散糧筒倉電氣設計安全問題及措施

時間:2022-07-19 11:36:19

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散糧筒倉電氣設計安全問題及措施

興建國家糧食儲備庫,作為國家解決糧食安全問題的一個重要措施,對國民經(jīng)濟的穩(wěn)定與發(fā)展有著重要的意義。所以如何保證其安全性和可靠性就成了首要問題。糧倉作為一種特殊的建筑,和普通工業(yè)與民用建筑相比,有著特殊的要求。在儲糧的過程中,需要定期或不定期的使用藥劑對倉內(nèi)糧食進行熏蒸,殺滅害蟲,而這些藥劑(如磷化鋁等)一般具有腐蝕性,遇到潮濕環(huán)境極易對銅及銅合金造成氧化銹蝕,對倉內(nèi)電器設備的使用和維護造成影響。同時,糧食本身及進出倉作業(yè)時產(chǎn)生的粉塵也會對電氣開關(guān)、檢測元件等設備產(chǎn)生影響,造成短路或接觸不良,甚至損壞。粉塵的存在,也會引發(fā)燃燒或爆炸。因此,在糧倉的電氣設計時,要格外注意防潮、防塵、防爆等要求,提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。本文從糧倉的動力配電系統(tǒng)、倉內(nèi)照明系統(tǒng)、防雷設計以及防塵防爆幾個方面入手,從設計角度來探討糧倉的電氣安全問題。

1.動力配電系統(tǒng)

配電系統(tǒng)的選擇關(guān)系到糧倉的正常運行,是保障糧倉安全的重要環(huán)節(jié)。糧倉的用電設備主要分固定設備和移動設備兩種。固定用電設備有照明系統(tǒng)、軸流風機系統(tǒng)、皮帶輸送系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、谷物冷卻系統(tǒng)、糧情檢測系統(tǒng)等。移動設備有移動式裝倉機、扒糧機、移動式膠帶輸送機及打包機等。

1.1用電負荷的確定首先確定用電設備的分類及使用情況,如表1所示。配電系統(tǒng)設計時必須要考慮用電設備的運行情況,在保證安全的基礎(chǔ)上設計電力系統(tǒng)。在確定可能的最大用電負荷時,要根據(jù)不同的用電設備、不同的使用時間,充分考慮使用時間的間隔,在保留一定裕度的情況下,確定電力系統(tǒng)的最大供電量。

1.2電纜的選擇糧倉供電電纜的安全性要求較高,電纜的種類以及電纜的橫截面應在詳細計算后確定。為保證電纜的實際工作溫度不超過允許值,電纜按發(fā)熱條件的允許長期工作電流(即載量)不應小于線路計算電流??紤]將來的發(fā)展,導線的截面選擇一般應留有適當?shù)挠嗔?。對于電纜種類,地面上明敷設的可以采用聚氯乙烯絕緣電力電纜。配電室到糧倉的電纜由于需要在地下暗敷設,暗敷設的電纜必須穿鋼套管,不能直接敷設。因為糧倉中間的地面需要硬化,滿足以后的交通等功能,可能會通過大型車輛,所以直接敷設于地下是不允許的,也不建議采用電纜溝敷設。

1.3配電系統(tǒng)的接地保護糧倉電力系統(tǒng)的接地保護是為了保證在特殊情況下的安全,電源總箱做重復接地。重復接地及保護接地系統(tǒng)設在進戶的動力配電箱及照明配電箱內(nèi),重復接地采用40mm×4mm鍍鋅扁鋼與基礎(chǔ)接地鋼筋可靠焊接后,在箱內(nèi)設接線板,重復接地線及保護接地線與接線板可靠壓接,接地電阻≤4Ω。倉庫內(nèi)的照明設備、鋼穿線管、軸流風機等都采取了接地保護措施。移動用電設備的使用是糧倉用電的重要組成部分,主要供應移動式裝倉機、扒糧機、移動式膠帶輸送機及打包機等使用,因此也需要做良好的接地保護。

2.倉內(nèi)照明系統(tǒng)

糧倉的照明系統(tǒng)分倉內(nèi)照明與庫區(qū)照明,本文主要討論的是倉內(nèi)照明。有效內(nèi)部的照明是保證生產(chǎn)作業(yè)高效、安全所必不可少的。糧倉通常狀態(tài)下會有大量庫存,所以防止電器發(fā)生火災是一個重要指標,而保護糧倉內(nèi)部的電器設施也是必須考慮的問題。因此,糧倉內(nèi)的照明燈具、照明線路、電器開關(guān)都有特殊的安全要求。

2.1燈具選擇糧倉內(nèi)部環(huán)境屬于爆炸性粉塵危險區(qū)域,根據(jù)《可燃性粉塵環(huán)境用電氣設備第1部分:用外殼和限制表面溫度保護的電氣設備第1節(jié):電氣設備的技術(shù)要求》GB12476.1—2000的規(guī)定,照明系統(tǒng)的燈具均采用防塵防爆型,防護等級為IP65。粉塵防爆燈具均采用塵密式外形結(jié)構(gòu),防護等級為IP65,外殼材質(zhì)采用鑄鋁合金、表面噴塑。透光罩為鋼化玻璃,燈具外部裝有防塵罩,可有效防止粉塵沉積,所有連接處均采取了密封措施,具有良好的防水、防塵性能,從而起到防塵防爆的作用,避免粉塵爆炸事故的發(fā)生。

2.2照明線路糧倉內(nèi)部的照明線路應選用鋼管,導線敷設于鋼管內(nèi)。鋼管的接頭應使用鐵質(zhì)過渡盒,不能采用PVC材質(zhì)。同時,鎖母也應使用鐵質(zhì)材料,不能采用其他材料代替。過渡盒可以采用明敷設,也可采用暗敷設。建議采用暗敷設,同時應在接線盒處設置明顯的標記,便于檢查和維修。根據(jù)不同的情況穿導線的鋼管可以采用明敷設,也可以采用暗敷設。

2.3安裝要求作為國家糧食儲備庫,對安全性尤其是火災安全要求相對較高。糧倉的結(jié)構(gòu)決定了通常情況下,燈具是安裝在糧倉內(nèi)的大梁上,因此只有明裝才能滿足防爆防塵的要求。防爆燈具與鋼穿線管的接線盒不能采用普通接線盒,必須要采用專用的防爆接線盒。為了安全和便于維修,燈具開關(guān)和配電箱應設于庫外,其外殼防護等級不得低于IP55,安裝的位置和高度必須滿足設計規(guī)范的要求。管線進出糧倉必須考慮到糧食倉庫屋面的結(jié)構(gòu)形式,不得破壞糧食倉庫屋面的結(jié)構(gòu),可以在施工時配合土建項目的施工,做好預留工作及后續(xù)的保護工作。

3.防雷擊措施的安全設計

防雷工程通常分直接雷擊防御系統(tǒng)和感應雷擊防御系統(tǒng)兩部分。

3.1直接雷擊防御系統(tǒng)直接雷擊防御系統(tǒng)是捕捉雷電閃擊保護建筑物及設備。在糧倉的防雷工程設計中,在建筑物屋面用直徑不小于12mm的鍍鋅圓鋼,裝設網(wǎng)格不小于20m×20m的避雷帶做接閃器,利用建筑物柱內(nèi)2根直徑不小于12mm的主筋作引下線,將基礎(chǔ)內(nèi)2根直徑不小于12mm的鋼筋焊接成環(huán)形做接地體,并將接閃器、引下線、接地體可靠焊接。當直接雷擊發(fā)生時,由接閃器和引下線將雷電流導入接地體,流向大地。同時,在電網(wǎng)的高壓進線前段加裝避雷器,當雷電擊中架空線路時,過電壓通過避雷器接入大地。采取這些措施,可以有效防止直接雷擊和削弱電壓波的強度,減少雷擊的破壞程度。

3.2感應雷擊防御系統(tǒng)感應雷擊防御系統(tǒng)是為了降低雷擊時的沖擊電位差和電磁脈沖。當雷電發(fā)生時,在電網(wǎng)中因雷擊會引起暫態(tài)過電壓,感應雷電脈沖一般都在1kV以上,而糧倉建設工程中的糧情電子檢測系統(tǒng)、電子地中衡以及計算機局域網(wǎng)耐壓級別較低,感應雷電脈沖對這些設備破壞作用極大。

3.2.1電源系統(tǒng)和信息系統(tǒng)分級保護雷電及其他瞬態(tài)浪涌沖擊現(xiàn)象對精密電子設備和計算機設備及電源造成很大危害。采用電源過電壓保護器可以利用快速響應模塊,通過其優(yōu)良的非線性伏安特性,來實現(xiàn)抑制暫態(tài)過電壓。在正常工作時,模塊呈高阻抗特性,泄漏電流很低,不影響正常工作。當出現(xiàn)暫態(tài)過電壓時,模塊呈低阻抗特性,使暫態(tài)過電流迅速泄放,抑制暫態(tài)過電壓,維持電壓穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)如圖1。的,像所有的有機固體一樣,當它以一定的濃度懸浮在空中,并被點燃時,會迅速地爆炸和燃燒,同時以光和熱的形式釋放能量。在特定的容積內(nèi),壓力將迅速地增加,可能超過特定結(jié)構(gòu)的強度,由燃燒而引起的熱量足夠點燃其它的懸浮粉塵,或右壓力波而造成懸浮粉塵,這樣就產(chǎn)生了引爆現(xiàn)象(二次爆炸)。如果以下條件同時滿足,就會發(fā)生糧食粉塵爆炸:(1)粉塵處于懸浮狀態(tài),并存在支持燃燒的環(huán)境,如空氣;(2)粉徑很小,能夠進行燃燒;(3)懸浮狀的粉塵濃度在爆炸范圍內(nèi);(4)粉塵懸浮物與有足夠的可燃源接觸。

4防塵防爆安全設計

針對以上粉塵爆炸的條件,只要保證幾個必要條件不滿足,就可以避免爆炸。然而在糧食的加工和運輸過程中,粉塵本身是不可以避免的。為了滿足糧倉的防塵防爆要求,在進行電氣設計時,重點應放在如何減少電火花的產(chǎn)生,降低糧倉內(nèi)部電器設備表面的溫度上??刹扇∪缦麓胧?1)當電氣設備的工作電流較小,且其工作時表面溫升不超過糧倉溫度時,允許采用非粉塵防塵型電氣設備;(2)當電氣設備的工作電流較大,或者其工作時表面溫升超過糧倉溫度時,應采用粉塵防爆電氣設備。因為粉塵和可燃性氣體的爆炸原理存在差別,所以不能用氣體防爆設備來代替;(3)盡量避免糧倉內(nèi)電氣設備的短路現(xiàn)象;(4)合理配置通風系統(tǒng),配合倉內(nèi)的通風除濕,降低倉內(nèi)的溫度。

5.結(jié)語

由于國家儲備糧庫的特殊地位,決定了它的安全生產(chǎn)關(guān)系著國家財產(chǎn)安全和社會穩(wěn)定,因此,在進行電氣設計時必須要從安全的角度出發(fā),進行有針對性的設計,確保國家財產(chǎn)的安全和人民生命財產(chǎn)的安全。本文從安全的角度對影響糧倉安全的幾個主要因素進行了分析,希望對類似工程的電氣設計提供借鑒。