浅析新建医药生产厂区电气设计

潘 建 芬

(浙江医药工业设计院有限公司, 浙江 杭州 310030)

0 引 言

医药厂区建筑虽然规模不大,但却存在着洁净区、爆炸危险区等特殊场所。本文结合新建医药生产厂区实例,从供电电源方案及负荷等级、照明及动力设计、防雷接地系统设计要求等方面简述医药生产厂区对于电气设计的要求。

1 项目概况

本项目位于上海市某工业区,建成后规模为年产20亿粒口服固体制剂(含片剂、胶囊剂),6亿片复方片剂。本工程由生产车间(含洁净区)、阴凉高架库、工程辅助楼(含消防泵房及柴油发电机房)、甲类库房、污水处理站(含事故应急池)及门卫等组成,总建筑面积为20 195.37 m2。

2 供电电源方案及负荷等级

2.1 供电电源方案

本工程电源采用一路10 kV高压进线,电缆沟或穿管敷设引至厂区生产车间一层的变电所内(内设2台1 250 kVA变压器)。生产供电电压均为0.38 kV,消防用电负荷供电采用双回路供电[1],一路引自生产车间一层的厂区变电所内低压配电消防专用回路,另一路消防备用电源引自工程辅助楼一层发电机房内的柴油发电机组。对于消防用电负荷,在现场设双电源自动切换箱,以实现工作电源与备用电源的自动切换,确保消防负荷供电。现场双电源切换箱均设置明显消防标志。

2.2 用电负荷等级

根据工艺和各专业提供的用电条件及国家有关规范规定,同时也考虑实际生产经营活动的需要,以下负荷定为二级负荷:① 各单体的防排烟、挡烟垂壁、防火卷帘门、火灾报警、消防泵房等消防系统;② 各单体内应急疏散照明系统。除以上负荷外的其他动力和照明负荷均为三级负荷。

3 照明及动力设计

3.1 照明设计

照明系统采用220/380 V三相四线制供电,照明电源引自各楼层相应的照明配电箱。各照明配电箱至灯具采用阻燃型铜芯塑料绝缘导线(ZB-BV)穿钢管保护,洁净区在吊顶内暗敷设,普通区域有吊顶的在吊顶内暗敷设,无吊顶的地方沿顶板明敷,垂直方向在墙体内暗敷设。消防应急照明用导线采用阻燃耐火型铜芯塑料绝缘导线(ZBNH-BV),暗敷时其保护层厚度不小于30 mm,明敷时的穿钢管保护且表面刷防火涂料。

普通场所有吊顶的区域采用嵌入式灯具,无吊顶的区域采用吸顶式或吊装式灯具。洁净区采用吸顶式洁净灯;库房采用防电燃库房灯;防爆区采用相应防爆等级灯具,其他特殊场所(如防潮)采用满足其要求的照明灯具(如防潮灯具),照明光源以显色指数大于80的高显色性光源。阴凉高架库中,高于12 m的空间场所,其照明线路上应设具有探测故障电弧功能的电气火灾监控探测器。照度设计标准如表1所示。

表1 照度设计标准

3.2 动力设计

本工程各单体均采用220/380 V三相四线制配电系统。在保证供电可靠的前提条件下,采用树干式与放射式相结合的配电方式。单体内分区域设置分配电箱,电源取自本层低压配电室,负责本区域用电设备的供电。医药工业洁净厂房内的配电线路宜按生产区域设置配电回路[2]。配电设备采用与工作环境相适应的满足防护等级的设备。

室内配线采用阻燃型电缆(ZB-YJV型)及电缆桥架配线或穿钢管敷设(消防设备采用ZBNH-YJV型阻燃耐火电缆),进入洁净区的线路采取密封措施,洁净区内明敷采用不锈钢管;防爆二区线路采用电缆桥架和镀锌焊接钢管保护,明管敷设至各用电设备,进出防爆二区的电气管线应采用防爆隔离密封。配电箱至现场设备的配电系统采用放射式供电系统,配电线路采用阻燃型铜芯塑料绝缘导线(ZB-BV)穿钢管埋地敷设或在吊顶内敷设,无吊顶区域则明敷设,垂直方向在管井内敷设(或墙体内穿钢管暗敷设)。室外电缆为ZB-YJV22型(消防用备用电源电缆为RTTZ型),室外线路电缆采用电缆沟或直埋敷设方式。

4 防雷接地系统

4.1 防雷类别

本工程除门卫外,其他单体均为二类。

4.2 防直击雷

在屋顶易受雷击部位设置接闪带[3](明装),并在屋面组成接闪网格。在二类防雷建筑物屋面采用热镀锌圆钢(φ12)设置不大于10 m×10 m或12 m×8 m的接闪网,或利用达到防雷等级要求的金属屋面作接闪网,接闪网与作防雷引下线的钢筋焊接连通。防雷引下线利用建筑物框架柱内两根大于φ12的主筋通长焊通,利用基础梁、桩内钢筋通长焊通作接地装置。

4.3 防雷电波入侵

进出建筑物的电源线在入户处将电缆金属外皮、金属线槽、金属管线等接地,并与防雷接地装置相连接,在配电室进行总等电位联结。进、出入建筑物的其他所有金属管道在入户处与等电位装置相连接。低压进线配电室装设第一级浪涌保护器,各层分配电室(箱)母线上装设第二级浪涌保护器。进、出二类防雷建筑物的架空管道在距入户处约25 m处接地一次,冲击接地电阻不大于10 Ω。

4.4 防雷电感应

将建筑物内的主要金属设备、管道、构架等与就近的电气设备保护接地装置连接。建筑物内平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物,其净距小于100 mm时应采用金属线跨接,跨接点的间距不应大于30 m;交叉净距大于100 mm时,其交叉处亦应跨接,但长金属物连接处可不跨接。

4.5 接 地

除甲类库房采用TN-S接地系统,其他单体均采用TN-C-S接地系统。

防雷接地、保护接地、弱电系统接地等共用接地装置,接地电阻小于1 Ω。

4.6 防爆区防静电接地

防爆区段应作防静电接地处理,采用40 mm×4 mm热镀锌扁钢在爆炸危险区2区内设接地网格,与重复接地、防雷接地共用接地体。

5 甲类危险品库的可燃性气体报警、爆炸危险区域划分和防静电接地的示例

可燃性气体报警平面图如图1所示。须根据储存物质选用相应的可燃性气体探测器[4]。

图1 可燃性气体报警平面图

爆炸危险区域划分依据文献[5]附录B中第21条内容划分,爆炸危险区域划分平面图如图2所示。爆炸危险区域内所有电气设备的选型应符合该场所防爆等级要求,不应低于dⅡAT4。

甲类危险品库设防静电接地如图3所示。仓库内金属门窗、金属管道和金属风管等均应与接地网格可靠连接,连接线采用BVR-1×6 mm2穿管PVC20。所有总等电位联结线均采用40 mm×4 mm热镀锌扁钢在墙内或地面内暗敷。

6 结 语

医药工业涉及洁净区、爆炸危险区域,电气设计前应充分了解工艺生产流程、工艺设备供电需求、建筑吊顶及布局、结构梁系、水消防联动系统、暖通净化空调及风机联锁、通风及防排烟的条件等,同时在确保安全的前提下使得爆炸危险区域尽量小,以对周边环境影响降到最低。