計(jì)1.火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)鍋爐房設(shè)置應(yīng)符合安全間距，但院校作為人群密集區(qū)域，燃?xì)忮仩t房發(fā)生火災(zāi)仍可產(chǎn)生較大嚴(yán)重后果，本鍋爐房設(shè)置2臺(tái)7MW燃?xì)鉄崴仩t，依據(jù)《鍋爐房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB50041-2020）》的規(guī)定，本應(yīng)設(shè)置火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)，并與校內(nèi)消防控制室相連接，增強(qiáng)燃?xì)忮仩t房安全保障。在電氣設(shè)計(jì)時(shí)，火災(zāi)報(bào)警控制器放置于鍋爐房控制室，在燃?xì)忮仩t間及調(diào)壓間內(nèi)設(shè)置防爆型感溫探測(cè)器，值班室、配電室、水處理間等非爆炸危險(xiǎn)區(qū)域設(shè)置普通感煙探測(cè)器，若發(fā)生火災(zāi)觸及感溫探測(cè)器與感煙探測(cè)器限值將會(huì)觸發(fā)火災(zāi)報(bào)警控制器自動(dòng)報(bào)警，火災(zāi)報(bào)警信號(hào)遠(yuǎn)傳至校內(nèi)消防控制室。2.可燃?xì)怏w報(bào)警控制系統(tǒng)結(jié)合《火災(zāi)自控報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50116-2013）》5.1.1條規(guī)定及《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范（GB50028-2006）》10.5條規(guī)定來(lái)看，需在調(diào)壓間、鍋爐間頂板下距頂0.3m處設(shè)置可燃?xì)怏w探測(cè)器，兩探測(cè)器間距≤15m。當(dāng)燃?xì)忉尫旁淳囗敯宕怪本嚯x超過(guò)4m時(shí)，應(yīng)設(shè)置集氣罩或分層設(shè)置可燃?xì)怏w探測(cè)器。在鍋爐房主要出入口處設(shè)置聲光報(bào)警器及手動(dòng)報(bào)警按鈕，可燃?xì)怏w報(bào)警控制器放于值班室內(nèi)。當(dāng)鍋爐房?jī)?nèi)探測(cè)器檢測(cè)到天然氣泄漏時(shí)，可燃?xì)怏w濃度達(dá)到≤25%爆炸下限，報(bào)警并啟動(dòng)燃?xì)忮仩t房事故風(fēng)機(jī)；可燃?xì)怏w濃度達(dá)到≤50%爆炸下限，報(bào)警并聯(lián)動(dòng)關(guān)斷燃?xì)庹{(diào)壓間緊急切斷閥，停止天然氣供應(yīng)，防止泄漏事故擴(kuò)大。燃?xì)鈭?bào)警信號(hào)遠(yuǎn)傳至校內(nèi)消防控制室。3.消防聯(lián)動(dòng)控制在本工程案例中燃?xì)忮仩t房具有良好的自然通風(fēng)條件，為進(jìn)一步消除安全隱患，在燃?xì)忮仩t房調(diào)壓間與鍋爐間內(nèi)設(shè)置防爆軸流風(fēng)機(jī)，具有事故排風(fēng)與正常通風(fēng)兩個(gè)作用。除此之外防爆軸流風(fēng)機(jī)可與燃?xì)忮仩t房?jī)?nèi)可燃?xì)怏w報(bào)警控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，若發(fā)生燃?xì)庑孤┦鹿蕰r(shí)，則啟動(dòng)燃?xì)忮仩t房?jī)?nèi)所有事故風(fēng)機(jī)，用以降低可燃?xì)怏w濃度消除爆炸與火災(zāi)隱患。（五）電氣線(xiàn)路敷設(shè)燃?xì)忮仩t房?jī)?nèi)存在爆炸危險(xiǎn)區(qū)與非爆炸危險(xiǎn)區(qū)，在爆炸危險(xiǎn)區(qū)中需選擇遠(yuǎn)離釋放源的區(qū)域進(jìn)行電氣線(xiàn)路敷設(shè)，由于天然氣比空氣輕，因此線(xiàn)路敷設(shè)時(shí)需采用沿墻敷設(shè)或埋地敷設(shè)的方式。在爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境下，電纜線(xiàn)路不應(yīng)有中間接頭，應(yīng)采用足夠長(zhǎng)度的整根線(xiàn)纜，此外電纜線(xiàn)路穿過(guò)不同區(qū)域之間的墻或樓板時(shí)，應(yīng)穿鋼管保護(hù)并做好隔離密封。為全面保障燃?xì)忮仩t房?jī)?nèi)電氣系統(tǒng)穩(wěn)定安全，需結(jié)合敷設(shè)校正系數(shù)、溫度校正系數(shù)判斷導(dǎo)體載流量，并結(jié)合氣體性質(zhì)進(jìn)一步修正，以此保障燃?xì)忮仩t房電氣線(xiàn)路敷設(shè)科學(xué)合理。（六）防雷接地設(shè)計(jì)結(jié)合《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50057-2010）》來(lái)看，燃?xì)忮仩t房屬于二類(lèi)防雷建筑，需注重整體建筑的防雷接地。1.在燃?xì)忮仩t房防雷設(shè)計(jì)中，可將鍋爐金屬煙囪作為接閃器與建筑屋頂接閃帶進(jìn)行可靠焊接，以此形成穩(wěn)定電氣通路。燃?xì)忮仩t放散管增加阻火器，并使放散管管帽處于屋面接閃器保護(hù)范圍內(nèi)。2．在配電室低壓進(jìn)線(xiàn)柜母線(xiàn)處裝設(shè)Ⅰ級(jí)試驗(yàn)電涌保護(hù)器，電壓保護(hù)水平值≤2.5kV，沖擊電流值≥12.5kA[3]。3.接地系統(tǒng)直接決定燃?xì)忮仩t房電氣系統(tǒng)穩(wěn)定性，應(yīng)依據(jù)國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)展開(kāi)規(guī)范化設(shè)計(jì)。1）首先，利用建筑物基礎(chǔ)地梁鋼筋作為接地裝置，弱電接地、工作接地、防靜電接地、防雷接地共用同一接地裝置，其接地電阻≤1Ω。若選用TN-C接地系統(tǒng)，在爆炸性環(huán)境中，正常運(yùn)行情況下，中性線(xiàn)存在電流，可能會(huì)產(chǎn)生火花，引發(fā)氣體爆炸，因此在爆炸危險(xiǎn)區(qū)中只允許采用TN-S型接地系統(tǒng)［3］，結(jié)合案例來(lái)看，配電室為非爆炸危險(xiǎn)區(qū)，接地線(xiàn)引至配電室時(shí)，需將重復(fù)接地的PEN線(xiàn)轉(zhuǎn)換為N線(xiàn)與PE線(xiàn)。2）其次，在鍋爐間及燃?xì)庹{(diào)壓間等爆炸危險(xiǎn)環(huán)境內(nèi)，燃?xì)忾y門(mén)連接處、管道法蘭等金屬管道構(gòu)件處應(yīng)采用金屬線(xiàn)進(jìn)行防靜電跨接。鍋爐房?jī)?nèi)事故風(fēng)機(jī)具有較強(qiáng)功能性，必須設(shè)計(jì)防靜電接地，以此保障燃?xì)忮仩t房?jī)?nèi)事故風(fēng)機(jī)可于事故突發(fā)時(shí)及時(shí)排風(fēng)。3）最后，燃?xì)忮仩t房?jī)?nèi)各煙囪、鍋爐底部需與接地體焊接至少兩處，同時(shí)將軟水箱、軟水器、水泵等具有金屬外殼的設(shè)施，與鍋爐房接地系統(tǒng)內(nèi)環(huán)形導(dǎo)體進(jìn)行等電位連接，連接處應(yīng)做防腐處理，最大化保障燃?xì)忮仩t房電氣系統(tǒng)安全可靠。結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，自燃?xì)忮仩t房大規(guī)模普及以來(lái)，國(guó)家相繼出臺(tái)燃?xì)忮仩t房相關(guān)條例，具有指導(dǎo)性作用，在某院校燃?xì)忮仩t房電氣設(shè)計(jì)中，綜合考量爆炸危險(xiǎn)區(qū)、供配電、照明、消防報(bào)警、線(xiàn)路敷設(shè)和防雷接地等方面，全面保障燃?xì)忮仩t房電氣設(shè)計(jì)方案