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石油庫的電氣設計

發(fā)布時(shí)間：

2024-06-19 09:54

引言

隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展,車(chē)輛不斷增多,汽柴油、燃料油等需求量大幅度增長(cháng),石油庫的建設將成為我國建設業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。石油庫是儲存易燃易爆的油品及化工產(chǎn)品的場(chǎng)所, 其設計和施工具有特殊要求。為保證工程質(zhì)量, 有效地預防安全事故, 根據GB 50074-2002《石油庫設計規范》中電氣設計和施工相關(guān)條文,就石油庫的電氣設計談些粗淺看法。

1、爆炸危險區域的劃分

石油氣是一種混合烴類(lèi)爆炸性氣體混合物。有鑒于此,我國國家規范《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規范》(GB50058一92)以及《石油庫的設計規范》(GB50074一2002)對石油庫的爆炸危險區域劃分及爆炸危險區域內的電氣設計進(jìn)行了嚴格規定。根據國家《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規范》(GB50058一92)的相關(guān)規定,爆炸危險區域劃分應按釋放源級別和通風(fēng)條件確定。按釋放源的級別劃分區域:A.存在連續級釋放源的區域,可劃為0區;B.存在第一級釋放源的區域可劃為1區;C.存在第二級釋放源的區域可劃為2區。

根據《石油庫的設計規范》(GB50074一2002)的相關(guān)規定,可以對石油庫的爆炸危險區域劃分為:庫區卸油泵房,鐵路棧橋火車(chē)卸油口上方半徑1.5m內及設置露天的汽、柴油貯罐上安全閥放散口3m為半徑的空間為2區。

2、用電負荷及負荷等級的確定

油庫的用電負荷主要包括:卸油泵房用電負荷為125kw、發(fā)油臺用電負荷為100kw、消防泵房用電負荷為350kw。

根據《石油庫的設計規范》中第14.1.1條規定,石油庫輸油作業(yè)的供電負荷等級為三級,石油庫的消防泵房用電負荷等級為二級。

3、供配電設計

根據(供配電系統設計規范》(GB5o052一一95)規定,本工程在庫區內設10/0.4kV變電站1座,根據負荷計算選用1臺500kVA配電變壓器作為正常供電電源,由于油庫消防用電為二級負荷,其余負荷屬于三級負荷。因此庫區低壓供電系統多采取單母線(xiàn)分段結線(xiàn)方式,將消防負荷、事故照明負荷置于應急母線(xiàn)一段,其余負荷置于正常母線(xiàn)段一邊,一旦市區停電,消防負荷可以得到應急電源的供電保障。庫區用電電源引至庫區變電所,供電電壓三相四線(xiàn)380/22OV雙回路供電,一主一備,自動(dòng)切換,采用柴油發(fā)電機組作為應急(備用)電源。從安全和節省投資的角度考慮,庫區變配電站(包括高、低壓配電室,變壓器室以及發(fā)電機房)一般設置在遠離爆炸危險環(huán)境的上風(fēng)向區域,并且靠近消防泵房。

此外,按《化工企業(yè)供電設計技術(shù)規定》(HG/T20664--1990)行業(yè)標準的應急柴油發(fā)電機容量選擇條件,為了減小柴油發(fā)電機容量,設計時(shí)對90kW消防泵采用了軟啟動(dòng)器。三相電機在起動(dòng)過(guò)程中一般要求起動(dòng)電流不要太大,以免電網(wǎng)產(chǎn)生較大的壓降,同時(shí)產(chǎn)生足夠大的啟動(dòng)轉矩,從而使電機很快啟動(dòng)運轉。軟啟動(dòng)器是一種啟動(dòng)鼠籠型異步電動(dòng)機的新裝備,它可以使啟動(dòng)電流以恒定的斜率平穩上升,對電網(wǎng)無(wú)沖擊,啟動(dòng)電流不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響。軟啟動(dòng)器是電力電子技術(shù)的綜合體,體現了強電與弱電結合的控制技術(shù)。在軟啟動(dòng)器中,三相電源與被控電機之間串人三相反并聯(lián)晶閘管,利用晶閘管移相控制原理,啟動(dòng)時(shí)使晶閘管的導通角從零度逐漸前移,電動(dòng)機的端電壓也從零逐漸上升至滿(mǎn)足啟動(dòng)轉矩要求,保證啟動(dòng)成功。

實(shí)踐證明,采用軟啟動(dòng)器起動(dòng)方式作為大功率電機的啟動(dòng)方法是較為理想的,因此應選用軟啟動(dòng)方式,投入運行后效果較好。

生產(chǎn)負荷的供電，一般有變配電室低壓配電屏直接放射式供電。同時(shí)根據生產(chǎn)工藝流程的需要，設計者還需對消防水泵與消防穩壓泵的電氣聯(lián)鎖及卸油泵等做專(zhuān)門(mén)的控制線(xiàn)路設計,一些設備不僅在配電室、生產(chǎn)現場(chǎng)需要設置起停按鈕,還需在控制室設置緊急停車(chē)按鈕,以防止意外事故的發(fā)生。

4、危險場(chǎng)所電動(dòng)配線(xiàn)的選用及敷設方式

根據《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規范》(GB50058一92)規定,對于爆炸危險場(chǎng)所的電動(dòng)配線(xiàn)來(lái)說(shuō),選用銅芯導線(xiàn)或電纜在機械強度上比鋁芯高,不易造成斷線(xiàn),亦可減少產(chǎn)生電火花的可能性。所以在選擇低壓電力、照明線(xiàn)路用的絕緣導線(xiàn)和電纜的額定電壓時(shí)必須不低于工作電壓,且不應低于500v。在1區及2區內應采用阻燃銅芯電纜。因為阻燃電纜是難以著(zhù)火并具有防止或延緩火焰蔓延能力的電纜。阻燃電纜在絕緣層和護套層增添了阻燃材料,使電纜在火中不會(huì )燃燒,在外部火源消失的情況下,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間會(huì )自熄。由于油氣一般比空氣重,易于向低洼處流動(dòng)和積聚,所以電線(xiàn)路應在較高處敷設或直接埋地。當采用電纜溝敷設時(shí),溝內充砂并設置有效的排水措施。

5、電纜敷設的防火措施

電纜在下列情況下敷設時(shí),應采取防火封堵措施:

(l)電纜穿越不同的防火分區;

(2)電纜隧道、電纜溝、電纜間的隔墻處;

(3)穿越耐火極限不小于lh的隔墻處;

(4)穿越建筑物的外墻處;

(5)至建筑物的入口處,或至配電間、控制室的溝道入口處;

(6)電纜引至電氣柜、盤(pán)或控制屏、臺的開(kāi)孔部位。電纜防火封堵可根據不同情況分別采用防火膠泥、耐火隔板、填料阻火包、防火帽等方法。電纜防火封堵的構成方式和方法,還應滿(mǎn)足按等效工程條件下標準試驗的耐火極限。

6、泵類(lèi)、風(fēng)機、照明設計

6.1 連續輸送同一種油品的油泵, 當同時(shí)操作的油泵不多于3 臺時(shí), 可設1 臺備用泵; 當同時(shí)操作的油泵多于3 臺時(shí), 備用泵不應多于2 臺。經(jīng)常操作但不連續運轉的油泵不宜單獨設置備用泵, 可與輸送性質(zhì)相近油品的油泵互為備用或共設1 臺備用泵。不經(jīng)常操作的油泵, 不應設置備用油泵。油泵機組單排布置時(shí), 電動(dòng)機端部至墻( 柱)的凈距, 不宜小于1. 5 m。相鄰油泵機組機座之間的凈距, 不應小于較大油泵機組機座寬度的1. 5倍。油氣一般比空氣重, 易于在低洼處流動(dòng)和積聚, 故規定變配電間的地坪應高出油泵房的室外地坪0. 6 m。配電間的地坪應高于油泵房室外地坪0. 6 m。

6.2 在爆炸危險區域內, 風(fēng)機、電機等所有活動(dòng)部件應選擇防爆型, 其構造應能防止產(chǎn)生電火花。機械通風(fēng)系統應采用不燃燒材料制作。風(fēng)機應采用直接傳動(dòng)或聯(lián)軸器傳動(dòng)。風(fēng)管、風(fēng)機及其安裝方式均應采取導靜電措施。

6.3 一、二、三級石油庫的消防泵站是比較重要的場(chǎng)所, 如不設事故照明電源, 照明電源突然停電,會(huì )給消防泵的操作帶來(lái)困難。因此石油庫應設不少于20 min 的事故照明電源。燈具和開(kāi)關(guān)插座在爆炸危險區時(shí), 應采用防爆措施。

7、建筑物及油罐區防雷防靜電接地設計

根據2000年版《建筑物防雷設計規范》（GB50057---94）的規定,石油庫具有爆炸危險的建筑物屬于第二類(lèi)防雷建(構)筑物。因此,鋼筋混凝土屋面的變配電所、卸油泵房、消防泵房等建筑物可在其屋面裝設避雷帶和避雷針作為防雷保護,利用建筑物柱內鋼筋作為引下線(xiàn),上端與屋面避雷帶牢固焊接;下端引出柱外,以作測量接地電阻及接人工接地極用。油庫的變壓器中性點(diǎn)接地、供電系統的保護接地以及建筑物防雷接地共用接地裝置,并用熱鍍鋅扁鋼將各單體接地系統連接起來(lái),形成庫區接地網(wǎng),其接地電阻要求不大于4歐。

根據《石油庫設計規范》(GB50074一002)的規定,對裝有阻火器的地上固定鋼油罐的頂板厚度等于或大于4mm,可不設避雷針。故對壁厚大于4mm的固定鋼油罐采用直接接地式防直擊雷;對浮頂油罐采取了將浮頂與罐體用2根導線(xiàn)做電氣連接。浮頂油罐連接用25mm²時(shí)的軟銅復鉸線(xiàn)連接,且接地點(diǎn)不少于兩處,接地點(diǎn)間距不宜大于30m。

所有的油罐、工藝管道、閥蘭、汽車(chē)油罐車(chē),均應作防靜電接地裝置,地上或管溝敷設的輸油管線(xiàn)的始端、末端、分支處以及直線(xiàn)段每隔200一300米處,應設置防靜電和防感應雷的接地裝置。輸油管道的防靜電裝里可與防感應雷的接地裝置合用,接地電阻不宜大于30歐,接地點(diǎn)宜設在固定墩(架)處。在泵房的門(mén)外、儲罐的上罐扶梯入口處、裝卸作業(yè)區內操作平臺的扶梯人口處甲、乙、丙A類(lèi)油品(原油除外)作業(yè)場(chǎng)所設置消除人身靜電裝置。

結束語(yǔ)

石油庫的電氣設計涉及多個(gè)專(zhuān)業(yè)和單位,如何結合工程實(shí)際情況,既能滿(mǎn)足規范要求文能吸收國內外先進(jìn)的經(jīng)驗和做法,在充分發(fā)揮工程效益的同時(shí),又能最大限度地保障其安全性是非常值得認真研究的課題。

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