餐厨垃圾处理厂常规电气设计的浅析

王 烨

(中国城市建设研究院有限公司，北京 100021)

0 引言

“十三五”规划《纲要》和党中央、国务院关于生态文明建设的总体部署和要求，垃圾多元、综合、全程和依法治理的可持续发展局面，实现垃圾治理无害化、资源化、减量化和社会化。

餐厨垃圾是每个人每天都会产生生活垃圾，所以餐厨垃圾处理设施是我国发展不可或缺的基础设施，是人民安全健康生活的重要保障。因此，本文从实际工程出发，结合作者自身设计的工作经验，针对餐厨垃圾处理厂常规电气设计展开相关的探讨。

1 变配电系统

1.1 负荷等级

根据餐厨垃圾处理厂(简称“餐厨厂”)工艺特点和建筑单体体量规模，一般情况下厂区中主车间为消防最大需水量建筑且室外消防用水量>30L/s，按照GB 50016-2014《建筑设计防火规范》(2018年版)中10.1.2条规定，消防用电应按二级负荷供电。

二级负荷：消防负荷、安防负荷、厌氧系统部分工艺设备用电(包括不限于厌氧罐搅拌器、厌氧系统风机、气柜用电等)。

三级负荷：其余用电负荷及一般照明用电。

1.2 负荷计算

根据工艺专业提供的设备用电负荷需求，电气负荷计算中工艺设备部分可计算得出。

按照《工业与民用共配电设计手册(第四版)》中表1.3-2的要求，餐厨厂属于“市政设施”，负荷密度为35～40W/m2，项目前期可估算出车间照明、插座、风机等其余用电负荷。

餐厨厂需要特别注意的是，由于工艺生产的特点，在计算年预计耗电量时，应根据工艺系统不同导致每日工作班制(工作时间)的差异，分开计算各工艺系统年预计耗电量，且常规情况下餐厨厂一年工作日为330天。

1.3 供电电源

根据上述用电负荷的性质和容量，并综合考虑厂区实际情况，一般情况下由市政变电所提供一路10kV电源线路作为正常供电电源。餐厨厂位于大型产业园内临近焚烧发电厂，由于焚烧发电厂用电可靠性要求较高，故可从焚烧发电厂低压保安电源母线段(配置UPS不间断电源)引400V电源作为备用电源。若餐厨厂独立建设，可自行配备适宜规格的应急柴油发电机组作为备用电源，从而满足二级负荷的用电需求；若餐厨厂项目规模较大，用电负荷较多容量较大，可申请两路出自不同市政变电所或同一变电所不同母线段上的10kV电源线路，互为备用。可根据具体情况，综合比选上述两种方案。

2 照明与应急照明系统

2.1 照明系统

餐厨厂一般场所灯具以高效节能LED灯具为主，功率因数≥0.9，效率≥75%。长期工作或停留的房间或场所，色温宜≤4 000K，特殊显色指数R9应>0。

由于工艺流水线的需要，餐厨厂主处理车间一般都是高度为10～30m的高大空间，故此区域灯具宜采用可操控升降的LED光源广照灯，方便后期运营时的检修与维护，同时应注意避让屋面采光板，不要布置在采光板正下方；因为垃圾处理工艺的特殊性，输送皮带设备较多，自上而下(高度落差)流水线处理，所以各个生产房间内要结合工艺设备剖面图，充分考虑设备高度选择灯具的类型与高度；照明回路宜平行于一条工艺流水线的方向设置。

2.2 应急照明系统

餐厨厂消防应急照明和疏散指示灯具采用集中电源供电方式的集中控制型系统。应急照明和疏散指示灯具采用集中电源供电时，灯具的主电源和蓄电池电源应由集中电源提供，灯具主电源和蓄电池电源在集中电源内部实现输出转换后应由同一配电回路为灯具供电。应急照明配电箱的输入及输出回路中不应装设剩余电流动作保护器，输出回路严禁接入系统以外的开关装置、插座及其他负载。在人员疏散出口、楼梯间、疏散通道及其转角处设应急照明和疏散指示灯具，疏散指示灯为常亮状态。应急照明和疏散指示灯具应选择A型灯具，灯具的蓄电池电源宜优先选择安全性高、不含重金属等对环境有害物质的蓄电池。采用集中电源的蓄电池组和灯具自带蓄电池达到使用寿命周期后标称的剩余容量应明确保证放电时间满足持续工作时间要求。带蓄电池的LED灯具、应急照明和疏散指示灯具应满足GB 51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》和GB 13495-2015《消防安全标志》要求。

3 动力配电系统

(1)配电变压器低压侧为400/230V，带电导体为三相四线制，中性点固定接地的TN-S系统，保护线(PE)和中性线(N)仅在变压器中性点处汇集一点接地，全系统内PE线和N线相互绝缘，不允许相互连接。低压配电系统均以单母线放射式配电方式运行。

(2)由于工艺处理对象为餐厨厨余垃圾，处理车间现场整洁度不会很理想，且工艺设备高度集成自动化成套采购，常规会设有单独摆放工艺设备配电及控制柜的房间。通常土建施工单位将配电管线敷设至总配电柜进线电源断路器上端头即可，此处也为土建施工与工艺设备厂家供配电的分界点，至用电设备的二次配管配线由工艺设备厂家负责完成。

(3)考虑到生产车间运营期检修与维护的需要，宜设置检修电源箱，满足冲洗、电焊等常规设备用电的需要。

(4)中控室、试验室、化验室等类似房间后期还会进行二次深化设计，在图纸设计阶段需在配电箱处考虑用电裕量或预留配置房间专用配电箱。

4 综合布线与电视监控系统

4.1 综合布线系统

餐厨厂总中控室常规设置在主车间内，全厂弱电总机柜(设置建筑物配线架、汇聚网络交换机及其附属设备一套，共同组柜安装)宜设置在此，其余建筑单体与之光纤连接即可。

4.2 电视监控系统

中控室设有24h值班人员，电视监控系统主机及大屏幕亦宜设置在中控室。电视监控系统采用视频传输(选用视频电缆)及数字信号编码方式传输及处理，系统采用集中低压供电方式。电视监控系统供电暂时中断恢复供电后，系统应能自动恢复原有工作状态，该功能应能人工设定，且需符合GB 50348-2018《安全防范工程技术标准》中第6.6.5条的其他相关规定。

5 火灾自动报警系统

由于工艺处理对象为可燃固体，常规情况下餐厨厂主车间建筑生产类别为丙类，水暖专业均会设置排烟、灭火等需要消防联动的消防设施，故需要设置消防控制室。

(1)火灾自动报警系统采用集中报警系统，火灾自动报警系统采用回路二总线树形结构形式，每个火警总线上各火警设备采取并联连接方式。在各建筑单体首层设置接线端子箱，火灾自动报警系统相关火警线路引自消防控制室。

(2)餐厨厂主处理车间一般都是高度为10～30m的高大空间，宜采用线型光束感烟探测器。

(3)如餐厨厂处于大型产业园内，与邻近的其他垃圾处理设施厂共用一套消防设备，且设置了两个及两个以上消防控制室时，应区分消防控制室的主次，共用的消防设备应由主消防控制室控制，分消防控制室可向主消防控制室传输、显示状态信息，但不能控制共用的消防设备。

6 防雷接地系统

餐厨厂为常规工业厂房，防雷接地系统无特殊要求，但有以下几点需特别注意。

(1)因防雷接地、电气设备保护接地和弱电直流工作接地等接地共用一组接地装置，要求接地电阻≤1Ω。基础接地工作完成后应实测，如不能满足要求，沿建筑四周加补人工接地装置，并与砼柱外侧预埋连接钢板焊接。

(2)按照GB/T 51063-2014《大中型沼气工程技术规范》的规定，室外火炬属于第一类防雷建筑物，室外厌氧发酵罐和沼气储柜属于第二类防雷建筑物。因此，火炬属于第一类防雷建筑物，应采取防闪电感应的措施，制造厂家应提供满足此要求的产品，且火炬位置在厂区边角处，故火炬单独设置接地装置；沼气储柜四周设置独立接闪塔，作为接闪器；厌氧发酵罐罐顶壁厚和侧壁壁厚均应≥4mm，可利用罐体作为防雷接闪器，可不设独立接闪针，但考虑到厌氧发酵罐罐顶有沼气出口，故在罐顶设置一根独立接闪针保护沼气出口。接闪针与罐顶平面的栏杆、平台及罐顶爬梯可靠焊接，作为接闪器，利用厌氧发酵罐金属本体做防雷引下线。

(3)按照GB/T 51063-2014《大中型沼气工程技术规范》的规定，沼气储柜内外膜之间应在制造厂家制造期间设置可燃气体探测装置，设计图纸中需明确此项内容。

7 结束语