石油天然气站场中六氟化硫电气设备室的通风设计

（中油辽河工程有限公司，辽宁 盘锦 124010）

石油天然气站场中六氟化硫电气设备室的通风设计

张维娜

（中油辽河工程有限公司，辽宁 盘锦 124010）

六氟化硫电气设备室的通风包括两方面，一方面是排除SF6气体的正常通风及事故通风，另一方面是排除火灾后烟气的事故通风系统。SF6比空气重，排除方式主要采用下部排风，火灾后烟气采用屋顶风机排除。

六氟化硫；电气设备；通风设计

1 六氟化硫的性质和危害

SF6是一种性能优良的气体绝缘与灭弧介质，广泛应用于电气设备中。石油天然气站场建设中，经常有使用SF6做绝缘介质的电气设备房间，如GIS室等。纯的SF6是一种无色、无味、无臭、无毒的不可燃、可压缩的液化惰性气体。其化学性质极为稳定，微溶于水，分子量是140（密度约为空气的4.86倍）。在生产SF6气体时会伴随有多种有毒气体产生，并会混入产品气中。SF6在电气设备中经电晕、火花发电及高电压大电流电弧的作用下，由于杂质的存在（尤其是水分的存在）使SF6气体中产生多种由硫、氟、氧、氢、碳元素组成的化合物，其中相当部分具有腐蚀性，刺激性和毒性。这些有毒有害气体的存在，不仅会使电气设备的性能劣化，而且会危害运行检修人员的人身安全。

2 六氟化硫电气设备室的通风设计

为了避免工作人员中毒事故的发生，SF6电气设备室应设置机械通风。排除SF6的机械通风分为正常通风和事故通风，除此以外，SF6电气设备室还应设置排除火灾后烟气的事故通风装置，用于排除火灾被扑灭后室内残余的烟气。

下面以某储气库工程为例，简述GIS室（含有SF6气体绝缘设备）的通风设计。

2.1 排除SF6的正常通风

参照《火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程》及《火力发电厂及变电所供暖通风空调设计手册》规定，SF6电气设备室正常运行时通风次数不少于2次/小时。

排风采用轴流风机，排风口设在房间下部（轴流风机吸风口下缘距室内地面100～200mm）。轴流风机室内部分设铁丝防护网，室外部分接出风弯管直接排放，但应考虑排放地点为无人员停留或无人经常通行处。

进风采用自然进风，在外墙上部设防雨百叶窗。进风百叶窗的有效面积应保证风速不大于2.5m/s。进风百叶窗位置应避免与上部的排风机气流短路。

2.2 排除SF6的事故通风

根据规范规定，SF6电气设备室应设置事故通风。事故通风次数不少于4次/小时。

由于事故状态时，外逸的有害气体成分复杂，大多数比空气重，只有一种氟化氢气体比空气轻，会上升到上部空间，但很快会反应生成SF6分子下沉到室内下部。所以，排风仍以房间下部为主，为安全起见，兼顾上部排风。

本次设计中事故通风系统为房间上部设屋顶风机，下部设轴流风机。

事故排风由经常使用的下部排风系统和上部排风系统共同保证。

2.3 火灾后的排烟通风量

根据《35kV～110kV变电站设计规范》规定：SF6电气设备室应设置不少于10次/小时的事故排烟通风量。排烟通风机设计为屋顶风机。

综上所述，GIS室的通风平面图如图1所示：

3 其它需说明的问题

3.1 《工业企业设计卫生标准》及《35kV～110kV变电站设计规范》中规定：“室内空气中SF6的含量不得超过6000mg/m3，……”，但不论正常运行还是事故状态，SF6的散发量很难估算，因此无法准确计算空气中气体浓度，只能以换气次数确定通风量。

3.2 SF6电气设备室应设气体检测和联锁报警装置，并与排除SF6的通风机联锁。同时还需设置火灾探测及报警装置，发生火灾时自动切断所有风机电源。排除火灾后烟气的通风机不需联锁，只手动开启。

3.3 寒冷地区或严寒地区，冬季气温很低，为防止室内温度过低，可以采用电动联锁百叶窗，与风机联动开启。在极端天气时可以关闭一定数量的百叶窗，保证室内环境清洁，电气设备安全运行。

3.4 关于进风百叶窗的位置，《火力发电厂及变电所供暖通风空调设计手册》中推荐的做法是：进风百叶窗设在房间外墙的下部，底部距室外地坪应大于300mm。由于正常排风的风机也在房间下部，容易造成短路。为了气流组织更有效，本次设计在房间外墙上部设防雨百叶窗，形成上进下出的气流走向。

图1

3.5 进风百叶窗的设置可适当减少。正常通风时，屋顶的排烟通风机及SF6的事故通风机均处于停运状态，其在负压下均可作为进风孔隙。按SF6的正常通风量计算百叶窗的有效面积即可。

3.6 规范中对事故排风中上部或下部各排除多少次没有做硬性规定，只规定总的通风次数不少于4次/小时，至于下部和上部分别是几次，由设计人自行确定。根据其散发有害物的密度，本次设计中事故通风量的2/3在房间下部，1/3在房间上部。

结语

SF6电气设备室的通风主要分为两套系统，SF6气体的正常通风与事故通风系统、火灾后的排烟系统，两套系统均不能省略也无法合并，但其中的个别风机（屋顶风机）可以共用。排风机应与SF6气体检测和报警装置联锁，排风机的运行或故障状态信号应上传至中央控制室。

[1]GB50019—2003，采暖通风与空气调节设计规范[S].

[2]DL/T5035—2004，火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程[S].

[3]GB50059—2011，35kV～110kV变电站设计规范[S].

[4]GBZ1-2010，工业企业设计卫生标准[S].

TM64

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