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,對國民經濟的穩定與發展有著重要的意義。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,遇到潮濕環境極易對銅及銅合金造成氧化銹蝕,對倉內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時產生的粉塵也會對電氣開關、檢測元件等設備產生影響,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,提高系統的安全性和可靠性。本文從糧倉的動力配電系統、倉內照明系統、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

配電系統的選擇關系到糧倉的正常運行,是保障糧倉安全的重要環節。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、軸流風機系統、皮帶輸送系統、通風系統、谷物冷卻系統、糧情檢測系統等。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,在保證安全的基礎上設計電力系統。在確定可能的最大用電負荷時,要根據不同的用電設備、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]將來的發展,導線的截面選擇一般應留有適當的余量。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配電系統的接地保護糧倉電力系統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設在進戶的動力配電箱及照明配電箱內,重復接地采用40mm×4mm鍍鋅扁鋼與基礎接地鋼筋可靠焊接后,在箱內設接線板,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.倉內照明系統

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

2.1燈具選擇糧倉內部環境屬于爆炸性粉塵危險區域,根據《可燃性粉塵環境用電氣設備第1部分:用外殼和限制表面溫度保護的電氣設備第1節:電氣設備的技術要求》GB12476.1—2000的規定,照明系統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構,防護等級為IP65,外殼材質采用鑄鋁合金、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生。

2.2照明線路糧倉內部的照明線路應選用鋼管,導線敷設于鋼管內。鋼管的接頭應使用鐵質過渡盒,不能采用PVC材質。同時,鎖母也應使用鐵質材料,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。糧倉的結構決定了通常情況下,燈具是安裝在糧倉內的大梁上,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范的要求。管線進出糧倉必須考慮到糧食倉庫屋面的結構形式,不得破壞糧食倉庫屋面的結構,可以在施工時配合土建項目的施工,做好預留工作及后續的保護工作。

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和感應雷擊防御系統兩部分。

3.1直接雷擊防御系統直接雷擊防御系統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,裝設網格不小于20m×20m的避雷帶做接閃器,利用建筑物柱內2根直徑不小于12mm的主筋作引下線,將基礎內2根直徑不小于12mm的鋼筋焊接成環形做接地體,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感應雷擊防御系統感應雷擊防御系統是為了降低雷擊時的沖擊電位差和電磁脈沖。當雷電發生時,在電網中因雷擊會引起暫態過電壓,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、電子地中衡以及計算機局域網耐壓級別較低,感應雷電脈沖對這些設備破壞作用極大。

3.2.1電源系統和信息系統分級保護雷電及其他瞬態浪涌沖擊現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,通過其優良的非線性伏安特性,來實現抑制暫態過電壓。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。當出現暫態過電壓時,模塊呈低阻抗特性,使暫態過電流迅速泄放,抑制暫態過電壓,維持電壓穩定。結構如圖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,壓力將迅速地增加,可能超過特定結構的強度,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,這樣就產生了引爆現象(二次爆炸)。如果以下條件同時滿足,就會發生糧食粉塵爆炸:(1)粉塵處于懸浮狀態,并存在支持燃燒的環境,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;(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生,降低糧倉內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)盡量避免糧倉內電氣設備的短路現象;(4)合理配置通風系統,配合倉內的通風除濕,降低倉內的溫度。

5.結語

由于國家儲備糧庫的特殊地位,決定了它的安全生產關系著國家財產安全和社會穩定,因此,在進行電氣設計時必須要從安全的角度出發,進行有針對性的設計,確保國家財產的安全和人民生命財產的安全。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。