浅析爆炸性气体环境电力装置的设计

2014-06-18丁江卫

中国科技纵横 2014年4期

关键词：爆炸性电气设备危险

丁江卫

(上海宝钢工程技术集团有限公司,上海 201900)

浅析爆炸性气体环境电力装置的设计

丁江卫

(上海宝钢工程技术集团有限公司,上海 201900)

爆炸性气体危险环境下电力装置设计应贯彻预防为主的方针,保障人身和财产的安全,因地制宜地采取防范措施。下面简要介绍一下爆炸性气体危险环境下电力装置的设计过程中注意的思路及方法。

爆炸性气体电力装置设计

在焦化企业的生产、加工、处理、转运或储存过程中均可能出现各种各样的易燃易爆气体、液体和粉尘。在大气条件下，这类物质与空气混合后，即可能形成爆炸危险的混合物，一旦出现高于闪点物体或火源，就会出现爆炸等严重安全事故。爆炸性危险环境可分为爆炸性气体环境和爆炸性粉尘环境，笔者就参与苯加氢装置电气设计工作过程中，介绍一下爆炸性气体危险环境下电力装置的设计思路及方法。

1 电气设备的选用

一般，只要工艺专业划分爆炸危险区域正确，其中的爆炸性气体介质明确，据此选择相应防爆等级的电气设备，满足防爆要求即可。0区必须选用本质安全型ia，所以一般在这个区域尽量避免安装防爆电气设备。1区可用本质安全型ia、隔爆型d或者正压型p电气设备，有的1区不能选用增安型e，所以一般也尽可能地在这个区域安装防爆电气设备。2区可选用本质安全型ia、隔爆型d、正压型p、充油型o，增安型e等，所以2区可使用几乎全部防爆结构类型的电气设备，同时2区正是工艺专业划分爆炸危险区域时最多的区域，特别是隔爆型d防爆结构的几乎应用于所有电气设备，通常笔者在设计中通常选择隔爆型防爆设备，如dIIA，dIIB，dIIC等。但是由于一个装置内含有多种爆炸性气体介质，如果按照每种介质的爆炸混合物分级、分组去选择设备，那有可能存在多种不同防爆等级的电气设备，这样不利于设备厂家产品的规模化，同时也不便于业主现场维护管理，因此在一般情况下，在一个装置区域内，尽量选用1~2种防爆等级的电气设备，这几种防爆设备必须满足该装置防爆等级最高要求，但选择的防爆等级不能刻意太高，否则技术经济指标不合理。如苯加氢装置区域内某些区域含有苯、甲苯、二甲苯、煤气、氢气等，设计中常选用dIIBT4，dIICT4两种防爆等级设备，其中，dIICT4应用在含有氢气介质的爆炸性危险区域，dIIBT4应用在除了含氢气介质之外的爆炸性危险区域。

2 变、配电所和控制室的设计方法

苯加氢装置的变、配电所和控制室通常设置在爆炸危险区域范围以外，但不能离主装置太远，如果离得太远，增加了管线的长度，电能损耗也大，这样技术经济不合理，在一般情况下，不应小于30m。变、配电所的电缆夹层不宜设置在地下层，否则容易造成爆炸性气体的大量积聚。进出变、配电所及控制室的孔洞，应采用非燃性材料严密堵塞。

3 低压配电设计

苯加氢的低压配电接地制式采用TN-S系统，采用放射式接线方式。

3.1 低压交流电动机回路

一般选用低压交流电机馈线回路装设断路器、接触器、热继电器、漏电保护装置等方案。其中断路器用作回路的短路保护；接触器用作远程操作和兼作低电压保护；热继电器用作电动机的过载保护；漏电保护装置用作线路及设备的接地故障保护，当发生非金属性接地时，由于接地电流很小，一般断路器不动作，但是如果发生在爆炸危险环境区域，很小的接地电流所产生的能量，有可能引起爆炸性严重事故，因此此时漏电保护装置动作，尽早地断开主回路，避免事故的发生。选用的漏电保护器的额定漏电不动作电流，应不小于对应电气线路和设备的正常泄露电流的最大值的2倍。

3.2 防爆照明箱和防爆检修插座箱的设计

(1)防爆照明箱的设计；苯加氢装置是爆炸性气体危险环境区域，同时也是具有多个不规则的平台组成，区域也比较大，其照明由人为放亮与关闭非常不方便，在这些场合，通常考虑首先采用光控防爆照明箱，根据各个不同区域的自然条件照度情况，自动地实现照明的开、闭，在某种程度上相应地减少了人力成本，同时也减少了员工在爆炸危险环境区域内活动的时间，提高了员工人身的安全。在1区内单相照明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。(2)防爆检修箱的设计；检修箱是在某些工艺设备检修时才使用的，它不仅需要满足所在区域的防爆等级要求，同时它还要求确保使用时的防爆要求，检修箱的设计特点是：出线均配相应的防爆插销。插销分插座和插头两部分，插销与开关制成连锁结构，送电时，只有当插头插好后开关才能闭合，断电时，只有当开关断开后，插头才能拔出。

4 电气管线选择及敷设

钢管应采用低压液体输送用镀锌焊接钢管。当易燃物质比空气重时，电气线路应在较高处敷设或直接埋地；架空敷设时宜采用电缆桥架；电缆沟敷设时沟内应充砂，并宜设置排水措施。当易燃物质比空气轻时，电气线路宜在较低处敷设或电缆沟敷设。在爆炸危险环境内，严禁采用绝缘导线或塑料管明敷。在管线进出1区、2区之间及其与相邻的其他危险环境或正常环境之间必须做好隔离密封。

5 防雷、防静电接地设计

根据规范规定，对第二类工业防雷建、构筑物考虑防直击雷、感应雷和雷电波侵入的措施。对第三类工业防雷建、构筑物考虑防直击雷的措施。对高塔等考虑防直击雷的措施。对于排放爆炸性气体的放散管、呼吸阀、排风管等的管口，如布置在装置的高处，应建议工艺专业尽量在管口处安装阻火器，以降低接闪器的保护范围要求，从而减少人工接闪器的长度，便于在装置的平台等高处安装固定。对爆炸危险场所根据工艺要求，设备作防静电接地。静电系统静电接地电阻值不大于10MΩ；专业静电接地体的对地电阻值不应大于100Ω，在山区等土壤电阻率较高的地区，其对地电阻值也不应大于1000Ω。对于接地电阻值未能达到设计要求的，可采取增补接地极或化学降阻剂，直至满足要求为止。