石油天然氣站場中六氟化硫電氣設備室的通風設計

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

石油天然氣站場中六氟化硫電氣設備室的通風設計

張維娜

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

六氟化硫電氣設備室的通風包括兩方面，一方面是排除SF6氣體的正常通風及事故通風，另一方面是排除火災后煙氣的事故通風系統。SF6比空氣重，排除方式主要采用下部排風，火災后煙氣采用屋頂風機排除。

六氟化硫；電氣設備；通風設計

1 六氟化硫的性質和危害

SF6是一種性能優良的氣體絕緣與滅弧介質，廣泛應用于電氣設備中。石油天然氣站場建設中，經常有使用SF6做絕緣介質的電氣設備房間，如GIS室等。純的SF6是一種無色、無味、無臭、無毒的不可燃、可壓縮的液化惰性氣體。其化學性質極為穩定，微溶于水，分子量是140（密度約為空氣的4.86倍）。在生產SF6氣體時會伴隨有多種有毒氣體產生，并會混入產品氣中。SF6在電氣設備中經電暈、火花發電及高電壓大電流電弧的作用下，由于雜質的存在（尤其是水分的存在）使SF6氣體中產生多種由硫、氟、氧、氫、碳元素組成的化合物，其中相當部分具有腐蝕性，刺激性和毒性。這些有毒有害氣體的存在，不僅會使電氣設備的性能劣化，而且會危害運行檢修人員的人身安全。

2 六氟化硫電氣設備室的通風設計

為了避免工作人員中毒事故的發生，SF6電氣設備室應設置機械通風。排除SF6的機械通風分為正常通風和事故通風，除此以外，SF6電氣設備室還應設置排除火災后煙氣的事故通風裝置，用于排除火災被撲滅后室內殘余的煙氣。

下面以某儲氣庫工程為例，簡述GIS室（含有SF6氣體絕緣設備）的通風設計。

2.1 排除SF6的正常通風

參照《火力發電廠采暖通風與空氣調節設計技術規程》及《火力發電廠及變電所供暖通風空調設計手冊》規定，SF6電氣設備室正常運行時通風次數不少于2次/小時。

排風采用軸流風機，排風口設在房間下部（軸流風機吸風口下緣距室內地面100～200mm）。軸流風機室內部分設鐵絲防護網，室外部分接出風彎管直接排放，但應考慮排放地點為無人員停留或無人經常通行處。

進風采用自然進風，在外墻上部設防雨百葉窗。進風百葉窗的有效面積應保證風速不大于2.5m/s。進風百葉窗位置應避免與上部的排風機氣流短路。

2.2 排除SF6的事故通風

根據規范規定，SF6電氣設備室應設置事故通風。事故通風次數不少于4次/小時。

由于事故狀態時，外逸的有害氣體成分復雜，大多數比空氣重，只有一種氟化氫氣體比空氣輕，會上升到上部空間，但很快會反應生成SF6分子下沉到室內下部。所以，排風仍以房間下部為主，為安全起見，兼顧上部排風。

本次設計中事故通風系統為房間上部設屋頂風機，下部設軸流風機。

事故排風由經常使用的下部排風系統和上部排風系統共同保證。

2.3 火災后的排煙通風量

根據《35kV～110kV變電站設計規范》規定：SF6電氣設備室應設置不少于10次/小時的事故排煙通風量。排煙通風機設計為屋頂風機。

綜上所述，GIS室的通風平面圖如圖1所示：

3 其它需說明的問題

3.1 《工業企業設計衛生標準》及《35kV～110kV變電站設計規范》中規定：“室內空氣中SF6的含量不得超過6000mg/m3，……”，但不論正常運行還是事故狀態，SF6的散發量很難估算，因此無法準確計算空氣中氣體濃度，只能以換氣次數確定通風量。

3.2 SF6電氣設備室應設氣體檢測和聯鎖報警裝置，并與排除SF6的通風機聯鎖。同時還需設置火災探測及報警裝置，發生火災時自動切斷所有風機電源。排除火災后煙氣的通風機不需聯鎖，只手動開啟。

3.3 寒冷地區或嚴寒地區，冬季氣溫很低，為防止室內溫度過低，可以采用電動聯鎖百葉窗，與風機聯動開啟。在極端天氣時可以關閉一定數量的百葉窗，保證室內環境清潔，電氣設備安全運行。

3.4 關于進風百葉窗的位置，《火力發電廠及變電所供暖通風空調設計手冊》中推薦的做法是：進風百葉窗設在房間外墻的下部，底部距室外地坪應大于300mm。由于正常排風的風機也在房間下部，容易造成短路。為了氣流組織更有效，本次設計在房間外墻上部設防雨百葉窗，形成上進下出的氣流走向。

圖1

3.5 進風百葉窗的設置可適當減少。正常通風時，屋頂的排煙通風機及SF6的事故通風機均處于停運狀態，其在負壓下均可作為進風孔隙。按SF6的正常通風量計算百葉窗的有效面積即可。

3.6 規范中對事故排風中上部或下部各排除多少次沒有做硬性規定，只規定總的通風次數不少于4次/小時，至于下部和上部分別是幾次，由設計人自行確定。根據其散發有害物的密度，本次設計中事故通風量的2/3在房間下部，1/3在房間上部。

結語

SF6電氣設備室的通風主要分為兩套系統，SF6氣體的正常通風與事故通風系統、火災后的排煙系統，兩套系統均不能省略也無法合并，但其中的個別風機（屋頂風機）可以共用。排風機應與SF6氣體檢測和報警裝置聯鎖，排風機的運行或故障狀態信號應上傳至中央控制室。

[1]GB50019—2003，采暖通風與空氣調節設計規范[S].

[2]DL/T5035—2004，火力發電廠采暖通風與空氣調節設計技術規程[S].

[3]GB50059—2011，35kV～110kV變電站設計規范[S].

[4]GBZ1-2010，工業企業設計衛生標準[S].

TM64

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