散糧筒倉(cāng)電氣設(shè)計(jì)安全問題及措施
時(shí)間:2022-07-19 11:36:19
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興建國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù),作為國(guó)家解決糧食安全問題的一個(gè)重要措施,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(cāng)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(chǔ)糧的過(guò)程中,需要定期或不定期的使用藥劑對(duì)倉(cāng)內(nèi)糧食進(jìn)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(duì)銅及銅合金造成氧化銹蝕,對(duì)倉(cāng)內(nèi)電器設(shè)備的使用和維護(hù)造成影響。同時(shí),糧食本身及進(jìn)出倉(cāng)作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的粉塵也會(huì)對(duì)電氣開關(guān)、檢測(cè)元件等設(shè)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(huì)引發(fā)燃燒或爆炸。因此,在糧倉(cāng)的電氣設(shè)計(jì)時(shí),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(cāng)的動(dòng)力配電系統(tǒng)、倉(cāng)內(nèi)照明系統(tǒng)、防雷設(shè)計(jì)以及防塵防爆幾個(gè)方面入手,從設(shè)計(jì)角度來(lái)探討糧倉(cāng)的電氣安全問題。
1.動(dòng)力配電系統(tǒng)
配電系統(tǒng)的選擇關(guān)系到糧倉(cāng)的正常運(yùn)行,是保障糧倉(cāng)安全的重要環(huán)節(jié)。糧倉(cāng)的用電設(shè)備主要分固定設(shè)備和移動(dòng)設(shè)備兩種。固定用電設(shè)備有照明系統(tǒng)、軸流風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、皮帶輸送系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、谷物冷卻系統(tǒng)、糧情檢測(cè)系統(tǒng)等。移動(dòng)設(shè)備有移動(dòng)式裝倉(cāng)機(jī)、扒糧機(jī)、移動(dòng)式膠帶輸送機(jī)及打包機(jī)等。
1.1用電負(fù)荷的確定首先確定用電設(shè)備的分類及使用情況,如表1所示。配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮用電設(shè)備的運(yùn)行情況,在保證安全的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)。在確定可能的最大用電負(fù)荷時(shí),要根據(jù)不同的用電設(shè)備、不同的使用時(shí)間,充分考慮使用時(shí)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(cāng)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(yīng)在詳細(xì)計(jì)算后確定。為保證電纜的實(shí)際工作溫度不超過(guò)允許值,電纜按發(fā)熱條件的允許長(zhǎng)期工作電流(即載量)不應(yīng)小于線路計(jì)算電流??紤]將來(lái)的發(fā)展,導(dǎo)線的截面選擇一般應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗔?。?duì)于電纜種類,地面上明敷設(shè)的可以采用聚氯乙烯絕緣電力電纜。配電室到糧倉(cāng)的電纜由于需要在地下暗敷設(shè),暗敷設(shè)的電纜必須穿鋼套管,不能直接敷設(shè)。因?yàn)榧Z倉(cāng)中間的地面需要硬化,滿足以后的交通等功能,可能會(huì)通過(guò)大型車輛,所以直接敷設(shè)于地下是不允許的,也不建議采用電纜溝敷設(shè)。
1.3配電系統(tǒng)的接地保護(hù)糧倉(cāng)電力系統(tǒng)的接地保護(hù)是為了保證在特殊情況下的安全,電源總箱做重復(fù)接地。重復(fù)接地及保護(hù)接地系統(tǒng)設(shè)在進(jìn)戶的動(dòng)力配電箱及照明配電箱內(nèi),重復(fù)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(shè)接線板,重復(fù)接地線及保護(hù)接地線與接線板可靠壓接,接地電阻≤4Ω。倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的照明設(shè)備、鋼穿線管、軸流風(fēng)機(jī)等都采取了接地保護(hù)措施。移動(dòng)用電設(shè)備的使用是糧倉(cāng)用電的重要組成部分,主要供應(yīng)移動(dòng)式裝倉(cāng)機(jī)、扒糧機(jī)、移動(dòng)式膠帶輸送機(jī)及打包機(jī)等使用,因此也需要做良好的接地保護(hù)。
2.倉(cāng)內(nèi)照明系統(tǒng)
糧倉(cāng)的照明系統(tǒng)分倉(cāng)內(nèi)照明與庫(kù)區(qū)照明,本文主要討論的是倉(cāng)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(cāng)通常狀態(tài)下會(huì)有大量庫(kù)存,所以防止電器發(fā)生火災(zāi)是一個(gè)重要指標(biāo),而保護(hù)糧倉(cāng)內(nèi)部的電器設(shè)施也是必須考慮的問題。因此,糧倉(cāng)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(cāng)內(nèi)部環(huán)境屬于爆炸性粉塵危險(xiǎn)區(qū)域,根據(jù)《可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備第1部分:用外殼和限制表面溫度保護(hù)的電氣設(shè)備第1節(jié):電氣設(shè)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(hù)等級(jí)為IP65。粉塵防爆燈具均采用塵密式外形結(jié)構(gòu),防護(hù)等級(jí)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(cāng)內(nèi)部的照明線路應(yīng)選用鋼管,導(dǎo)線敷設(shè)于鋼管內(nèi)。鋼管的接頭應(yīng)使用鐵質(zhì)過(guò)渡盒,不能采用PVC材質(zhì)。同時(shí),鎖母也應(yīng)使用鐵質(zhì)材料,不能采用其他材料代替。過(guò)渡盒可以采用明敷設(shè),也可采用暗敷設(shè)。建議采用暗敷設(shè),同時(shí)應(yīng)在接線盒處設(shè)置明顯的標(biāo)記,便于檢查和維修。根據(jù)不同的情況穿導(dǎo)線的鋼管可以采用明敷設(shè),也可以采用暗敷設(shè)。
2.3安裝要求作為國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù),對(duì)安全性尤其是火災(zāi)安全要求相對(duì)較高。糧倉(cāng)的結(jié)構(gòu)決定了通常情況下,燈具是安裝在糧倉(cāng)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(yīng)設(shè)于庫(kù)外,其外殼防護(hù)等級(jí)不得低于IP55,安裝的位置和高度必須滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。管線進(jìn)出糧倉(cāng)必須考慮到糧食倉(cāng)庫(kù)屋面的結(jié)構(gòu)形式,不得破壞糧食倉(cāng)庫(kù)屋面的結(jié)構(gòu),可以在施工時(shí)配合土建項(xiàng)目的施工,做好預(yù)留工作及后續(xù)的保護(hù)工作。
3.防雷擊措施的安全設(shè)計(jì)
防雷工程通常分直接雷擊防御系統(tǒng)和感應(yīng)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(hù)建筑物及設(shè)備。在糧倉(cāng)的防雷工程設(shè)計(jì)中,在建筑物屋面用直徑不小于12mm的鍍鋅圓鋼,裝設(shè)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(dāng)直接雷擊發(fā)生時(shí),由接閃器和引下線將雷電流導(dǎo)入接地體,流向大地。同時(shí),在電網(wǎng)的高壓進(jìn)線前段加裝避雷器,當(dāng)雷電擊中架空線路時(shí),過(guò)電壓通過(guò)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(qiáng)度,減少雷擊的破壞程度。
3.2感應(yīng)雷擊防御系統(tǒng)感應(yīng)雷擊防御系統(tǒng)是為了降低雷擊時(shí)的沖擊電位差和電磁脈沖。當(dāng)雷電發(fā)生時(shí),在電網(wǎng)中因雷擊會(huì)引起暫態(tài)過(guò)電壓,感應(yīng)雷電脈沖一般都在1kV以上,而糧倉(cāng)建設(shè)工程中的糧情電子檢測(cè)系統(tǒng)、電子地中衡以及計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)耐壓級(jí)別較低,感應(yīng)雷電脈沖對(duì)這些設(shè)備破壞作用極大。
3.2.1電源系統(tǒng)和信息系統(tǒng)分級(jí)保護(hù)雷電及其他瞬態(tài)浪涌沖擊現(xiàn)象對(duì)精密電子設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備及電源造成很大危害。采用電源過(guò)電壓保護(hù)器可以利用快速響應(yīng)模塊,通過(guò)其優(yōu)良的非線性伏安特性,來(lái)實(shí)現(xiàn)抑制暫態(tài)過(guò)電壓。在正常工作時(shí),模塊呈高阻抗特性,泄漏電流很低,不影響正常工作。當(dāng)出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)電壓時(shí),模塊呈低阻抗特性,使暫態(tài)過(guò)電流迅速泄放,抑制暫態(tài)過(guò)電壓,維持電壓穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)如圖1。的,像所有的有機(jī)固體一樣,當(dāng)它以一定的濃度懸浮在空中,并被點(diǎn)燃時(shí),會(huì)迅速地爆炸和燃燒,同時(shí)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(guò)特定結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,由燃燒而引起的熱量足夠點(diǎn)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(shí)滿足,就會(huì)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(jìn)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(shè)計(jì)
針對(duì)以上粉塵爆炸的條件,只要保證幾個(gè)必要條件不滿足,就可以避免爆炸。然而在糧食的加工和運(yùn)輸過(guò)程中,粉塵本身是不可以避免的。為了滿足糧倉(cāng)的防塵防爆要求,在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí),重點(diǎn)應(yīng)放在如何減少電火花的產(chǎn)生,降低糧倉(cāng)內(nèi)部電器設(shè)備表面的溫度上??刹扇∪缦麓胧?1)當(dāng)電氣設(shè)備的工作電流較小,且其工作時(shí)表面溫升不超過(guò)糧倉(cāng)溫度時(shí),允許采用非粉塵防塵型電氣設(shè)備;(2)當(dāng)電氣設(shè)備的工作電流較大,或者其工作時(shí)表面溫升超過(guò)糧倉(cāng)溫度時(shí),應(yīng)采用粉塵防爆電氣設(shè)備。因?yàn)榉蹓m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(shè)備來(lái)代替;(3)盡量避免糧倉(cāng)內(nèi)電氣設(shè)備的短路現(xiàn)象;(4)合理配置通風(fēng)系統(tǒng),配合倉(cāng)內(nèi)的通風(fēng)除濕,降低倉(cāng)內(nèi)的溫度。
5.結(jié)語(yǔ)
由于國(guó)家儲(chǔ)備糧庫(kù)的特殊地位,決定了它的安全生產(chǎn)關(guān)系著國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)穩(wěn)定,因此,在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)必須要從安全的角度出發(fā),進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì),確保國(guó)家財(cái)產(chǎn)的安全和人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。本文從安全的角度對(duì)影響糧倉(cāng)安全的幾個(gè)主要因素進(jìn)行了分析,希望對(duì)類似工程的電氣設(shè)計(jì)提供借鑒。
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