易燃易爆場(chǎng)所電氣防火設(shè)計(jì)探討

張豪

(安科瑞電氣股份有限公司，上海 ，201801)

【摘要】隨著民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人民生活水平的提高，易燃易爆物質(zhì)的生產(chǎn)、使用、存儲(chǔ)場(chǎng)所大量增加，但是易燃易爆場(chǎng)所的防火防爆電氣設(shè)施并沒(méi)有得到很大的提高，根據(jù)我易燃易爆場(chǎng)所發(fā)生電氣火災(zāi)的規(guī)律和特點(diǎn)，本文以油氣生產(chǎn)場(chǎng)所的電氣防火為例，從電氣防火安全距離、電氣設(shè)備、防雷防靜電、防腐蝕 等幾方面進(jìn)行了探討，詳細(xì)制定了系列消防安全對(duì)策，對(duì)我加強(qiáng)易燃易爆場(chǎng)所的電氣防火消防安全管理、制定合理的滅火預(yù)案具有重大的意義。

1 引言

隨著民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā) 展以及人民生活水平的提高 ， 易燃易爆物質(zhì)的生產(chǎn)、使用、 存儲(chǔ)場(chǎng)所大量增加。但是，易燃易爆物質(zhì)的大量增加并沒(méi)有使得存放易燃易爆物質(zhì)的場(chǎng)所的安全性得到很大的提高，恰恰是這 些場(chǎng)所的火災(zāi)載荷大，旦發(fā)生火災(zāi)，撲救非常困難 ，而且這些存放易燃易爆物質(zhì)的場(chǎng)所對(duì)消防安全管理并不重視，消防基礎(chǔ)設(shè)施的建 設(shè)也不夠健全，以至于旦發(fā)生火災(zāi)損失非常嚴(yán)重，因此，我易燃易爆場(chǎng)所的消防安全隱患問(wèn)題必須受到重視。根據(jù)我易燃易爆場(chǎng)所發(fā)生電氣火災(zāi)的規(guī)律和特點(diǎn)，本文以油氣生產(chǎn)場(chǎng)所的電氣防火為例，詳細(xì)制定了系列消防安全對(duì)策，對(duì)我加強(qiáng)易燃易爆場(chǎng)所的電氣防火消防安全管理、制定合理的滅火預(yù)案具有重大的意義。

油氣生產(chǎn)場(chǎng)所的易燃易爆物體主要是天然和、丙烷和汽油，該場(chǎng)所產(chǎn)生火災(zāi)事故有三個(gè)條件：存在易燃的氣體、易燃的氣體濃度夠高、存在點(diǎn)燃易燃的氣體的火花、電弧等。本文探討了如監(jiān)測(cè)除能夠點(diǎn)燃易燃的氣體的火花、電弧等電氣設(shè)備的策略。

2 電氣設(shè)備布置

2.1電氣防火間距

在現(xiàn)行的電氣設(shè)備防火間距規(guī)范中，明確規(guī)定了在石油天然氣站建設(shè)中電力線路、電力變壓器等電力設(shè)施的間距，但是卻沒(méi)有明文規(guī)定柴油發(fā)電機(jī)組的布局u。但是，柴油發(fā)電機(jī)組的的排煙管道溫度較高，高可達(dá)800度，這種高溫足以引起易燃易爆氣體的燃燒和爆炸。因此，對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)組的布局以防火規(guī)范中的表5.2.3中的加熱爐、鍋爐房規(guī)定的間距布局。

2.2電線電纜鋪設(shè)原則

根據(jù)防火規(guī)范中的2.5.8條，按照爆炸性氣體環(huán)境電氣線路的設(shè)計(jì)和安裝條款對(duì)電線電纜進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)電線電纜在電纜溝進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)，必須防止可燃?xì)怏w積聚及防止含可燃液體的污水進(jìn)入溝內(nèi)，當(dāng)鋪設(shè)電線電纜的電纜溝通入室內(nèi)時(shí)，墻洞處必須密封和填實(shí)，如果在易燃的氣體的密度高于空氣密度的環(huán)境下作業(yè)時(shí)，必須將電線電纜鋪設(shè)在較高處或者埋在地下，排在地下時(shí)還需要設(shè)置排水措施。

2.3上風(fēng)口原則

對(duì)于有明火高溫的設(shè)備和電氣設(shè)備，應(yīng)該安裝在上風(fēng)口處，有利于降低發(fā)火爆炸的幾率。而且，對(duì)于些開(kāi)闊的場(chǎng)地，還不能忽視常年風(fēng)向的問(wèn)題。在天然氣場(chǎng)站改擴(kuò)建的過(guò)程中，必須按照變壓器、發(fā)電機(jī)組、有明火的地點(diǎn)應(yīng)該布置在全年小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)的要求進(jìn)行布置。

3 設(shè)備選型

3.1 可燃?xì)怏w探測(cè)設(shè)備

在天然氣場(chǎng)站項(xiàng)有力的對(duì)可燃?xì)怏w提供檢測(cè)的手段就是安裝可燃?xì)怏w探測(cè)設(shè)備，它為油氣生產(chǎn)安全提供了保障。在石油設(shè)施電氣裝置場(chǎng)所分類中明確規(guī)定了可燃?xì)?92電子世界體探測(cè)設(shè)備的型號(hào)、安裝、報(bào)警式和檢驗(yàn)周期。但是，目全各地很少有易燃易爆場(chǎng)所安裝可燃?xì)怏w探測(cè)設(shè)備，因此建議在場(chǎng)所的可能泄露點(diǎn)的地方安裝可燃?xì)怏w探測(cè)設(shè)備。

3.2 電氣設(shè)備選型

3.2.1 油氣場(chǎng)所常用防爆電氣選型

油氣場(chǎng)所的防爆電氣應(yīng)按照爆炸性氣體環(huán)境的電氣裝置的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選型，根據(jù)是由設(shè)施電氣裝置場(chǎng)所分類標(biāo)準(zhǔn)，般來(lái)說(shuō)，油氣場(chǎng)所的常規(guī)氣體可以分為3組，T1組、T2組、T3組。因此選擇ExdII BT4防爆電氣設(shè)備就能滿足所有的需求。

3.2.2 戶外、腐蝕環(huán)境電氣選型

通常情況下油氣場(chǎng)所的所有裝置設(shè)備都在露天和開(kāi)放式環(huán)境中，因?yàn)橐兹家妆瑲怏w不能進(jìn)行封閉，否則將帶來(lái)安全隱患。由于空氣中含有硫化氫等腐蝕氣體J，因此，在進(jìn)行電氣設(shè)備選型時(shí)，不僅要考慮使用防爆設(shè)備，還需要考慮設(shè)備的抗腐蝕和抗氧化性。如果使用了不能抗腐蝕的設(shè)備，在使用段時(shí)間后，隔爆面就會(huì)生銹，設(shè)備內(nèi)也會(huì)受到損壞。

3.3 防爆電器安裝

在易燃易爆場(chǎng)所，即使對(duì)設(shè)備的選型、防火間距、電線電纜鋪設(shè)都滿足標(biāo)準(zhǔn)，也不能達(dá)到防爆電器的安裝要求。根據(jù)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)94D801《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電氣線路和電氣設(shè)備安裝》的標(biāo)準(zhǔn)，在電氣安裝時(shí)，每個(gè)局部的密封、封堵、配管方式都有詳細(xì)的圖紙。

3.4防火防爆電器的維護(hù)

3.4.1防火防爆電器的常見(jiàn)問(wèn)題

a.密封問(wèn)題

供應(yīng)商提供的防爆電氣的密封般都會(huì)有問(wèn)題，因?yàn)殡娎|引入壓緊螺母都是塑料制造的。其次，對(duì)于接線盒內(nèi)個(gè)引入口有兩根及以上的電纜的情況，也不符合要求。而且，有些電纜尺寸與密封口尺寸不匹配，電纜引入口也沒(méi)有充分壓緊，因此需要對(duì)其密封問(wèn)題進(jìn)行處理。

b.防爆環(huán)境

很多易燃易爆場(chǎng)所沒(méi)有使用防火防爆電器，或者沒(méi)有在防火防爆電器上安裝標(biāo)示。防爆設(shè)備要求。有的易燃易爆場(chǎng)所雖然使用了防火防爆設(shè)備，但是該設(shè)備卻不符合該場(chǎng)所的防爆級(jí)別，比如有的環(huán)境需要防水防腐蝕，但是卻沒(méi)有使用防水防腐蝕的設(shè)備。

c.設(shè)備地線連接

有的防火防爆設(shè)備沒(méi)有連接地線。

3.4.2防火防爆電器維修注意事項(xiàng)

a.在維修防火防爆電器時(shí)，必須要先斷電，再開(kāi)啟蓋。

b.在易燃易爆場(chǎng)所對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修時(shí)，所有的維修設(shè)備都要用防爆型的，而且所用的工具也不能產(chǎn)生火花。

C.對(duì)防爆型電氣設(shè)備不要拆裝。在必要情況下，對(duì)防爆型電氣設(shè)備拆裝時(shí)，需要妥善保護(hù)隔爆面，不能對(duì)其進(jìn)行損傷。

4 供電設(shè)計(jì)

4.1 TNS供電系統(tǒng)

在易燃易爆區(qū)域，要大力推廣TN—s供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)的大勢(shì)是保護(hù)線和中性線是分開(kāi)的，而且保護(hù)線和設(shè)備外殼都是不帶電的。假若供電系統(tǒng)出現(xiàn)短路情況，電流能夠通過(guò)保護(hù)線構(gòu)成回路，由于回路的電阻較小，保護(hù)電氣能夠迅速切斷電流，從而使得易燃易爆環(huán)境及時(shí)脫離漏電風(fēng)險(xiǎn)

4.2易燃易爆場(chǎng)所的電氣保護(hù)及自動(dòng)裝置

a.設(shè)定短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、接地保護(hù)。要對(duì)短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)進(jìn)行驗(yàn)算，確保在短路或者其他故障情況下，能夠及時(shí)切斷電路并且保護(hù)電氣設(shè)備。除此之外，在單相線路上還需安裝雙級(jí)開(kāi)關(guān)，以便能夠同時(shí)斷開(kāi)零線和相線。

b.在裝有通風(fēng)裝置的易燃易爆場(chǎng)所，應(yīng)該在通風(fēng)設(shè)備和電氣設(shè)備之間安裝電氣聯(lián)鎖裝置。不論是啟動(dòng)電氣設(shè)備還是斷開(kāi)電氣設(shè)備，都應(yīng)該先開(kāi)啟通風(fēng)裝置或者關(guān)閉通風(fēng)裝置。

c.在易燃易爆環(huán)境中，電氣設(shè)備需要安裝漏電保護(hù)裝置。

5 防雷、防靜電

5.1防雷規(guī)范

目，有許多易燃易爆場(chǎng)所所使用的防雷設(shè)計(jì)是遵從建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范的，在建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范中明確規(guī)定其規(guī)范不適合油罐、化工戶外裝置的防雷設(shè)計(jì)。因此，必須要對(duì)易燃易爆場(chǎng)所進(jìn)行的防雷設(shè)計(jì)。

5.2避雷針保護(hù)范圍計(jì)算方法

雷電先導(dǎo)通道發(fā)展到離地面定高度H時(shí)，地面上的避雷針才可能影響雷電先導(dǎo)的發(fā)展方向，使雷電先導(dǎo)通道沿著電場(chǎng)強(qiáng)度大的方向擊向避雷針。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析可知，雷電高度H與避雷針高度h是相關(guān)聯(lián)的，當(dāng)避雷針高度小于3O米時(shí)，雷電高度大約為600米，當(dāng)避雷針高度大于3O米時(shí)，雷電高度大約為l0000米以上，因此大多數(shù)的雷電都在離地面300米以上，故避雷針的保護(hù)范圍是根據(jù)室內(nèi)人工雷電沖擊電壓下的模擬研究確定的。根據(jù)易燃易爆場(chǎng)所的特點(diǎn)，該場(chǎng)所的避雷針應(yīng)該使用折線法計(jì)算保護(hù)范圍，該方法不僅直觀，而且使用起來(lái)更為簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，且符合《石油天然氣工程設(shè)計(jì)的防火規(guī)范》。

5.3接地裝置的布置與沖擊接地電阻

技術(shù)較為陳舊的接地裝置般都是鋼水平接地、垂直接地，但是隨著接地技術(shù)的發(fā)展以及易燃易爆場(chǎng)所的特點(diǎn)，對(duì)接地技術(shù)提出了更高的要求。現(xiàn)階段，接地技術(shù)推陳出新，相繼出現(xiàn)了防腐離子接地體、防腐長(zhǎng)效降阻接地極、電解地極、銅包鋼接地棒、純銅接地棒、接地模塊等。雖然這些新的接地技術(shù)有著傳統(tǒng)接地技術(shù)不可比擬的勢(shì)，但是這些接地技術(shù)都有個(gè)相同點(diǎn)，在突然中雷電流泄放時(shí)都存在著火花效應(yīng)，因此，各個(gè)接地體之間應(yīng)該相互屏蔽，使沖擊電流流散條件變壞。在易燃易爆場(chǎng)所布置接地裝置時(shí)，主要被保護(hù)的設(shè)備和設(shè)施附近必須布置接地極，這樣就避免了雷電對(duì)保護(hù)物的二次反擊。

5.4接地裝置的防腐蝕

傳統(tǒng)的防腐蝕技術(shù)般采用鋼熱鍍鋅，接頭焊接處加瀝青涂敷，這種方式雖然在定程度上防止了腐蝕，但是在土壤中不能長(zhǎng)時(shí)間保持不被腐蝕，甚至?xí)霈F(xiàn)接地體斷線以及其他連接線斷開(kāi)等情況。如果接地體中大量采用銅材和接地模塊，防雷、防靜電和電氣設(shè)備接地的被保護(hù)體會(huì)失去電子被腐蝕。因此，在進(jìn)行接地裝置防腐蝕工程中，應(yīng)該對(duì)當(dāng)?shù)氐耐寥狼檫M(jìn)行調(diào)研，盡量選用鈦合金的防腐蝕材料。

6安科瑞故障電弧探測(cè)器

1 概述

故障電弧探測(cè)器（以下簡(jiǎn)稱探測(cè)器）對(duì)接入線路中的故障電?。òü收喜⒙?lián)電弧故障串聯(lián)電弧）進(jìn)行有效的檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到線路中存在引起火災(zāi)的故障電弧時(shí)，可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的聲光報(bào)警，并將報(bào)警信息傳輸給上端監(jiān)控設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)預(yù)警火災(zāi)發(fā)生的目的。

2產(chǎn)品選型

3 功能

6.3.1 故障電弧檢測(cè)

故障電弧探測(cè)器對(duì)接入線路中的故障電?。òü收喜⒙?lián)電弧、故障串聯(lián)電弧）進(jìn)行有效的檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到線路中存在引起火災(zāi)的故障電弧時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。出廠默認(rèn)電流保護(hù)設(shè)定值為2.5A，聯(lián)動(dòng)DO開(kāi)關(guān)打開(kāi)。

6.3.3自檢功能

探測(cè)器具備自檢功能，在主界面下長(zhǎng)按/自檢鍵，系統(tǒng)將進(jìn)入自檢狀態(tài)，查看設(shè)備是否完好。

6.3.4 消音功能

在報(bào)警狀態(tài)下，長(zhǎng)按消音鍵，探測(cè)器報(bào)警聲音消除。

6.3.5 報(bào)警復(fù)位（解除報(bào)警）

當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，可通過(guò)長(zhǎng)按復(fù)位解除報(bào)警；如果在進(jìn)行復(fù)位操作后未排除報(bào)警故障，探測(cè)器將再次進(jìn)入故障報(bào)警狀態(tài)。

6.3.6 集中監(jiān)控

集中監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)RS485，接受現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)及控制指令。采用Modbus-RTU 協(xié)議通訊，通訊距離為500米，同鏈路可監(jiān)控32臺(tái)探測(cè)器。

7結(jié)語(yǔ)

易燃易爆場(chǎng)所直都是火災(zāi)發(fā)生的高危地帶，易燃易爆物質(zhì)的大量增加并沒(méi)有使得存放易燃易爆物質(zhì)的場(chǎng)所的安全性得到很大的提高。本文以油氣生產(chǎn)場(chǎng)所的電氣防火為例，從防火間距、電氣設(shè)計(jì)、電氣安裝、防雷、防腐蝕等幾大因素展開(kāi)討論制定了～系列消防安全對(duì)策，對(duì)我加強(qiáng)易燃易爆場(chǎng)所的電氣防火消防安全管理、制定合理的滅火預(yù)案具有重大的意義。

參考文獻(xiàn):

1.廈門市工安消防支隊(duì) 施華杰，易燃易爆場(chǎng)所電氣防火探討。2014.07

2.安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2019.11版