[摘 要]結合工程設計實例，介紹了煤氣加壓站爆炸危險環(huán)境的分區(qū)、電氣裝置的選型、管線敷設及防雷接地。

　　[關鍵詞]電氣工程師評職論文,核心期刊論文發(fā)表,煤氣加壓站,爆炸危險環(huán)境,防爆

　　引言：

　　為滿足混合煤氣壓力及輸送要求，八鋼需新建一座混合煤氣加壓機。加壓機選用D1200型，輸氣能力為72000Nm3/h，鼓風機的傳動采用6kV高壓電機，單臺容量630kW，共4臺，三用一備。工程中毗臨煤氣混合加壓站需新建一座配電室，新建配電室內(nèi)包括高壓配電室、直流電源屏室、低壓配電室。

　　1 煤氣加壓站爆炸危險環(huán)境的分區(qū)

　　爆炸危險區(qū)域的范圍劃分，是易燃易爆環(huán)境電氣設計的首要任務，它直接影響到下面的一系列設計工作，如：主要電氣設備的選型、電線電纜的選擇、安裝標準等，直接涉及生產(chǎn)和人身安全。

　　1.1根據(jù)爆炸性氣體混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間進行分區(qū)。按照《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》GB50058-92，第2.2.1條 爆炸性氣體環(huán)境應根據(jù)爆炸性氣體混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間，按下列規(guī)定進行分區(qū)：

　　(1)0區(qū)：連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境;

　　(2)1區(qū)：在正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境 ;

　　(3)2區(qū)：在正常運行時不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境，或即使出現(xiàn)也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境。

　　煤氣加壓站在正常運行時不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境，或即使出現(xiàn)也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境，按此條可將煤氣加壓站確定為危險環(huán)境2區(qū)。

　　1.2 根據(jù)易燃物質(zhì)的釋放頻繁程度和持續(xù)時間長短進行分區(qū)。按照GB50058-92第2.2.3條 釋放源應按易燃物質(zhì)的釋放頻繁程度和持續(xù)時間長短分級，并應符合下列規(guī)定。

　　(1)連續(xù)級釋放源：預計長期釋放或短時頻繁釋放的釋放源。

　　(2)第一級釋放源：預計正常運行時周期或偶爾釋放的釋放源。

　　(3)第二級釋放源：預計在正常運行下不會釋放，即使釋放也僅是偶爾短時釋放的釋放源。

　　(4)多級釋放源：由上述兩種或三種級別釋放源組成的釋放源。

　　本工程對會釋放易燃物質(zhì)的泵、壓縮機和閥門的密封處充氮氣的措施，有效地防止了煤氣的泄露，可按此條將混合煤氣加壓站確定為第二級釋放源。

　　1.3 根據(jù)釋放源級別和通風條件進行分區(qū)。按照GB50058-92第2.2.5條 爆炸危險區(qū)域的劃分應按釋放源級別和通風條件確定，并應符合下列規(guī)定。按下列釋放源的級別劃分區(qū)域：

　　(1)存在連續(xù)級釋放源的區(qū)域可劃為0區(qū);

　　(2)存在第一級釋放源的區(qū)域可劃為1區(qū);

　　(3)存在第二級釋放源的區(qū)域可劃為2區(qū)。

　　本工程根據(jù)上文確定為第二級釋放源，并設立了獨立良好的通風系統(tǒng)，據(jù)此可確定為存在第二級釋放源的區(qū)域可劃為危險環(huán)境2區(qū)。

　　1.4根據(jù)工藝平面布置，考慮釋放源的實際情況，設計劃分時應采取合理措施盡量減少1區(qū)。當易燃物質(zhì)重于空氣時，以釋放源為中心，半徑為15m的范圍內(nèi)劃為2區(qū)。當易燃物質(zhì)輕于空氣時，以釋放源為中心，半徑為4.5m的范圍內(nèi)劃為2區(qū)。

　　2 煤氣加壓站煤氣釋放源的確認和廠房通風方式

　　爆炸性氣體環(huán)境內(nèi)的車間采用正壓或連續(xù)通風稀釋措施后，通常可認為是通風良好的狀態(tài)，車間可降為非爆炸危險環(huán)境。本工程煤氣加壓站廠房，采用了自然通風和軸流風機強迫通風相結合的方式，一在廠房頂部開天窗，靠自然通風排出泄露煤氣，二是在廠房南北外墻上分別設置3臺軸流通風機，進行強迫通風。軸流風機工作方式，按照通風專業(yè)提出的要求，每小時固定通風6~8次，同時在現(xiàn)場設置了一氧化碳監(jiān)測儀進行聯(lián)動，充分保證良好的通風，以降低煤氣環(huán)境危險區(qū)域等級，圖2為煤氣加壓站廠房煤氣設備及電氣設備立面布置圖。

　　3 現(xiàn)場電氣裝置的選型設計

　　根據(jù)爆炸危險區(qū)域的等級，電氣設備的種類和使用條件。所選用的防爆電氣設備的級別和組別，不應低于該爆炸危險環(huán)境的級別和組別。

　　本工程中儀表操作箱是用于加壓風機的實際運行狀況監(jiān)測及控制，以便于檢修及單機試車。根據(jù)工藝要求需在機旁安裝，見圖1中C設備。為了控制易爆氣體，需人為地在危險場所營造一個沒有易爆氣體的空間，將電氣儀表柜安裝在其中。本工程儀表操作箱位于爆炸危險區(qū)域為2區(qū)，采用正壓型防爆方法，即在一個密閉的儀表操作箱箱體內(nèi)，充滿不含易爆氣體的惰性氣體-氮氣，并保持箱內(nèi)氣壓略高于箱外氣壓，防止爆炸性混合物進入外殼內(nèi)部。

　　為滿足正常的生產(chǎn)及檢修要求，在加壓風機旁需要安裝就地操作箱。根據(jù)GB50058-92第2.5.3條 各種電氣設備防爆結構的選型的規(guī)定，在爆炸危險環(huán)境2區(qū)的操作箱和操作柱應選用隔爆或正壓型電氣設備。設計選用隔爆型操作柱，適用于含有爆炸性氣體環(huán)境用的1區(qū)、2區(qū)危險場所，作為交流50Hz，電壓至220/380V動力設備起動、停止控制使用。

　　4電氣管線敷設要求

　　4.1爆炸性氣體環(huán)境電氣線路的設計和安裝應符合下列要求：

　　電氣線路應在爆炸危險性較小的環(huán)境或遠離釋放源的地方敷設。

　　(1) )當易燃物質(zhì)比空氣輕時，電氣線路宜在較低處敷設或電纜溝敷設。本工程中的混合煤氣比空氣重，電氣線路宜在較高處敷設。工程中在遠離爆炸危險環(huán)境的2區(qū)A軸處，電氣線路基本上都是由橋架架空引入，然后由橋架穿管架空敷設至儀表箱和操作柱旁，再由防爆撓性連接管引入電氣設備接線口。

　　(2)電氣線路宜在有爆炸危險的建、構筑物的墻外敷設。對于高壓電動機的供電電纜，工程中采用了在+5.700m樓板下穿鋼管暗敷設至電動機旁，再用防爆撓性連接管接至電機接線口處，并需增設相應的防爆隔離密封。

　　4.3爆炸危險環(huán)境明敷電纜過墻或穿出地面時應穿鋼管，并需增設相應的防爆隔離密封(如在穿墻套管內(nèi)填充不燃纖維作堵料，管口加密封膠泥)。當采用非密閉性電纜溝時，應在溝中充沙，并使電纜上、下各有100mm厚的細沙。

　　另外，架空橋架敷設時宜選用阻燃電纜，在1區(qū)、2區(qū)內(nèi)電纜線路不應有中間接頭。工程中不準明敷絕緣導線，必須采用鋼管配線;穿線鋼管應采用低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管。

　　5 防雷接地要求

　　GB50058-92標準規(guī)定，爆炸性氣體環(huán)境1區(qū)內(nèi)的所有電氣設備以及爆炸性氣體環(huán)境2區(qū)內(nèi)除照明燈具以外的其他電氣設備，應采用專用的接地線;爆炸性氣體環(huán)境2區(qū)內(nèi)的照明燈具可利用有可靠電氣連接的金屬管線系統(tǒng)作為接地線。爆炸性氣體環(huán)境接地設計應符合下列要求。

　　(1)擴大接地范圍，電氣設備正常不帶電的外殼應全部接地;

　　(2)1區(qū)、2區(qū)內(nèi)除照明燈具以外的電氣設備應采用專門的接地線，該接地線與相線有相同的絕緣，并且與相線同管敷設。

　　(3)接地干線應在爆炸區(qū)域不同方向兩處以上與接地體連接。

　　(4)電氣設備的接地裝置與防止直接雷擊的獨立避雷針的接地裝置應分開設置。為防止雷電感應對儀表、電力電子等絕緣性能低的設備造成破壞，應采用均壓和屏蔽技術，并應在適當位置增加電涌保護器。

　　6 結束語

　　綜上所示，混合煤氣加壓站的防爆電氣設計，在滿足規(guī)范、工藝要求的前提下，首先應合理控制防爆區(qū)域范圍;并利用相對正壓等條件，降低防爆區(qū)對臨近非防爆區(qū)的影響;同時，在需要防爆的環(huán)境中，采用相應的設備和敷設安裝方式，一方面保證生產(chǎn)的安全性，另一方面達到電控設備的相應環(huán)境要求。在工藝、電氣、儀表、結構等專業(yè)的相互配合下，倡導“整體防爆”和“系統(tǒng)防爆”的思想，在技術先進、經(jīng)濟適用的前提下，合理確定防爆工程設計。

　　參考文獻：

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　　[3] 王鵬，顧浩. 隔爆型三相異步電動機常見隔爆結構設計[J]. 電氣防爆, 2008(4).

　　[4] 秦海兵等 ，加壓站防爆等級的探討與劃分[J]冶金動力2006(5).

　　作者簡介：張云彬 電氣設計員 工程師 從事電氣供配電設計 新疆鋼鐵設計院有限責任公司 郵編：830022