沼气提纯项目的电气设计思路

谷春征

（开封黄河空分集团有限公司，河南 开封 475000）

沼气作为易燃易爆的气体，在沼气提纯项目电气设计的过程中一定要考虑爆炸危险区域的划分，根据爆炸区域划分的结果，综合考虑电气设备和电气电缆电线的选型及施工。

1 供配电设计

1.1 负荷分级

负荷分级主要是参照《工业与民用配电设计手册》，同时还要根据设备运行的实际环境及生产的工艺要求对负荷进行分级。本沼气提纯项目负荷为三级负荷，供电方式采用单回路供电；对于一些重要的负荷设置了因安全停产所必需的应急照明、通信系统和保证安全停产的自控控制装置。

1.2 供电电源的设计

由于沼气提纯项目供电方式是单回路供电，对于消防水泵设置了独立的发电机组；对于自控装置设置了蓄电池（UPS）组，满足30min阀门控制的需要及数据保存的需要。

2 照明系统的设计

本沼气提纯项目的照明设计分为两部分：一部分是防爆界区内的照明；一部分是非防爆界区的照明。由于办公楼处于非防爆界区，所以办公楼的照明采用节能荧光灯，荧光灯采用节能镇流器或者节能电感式镇流器，功率因数大于0.9；办公楼另设应急照明系统--应急灯（自带蓄电池），应急时间不小于60min，满足火灾时人员逃生要求。

对于沼气压缩机的罩棚、天然气压缩机的罩棚及吸收塔和解析塔的照明采用防爆高压钠灯，配电室设置照明电源配电箱，所有防爆高压钠灯由配电室统一控制，现场不设置控制开关，减少故障点，保障设备安全稳定运行。

3 电缆电线的选择及敷设方式

按照规范要求，宜将设备和线路，特别是运行正常时能发生火花的设备，布置在爆炸危险环境以外；本项目只在机旁设置了操作柱，照明电源箱均及检修电源箱均设置在非防爆界区的睇怕配电室；对于动力电缆、控制电缆的选择都是严格按照规范执行，所有电缆全部选用阻燃铠装电缆。

3.1 电缆选型主要应满足以下要求：

3.1.1 导体允许载流量，不应小于熔断器熔体额定电流的1.25倍。

3.1.2 引向电压为1 000V以下鼠笼型感应电动机电缆的长期允许载流量，不应小于电动机额定电流的1.25倍。

3.1.3 在1区内，铜芯控制电缆的最小截面为2.5mm2，而在2区内，铜芯控制电缆的最小截面为1.5mm2。

3.2 电缆敷设主要应满足以下要求：

3.2.1 电气线路宜在有爆炸危险的建、构筑物的墙外敷设。

3.2.2 在爆炸粉尘环境中，电缆应沿粉尘不易堆积并且易于粉尘清除的位置敷设

3.2.3 敷设电气线路时宜避开可能受到机械损伤、震动、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。

3.2.4 采用穿线管配线时，当钢管中含有3根或者多根导线时，导线的总截面（包含绝缘层）不超过钢管截面的40%。

3.2.5 危险和非危险环境之间墙壁上穿过电缆或金属管的开孔应用砂浆充分密封。

因此，本套沼气提纯项目，电缆敷设主要是采取电缆沟敷设及直埋敷设的方式，电缆沟敷设时沟内应充砂，另外还要设置排水措施；遇到电缆沟和水沟交叉时，电缆采用穿管或者敷设电缆桥架跨过水沟，此时穿线管或桥架应可靠接地；电缆直埋时，埋地深度不小于-700mm，并要求在直埋电缆处设立标识牌，提醒其他施工单位，此处埋有电缆，请谨慎施工；此沼气提纯项目中不建议采用电缆施工电缆桥架方式敷设，如果采用电缆桥架敷设，桥架接地要牢靠。

4 防雷、接地的设计

4.1 本工程加气装置罩棚、加气母站罩棚为二类防雷建、构筑物，辅助用房等为三类防雷建筑物。本工程防雷、防静电、自控、电气工作及保护接地共用一个接地系统，接地装置冲击电阻不大于4Ω，若实测电阻不满足设计要求，应增打人工接地极，接地极采用热镀锌角钢∠50*5*2500mm，接地母线采用热镀锌扁钢40*4mm。接地装置地下部分埋地深度不小于-1.0mm，接地极间距为5.0m，接地装置焊接处刷两道沥青漆进行防腐处理。安装可参考标准图集《接地装置安装》03D501-4。本沼气提纯项目新建接地网与厂内原有接地网可靠连接。

4.2 接闪器

4.2.1 罩棚：罩棚利用彩钢顶作为接闪器，罩棚面钢板下采用40*4的热镀锌扁钢与支架螺母座电气连接，热镀锌扁钢同时与立柱内两根主筋焊接，焊接长度不小于100mm作为引下线，每组引下线处的接地电阻均不应大于4Ω。

4.2.2 建筑物：三类防雷建构筑物采用避在房顶设不大于20m*20m或者24m*16m的网格避雷带，避雷带材质为：φ10热镀锌圆钢，避雷带通过明敷引下线与接地装置可靠连接。利用柱内钢筋做引下线与接地网可靠连接。引下线数量不少于2根，并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不大于18m。

4.3 防静电接地

4.3.1 储罐内的各金属构件必须与罐体等电位连接，并可靠接地。

4.3.2 管路及设备其法兰、阀门连接处应设金属跨接线，构成电气通路。管道两端和每隔100～200m处，以及分支、拐弯处应有一处接地。管道防腐保温前必须先在管道及管架上焊好热镀锌接地板（110*50*10），再将接地线、跨接线及接地板块用多股BVR-（450/750V）-1*25平方毫米铜线相连。跨接做法参见《化工企业静电接地安装通用图》CD90B4-88。平行敷设的管道、构架和电缆外皮等长金属物，其净距小于100mm时应设金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m。

4.3.3 装卸车区设置接地线夹及静电接地报警器，储罐汽车在装卸作业前，采用专用接地线及接地线夹将汽车、储罐与装卸设备等电位连接，作业完毕后方可拆除。

5 结论

5.1 沼气是易燃易爆气体，在沼气提纯项目中电气的设计应符合相应的规范标准，选择与环境相适宜的电气设备及电气元件。

5.2 为防止电化学反应对接地干线、接地极的腐蚀，与建筑物主筋连接的室外接地干线、接地极应采用镀锌材质。

5.3 在沼气这类易燃易爆气体中的电气设备及电气元件都要采取防爆产品。

5.4 对于罐体的防雷一般可以不装接闪器，但应接地，且接地点不应少于两处。

［1］张春晓，闫晗.某储油罐维修中的防雷防静电接地设计［J］. 科技创新导报，2012，19：33.

［2］陆恒立，雒新萍，任建芳，等.压缩天然气汽车加气站静电危害防护［J］. 陕西气象，2006（1）：46-47.

［3］刘红，宋元宁，李军，等.氢氰酸原料化工生产装置的安全对策［J］. 工业安全与环保，2006（8）：42-43.

［4］GB50058-1992.爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范［S］.