电气联锁在建筑设备安装工程中的应用

2021-12-05陈维明山西八建集团有限公司

门窗 2021年6期

陈维明山西八建集团有限公司

1 前言

随着现代社会的快速发展，人类对生活环境的舒适度要求也越来越高，在现代建筑中，无论是为了居住还是办公、生产、公共服务等，首先对区域环境温度调节都有较高要求。为了实现舒适的温度环境，建筑物在建造过程中，锅炉房、热力站、制冷机房等及内部设备成了非常重要的配套设施。这些设备设施在形成有效温度调节系统的安装施工中，对设备的电气安装要求实现就地控制、集中控制（在控制机房设置操作台），设备“联锁”控制。对系统比较复杂的工程还要求进行自动控制。所谓就地控制主要是解决设备的单机调试和设备的维修控制。集中控制就是把所有启闭装置整合在操作台上，解决方便操作的问题。“联锁”自动控制要解决设备运行和系统关键阀件的动作顺序和一些特殊要求问题。采用电器接触器、时间继电器等电器元件及现代集成电路、编程控制器，结合电动执行机构对系统设备进行动作联锁，实现自动启停

设备控制的电气“联锁”，在建筑电气设备的安全运行中有着非常重要的作用，通过设备的电气联锁，不仅能实现一些简单的自动化运行，对保护设备有非常积极的作用。通过联锁还可以转化操作步骤，处理好设备与设备之间的相互有序联系，避免由于误操作而引起不必要的事故发生。

2 电气连锁在建筑中的安全运行

为了建筑设备运行的安全性，相互关联的设备控制装置必须通过电气执行装置实现联动。实践证明，电气与设备安全联锁装置尤其是在解决空调系统运行中控制危险源的一种重要的技术措施。

在晋中展览馆工程施工进入供暖试运行阶段时，发生过这样的事。二层的空调机组，发生漏水，发现时水从二层顺着楼梯已经流到了一层。经检查流水的原因是空调机组换热器铜盘管多处发生裂缝，水从裂缝中流出。

因为展览馆是大空间建筑，上下楼梯通道多，热压作用非常明显，一楼的热空气涌入二层，造成二层展览室温度偏高。于是物业管理员就把二楼空调机组供热管道阀门关闭了。

空调机组热源关闭后，与机组连接的新风管道阀门仍处于开启状态。在热源关闭的情况下，大量的冷风仍进入机组与换热器进行热交换，换热器铜管内的水不能循环，用不了多少时间铜盘管就会冻坏。而这种过程是隐蔽发生的。因为室内温度高，冷风与盘管中的水进行热交换是在机组内部进行，不懂专业是不会注意的。非专业人员不会想到关闭供热阀门会产生冻裂盘管的后果。当打开供热管道阀门，盘管结冰融化，水便从通关的裂缝中喷出，造成室内被水淹。

而冻坏盘管的情况在展览馆工地并不是第一次。在太原煤炭交易中心工地，发生过两台新风机组盘管冻裂的事故。在太原博物馆工地也有一台空调机组铜盘管冻裂，基本都是因水阀和风阀的开闭人工操作失误造成的。

空调机组铜盘管发生裂缝，一般情况下不会有别的原因，就是冻裂。冬季在新风系统运行的情况下，调节供热阀门一定要注意，不能完全关死。检修时需要关死的情况下，必须同时关闭新风进风阀门，保证空调机组内无冷风进入，或放干铜盘管内的水。

要彻底解决换热器盘管冻裂的问题，就要解决在关闭供热系统阀门的情况下，必须同时关闭新风调节阀门，使空调机组不再进行热交换。这是保证空调机组安全的工作有效办法。但是这种情况通过人工控制存在漏洞，可以采用安全连锁装置加以解决。

安全连锁装置适用于安全目的的自动化装置。连锁装置通过电气控制和电器执行机构让两个动作形成互相制约的关系。为了保证空调机组在运行中正常工作，实现自控，采用连锁装置实是非常必要的。如果采取把热水进口的比例积分电动调节阀与新风电动调动调节阀进行联锁设定，在热水比例积分电动调节阀关闭时同时新风调节阀关闭，问题就会解决。换热器铜管冻裂的事故就会杜绝。

3 通过电气联锁解决建筑设备中的空调的新风量问题

关于新风机组新风量的控制问题也可以通过电气“联锁”的办法加以解决。

暖通专业对于新风量的控制非常重视。对于新风的供应量，一般是在回风道上设置二氧化碳检测器，根据二氧化碳气体浓度自动调节新风阀门。在没有二氧化碳报警器的情况下，要把新风量控制在风量的25%以下。在冬季，如果增加新风量，就会加大供热量；在夏季，如果增加新风量，就会加大制冷量，所以加大新风量对于节能而言是非常不利的。由于建设单位设备运行维护的人员中缺少专业技术人员，晋中展览馆工地的新风阀没有经过调节，阀门都处于全开状态，这种情况造成的浪费是巨大的。保守估计新风阀也应最少关闭1/2。

从卫生要求出发，室内每人必须保证有一定的新风量，但新风量的增加是以增加能耗量为代价的。有关统计资料指出，当夏季室温26℃，相对湿度60%；冬季温度22℃，相对湿度55%的情况下，处理1kg室外空气需冷量9.2kW·h；热量12.7kW·h。在国家倡导节能的大背景下，减少新风量会收到显著的效果。

新风量的大小主要根据室内允许二氧化碳浓度确定，二氧化碳浓度取0.1%（1000ppm），每人所需新风量约为30m3/h左右。以二氧化碳浓度作为指标，不仅考虑了二氧化碳对人体的有害影响，也综合考虑温湿度、臭气和粉尘等其他污染因素的影响。在满足了二氧化碳气体指标之外，其他因素良好的条件下可以考虑尽量减少新风量。

新风量的大小对系统运行如此重要，依靠人为的调节是不可靠的。更何况一般单位没有专业技术人员，新风量的调节就不可能通过人工调节实现。采用电气控制来完成新风调节，可以产生事半功倍的效果。其方法是在空调新风机组新风进口管道上安装电动调节阀门，并安装二氧化碳报警装置。将二者进行“联锁”对新风风口的开度进行调节。这样既可满足卫生方面的要求，又可达到最大限度的节能要求，达到安全运行的效果。

4 电气联锁是防止特定设备类建筑环境中误操作的有效措施

比如锅炉房设备（燃煤锅炉）运行中，对设备的启动顺序有一定的要求。锅炉房的启动顺序是：循环水泵、引风机、鼓风机、炉排电机、上煤机、除渣机。而停炉的顺序为：上煤机、炉排电机、鼓风机、引风机、除渣机、循环水泵。设备专业对建筑电气专业会提出更高的要求。比如鼓风机和引风机的启动问题，在锅炉启动时如果先启动鼓风机，就会在炉膛产生瞬间正压，锅炉炉膛内的灰尘会从炉门、检查口及各处的缝隙喷出来，造成锅炉房空气污染。在锅炉停炉时，如果先关闭引风机，也会出现炉膛灰尘喷出的情况。所以就要求在锅炉启动时，先启动引风机，再启动鼓风机；在锅炉停炉时先停止鼓风机，再停止引风机，使炉膛始终处于微负压状态。如果采用在操作台上通过按钮进行操作，有可能出现误操作。而采用电气联锁，即可解决这一问题。电气连锁对于锅炉运行有着非常重要的作用。

空调工程的制冷站由制冷系统和冷却系统组成。其主要设备有：冷水机组、冷冻循环水泵、冷却塔、冷却塔给水电动蝶阀、冷却循环水泵等设备组成。其启停顺序为：冷却塔电动蝶阀、冷却水循环泵、冷水循环泵、冷却塔风机、冷水机组，系统停车时顺序与上述相反。首先要求的是系统在启动或停止过程中，冷水机组应与相应的冷水循环泵、冷却循环泵、冷却塔进行电气联锁。只有当所有附属设备及附件都正常运行工作后，冷水机组才能启动；而停车时的顺序正好相反，冷水机组应先停车。

要保证空调系统的安全征程运行，这一类设备运行必须进行联锁。按其使用的要求及目的，要采用机组之间的联锁、设备运行程序联锁以及设备启动和停车之间的联锁，设备与阀件之间的联锁。通过电气联锁满足工艺要求。

5 电气联锁能解决常压锅炉供热系统的正常运行

在常压锅炉供暖系统中，锅炉的通气管与大气联通。由于供热用户的几何高度往往高于锅炉，在运行时会出现两种情况。

一是系统在充水时，系统灌不满水。当水达到锅炉通气管的高度时，水就会从通气管排出，高于通气管的供暖系统罐不进水。

二是在系统灌满水运行中，如果突然停电而引起循环水泵停止工作，由于系统高于锅炉，供暖系统中的水就会从锅炉通气管溢出，造成供暖系统不能正常工作。

解决的办法是：在锅炉回水干管上安装电磁阀，并与锅炉循环水泵实现联锁。电磁阀的锁闭，使锅炉与供热系统可以实行两点补水，互不干扰，满足系统注满水的要求。循环泵与电磁阀的联锁，使得当出现突然停泵情况时，锅炉回水管道也会同时关闭。解决了供暖系统停泵失水的问题。

6 电气连锁在施工现场临时设施中的应用

随着近年来建筑行业对施工现场的安全、文明施工和环境保护的要求越来越高，配置的配套设施也越来越齐全，比如施工现场治理扬尘的喷洒设备的工作启停，可以通过扬尘检测设备的检测信号通过电气连锁控制喷洒设备启停实现自动降尘。在基坑降水中，多数项目靠人工观察泵管出水情况来控制各降水点水泵的启停，降水点多时会因观察不及时发生烧坏水泵情况，给降水工作带来不便，采用水位探测器信号控制与水泵启停电气连锁，既解决了烧泵问题又可以降低人工工作强度，甚至节省人工。