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事故風機配電系統電氣設計 事故風機供電電源

0 概述

  石油化工等產生大量有毒、爆炸危險氣體或粉塵的場所設置的事故通風系統,有時雖然很少使用或沒有使用,但因其預防作用,是安全生產的一項必要措施,其重要性毋庸置疑。但目前設置的事故風機,在供電電源、運行方式及過載保護方式等方面存在爭議。事故風機供電電源是否采用消防電源、采用哪種聯動方式來停運風機、是否過載保護或發出報警信號等問題尚無明確規定。不僅使得設計和審圖人員無規可依,各執一詞,也給施工帶來了混亂和極大的安全隱患。

1 事故通風系統設置

  依據GB50019-2015第6.4.1條和SH/T3004-2011第4.4.1條規定:可能突然產生大量有害氣體或爆炸危險性氣體的建筑物,應設事故通風系統。這里需要說明是,設置事故通風的前提是“可能突然產生大量有害氣體或爆炸危險性氣體的生產廠房”。

  所謂“可能突然產生”,依據GB50058-2014第3.2.3條第3款和第3.2.1條第3款:2區應為在正常運行時不太可能出現爆炸性混合氣體混合物的環境,或即使出現也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環境,其爆炸危險區域劃分詳見表1。

爆炸危險區域劃分

  石油化工行業在生產中大多數情況屬于此類,所以對于有毒氣體和甲、乙類2區爆炸危險區域的廠房,必須按照SH3004—2011石油化工采暖通風與空氣調節設計規范規定設置事故通風。石油化工的變、配電所,電子信息系統主機房,中央控制室設置的氣體滅火系統,依據GB50370-2005第6.0.4條,防護區應設置事故風機,此為災后事故通風。

2 事故風機供電電源

  有關事故風機的供電電源,依據《全國民用建筑工程設計技術措施-暖通空調》(2009版)第4.4.1條第2款和DGJ08-74-2004第4.2.5條規定,事故風機應采用防爆型,并應由消防供電。所以很多設計人員,包括審圖公司都要求事故風機供電按消防負荷等級來設計,此做法在石油化工系統中極其常見。依據SH/T3004-2011第4.4.11條,事故風機供電可靠性等級應與工藝等級相同,而對于石油化工中大多數諸如聚氯乙烯、苯乙烯等工藝設備均為二級負荷。同時,依據GB50160—2015第9.1.1條,消防應為一級負荷供電。加之,不管是有毒有害、爆炸危險氣體的事故風機,還是災后排煙、通風的事故風機,都未參與火災消防救援工作,應詳細分析事故風機供電負荷等級和消防負荷等級,做到科學合理。另外,《全國民用建筑工程設計技術措施-暖通空調》(2009版)第12.6.18條第2款規定,事故通風設施應獨立設置。綜上所述,事故風機應等同于工藝設備負荷等級設置,屬于重要負荷,當其同時被賦予消防功能時又需滿足消防負荷。基于事故風機的獨立性,其供電電源不能像工藝設備一樣由單體建筑物的配電箱(柜)的二級負荷設置,而應等同于消防設備,采用放射式配電方式,由石油化工變、配電所提供的雙回路電源直接進行供電。

3 事故風機運行方式

  對于可能突然產生大量有害氣體或爆炸危險性氣體的建筑物,自控專業設置有毒氣體或可燃氣體探測器。依據GB50019—2015第6.4.6條和SH/T3004-2011第4.4.9條:設置有毒氣體或可燃氣體檢測、報警裝置時,事故通風機應與其聯鎖;災后的事故風機,則必定在滅火后才會投入使用,故對配電線路也提出特別要求,以避免其在火災后癱瘓不能投運。由GB50016—2014第10.1.6條,為了保證消防設備供電的可靠性,消防員到達火場滅火時,一般要先切斷一般正常供電電源。但如上所述,兩者情況下設置的事故風機均為重要負荷,而前者諸如石油化工的重要工藝設備負荷,雖不屬消防用電,但斷電會造成較大的經濟損失,在石油化工上不會執行切斷一般正常電源的規定。所以,有毒氣體或可燃氣體的事故風機火災時不能采用FAS聯動控制通過分勵脫扣器使斷路器跳閘來停運。應該通過二次控制回路來停運;災后的事故風機,依據GB50116-2013第4.4.3條:氣體滅火控制器直接聯系火災探測器時,氣體滅火系統的自動控制方式第3款:關閉防護區域的送(排)風機及送(排)風閥門并停止通風和空氣調節系統,以及關閉設置在該防護區的電動防火閥。所以災后風機宜按分勵脫扣斷路器跳閘來停運,這也滿足《全國民用建筑工程設計技術措施-暖通空調》(2009版)第11.7.6條要求。此外,依據GB50019-2015第6.4.7條和SH/T3004-2011第4.4.11條規定:事故通風的通風應分別在室內及靠近外門外墻上設置電氣開關,其目的在于,一旦發生緊急事故時,便于其立即投入運行。

4 事故風機過載保護

  爆炸性氣體環境中設置的事故通風機、用于有害氣體排放的事故風機和消防滅火的災后排煙或通風的事故風機,因其均為重要非消防負荷,依據GB50054-2011第6.3.6條:過負荷斷電將引起嚴重后果的線路,其過負荷保護不應切斷線路,可作用于信號,例如消防水泵、旋轉電機的勵磁回路、起重電磁鐵的供電回路、電路互感器的二次回路等。對于災后的事故風機,其目的在于快速有效地進行排煙或通風以便保證人身安全;而有毒有害或爆炸危險氣體設置的事故風機,鑒于爆炸危險環境防爆電氣設計的目的,理應采取各種措施,既能降低爆炸性氣體混合物達到爆炸極限的可能性,又能避免達到爆炸極限時產生新的引爆源。所以為了確保安全,應使過載保護動作于信號,這是個“量害取其輕”的問題。所以事故風機,應采用“電機過載堅持運行,并發出報警信號”的保護方式。

5 結論

  事故風機的設置保證了人身和場所安全,快速處理事故并盡快恢復系統正常運行,對此,只有在電氣設計和審圖中明確事故風機的供電電源、運行方式及過載保護,這樣才能使工藝、暖通、電氣、自控專業設計做到規范統一、造價合理、使用安全,方能使得事故風機發揮其重要作用。

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