餐廚垃圾處理廠常規電氣設計的淺析

王 燁

(中國城市建設研究院有限公司，北京 100021)

0 引言

“十三五”規劃《綱要》和黨中央、國務院關于生態文明建設的總體部署和要求，垃圾多元、綜合、全程和依法治理的可持續發展局面，實現垃圾治理無害化、資源化、減量化和社會化。

餐廚垃圾是每個人每天都會產生生活垃圾，所以餐廚垃圾處理設施是我國發展不可或缺的基礎設施，是人民安全健康生活的重要保障。因此，本文從實際工程出發，結合作者自身設計的工作經驗，針對餐廚垃圾處理廠常規電氣設計展開相關的探討。

1 變配電系統

1.1 負荷等級

根據餐廚垃圾處理廠(簡稱“餐廚廠”)工藝特點和建筑單體體量規模，一般情況下廠區中主車間為消防最大需水量建筑且室外消防用水量>30L/s，按照GB 50016-2014《建筑設計防火規范》(2018年版)中10.1.2條規定，消防用電應按二級負荷供電。

二級負荷：消防負荷、安防負荷、厭氧系統部分工藝設備用電(包括不限于厭氧罐攪拌器、厭氧系統風機、氣柜用電等)。

三級負荷：其余用電負荷及一般照明用電。

1.2 負荷計算

根據工藝專業提供的設備用電負荷需求，電氣負荷計算中工藝設備部分可計算得出。

按照《工業與民用共配電設計手冊(第四版)》中表1.3-2的要求，餐廚廠屬于“市政設施”，負荷密度為35～40W/m2，項目前期可估算出車間照明、插座、風機等其余用電負荷。

餐廚廠需要特別注意的是，由于工藝生產的特點，在計算年預計耗電量時，應根據工藝系統不同導致每日工作班制(工作時間)的差異，分開計算各工藝系統年預計耗電量，且常規情況下餐廚廠一年工作日為330天。

1.3 供電電源

根據上述用電負荷的性質和容量，并綜合考慮廠區實際情況，一般情況下由市政變電所提供一路10kV電源線路作為正常供電電源。餐廚廠位于大型產業園內臨近焚燒發電廠，由于焚燒發電廠用電可靠性要求較高，故可從焚燒發電廠低壓保安電源母線段(配置UPS不間斷電源)引400V電源作為備用電源。若餐廚廠獨立建設，可自行配備適宜規格的應急柴油發電機組作為備用電源，從而滿足二級負荷的用電需求；若餐廚廠項目規模較大，用電負荷較多容量較大，可申請兩路出自不同市政變電所或同一變電所不同母線段上的10kV電源線路，互為備用。可根據具體情況，綜合比選上述兩種方案。

2 照明與應急照明系統

2.1 照明系統

餐廚廠一般場所燈具以高效節能LED燈具為主，功率因數≥0.9，效率≥75%。長期工作或停留的房間或場所，色溫宜≤4 000K，特殊顯色指數R9應>0。

由于工藝流水線的需要，餐廚廠主處理車間一般都是高度為10～30m的高大空間，故此區域燈具宜采用可操控升降的LED光源廣照燈，方便后期運營時的檢修與維護，同時應注意避讓屋面采光板，不要布置在采光板正下方；因為垃圾處理工藝的特殊性，輸送皮帶設備較多，自上而下(高度落差)流水線處理，所以各個生產房間內要結合工藝設備剖面圖，充分考慮設備高度選擇燈具的類型與高度；照明回路宜平行于一條工藝流水線的方向設置。

2.2 應急照明系統

餐廚廠消防應急照明和疏散指示燈具采用集中電源供電方式的集中控制型系統。應急照明和疏散指示燈具采用集中電源供電時，燈具的主電源和蓄電池電源應由集中電源提供，燈具主電源和蓄電池電源在集中電源內部實現輸出轉換后應由同一配電回路為燈具供電。應急照明配電箱的輸入及輸出回路中不應裝設剩余電流動作保護器，輸出回路嚴禁接入系統以外的開關裝置、插座及其他負載。在人員疏散出口、樓梯間、疏散通道及其轉角處設應急照明和疏散指示燈具，疏散指示燈為常亮狀態。應急照明和疏散指示燈具應選擇A型燈具，燈具的蓄電池電源宜優先選擇安全性高、不含重金屬等對環境有害物質的蓄電池。采用集中電源的蓄電池組和燈具自帶蓄電池達到使用壽命周期后標稱的剩余容量應明確保證放電時間滿足持續工作時間要求。帶蓄電池的LED燈具、應急照明和疏散指示燈具應滿足GB 51309-2018《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》和GB 13495-2015《消防安全標志》要求。

3 動力配電系統

(1)配電變壓器低壓側為400/230V，帶電導體為三相四線制，中性點固定接地的TN-S系統，保護線(PE)和中性線(N)僅在變壓器中性點處匯集一點接地，全系統內PE線和N線相互絕緣，不允許相互連接。低壓配電系統均以單母線放射式配電方式運行。

(2)由于工藝處理對象為餐廚廚余垃圾，處理車間現場整潔度不會很理想，且工藝設備高度集成自動化成套采購，常規會設有單獨擺放工藝設備配電及控制柜的房間。通常土建施工單位將配電管線敷設至總配電柜進線電源斷路器上端頭即可，此處也為土建施工與工藝設備廠家供配電的分界點，至用電設備的二次配管配線由工藝設備廠家負責完成。

(3)考慮到生產車間運營期檢修與維護的需要，宜設置檢修電源箱，滿足沖洗、電焊等常規設備用電的需要。

(4)中控室、試驗室、化驗室等類似房間后期還會進行二次深化設計，在圖紙設計階段需在配電箱處考慮用電裕量或預留配置房間專用配電箱。

4 綜合布線與電視監控系統

4.1 綜合布線系統

餐廚廠總中控室常規設置在主車間內，全廠弱電總機柜(設置建筑物配線架、匯聚網絡交換機及其附屬設備一套，共同組柜安裝)宜設置在此，其余建筑單體與之光纖連接即可。

4.2 電視監控系統

中控室設有24h值班人員，電視監控系統主機及大屏幕亦宜設置在中控室。電視監控系統采用視頻傳輸(選用視頻電纜)及數字信號編碼方式傳輸及處理，系統采用集中低壓供電方式。電視監控系統供電暫時中斷恢復供電后，系統應能自動恢復原有工作狀態，該功能應能人工設定，且需符合GB 50348-2018《安全防范工程技術標準》中第6.6.5條的其他相關規定。

5 火災自動報警系統

由于工藝處理對象為可燃固體，常規情況下餐廚廠主車間建筑生產類別為丙類，水暖專業均會設置排煙、滅火等需要消防聯動的消防設施，故需要設置消防控制室。

(1)火災自動報警系統采用集中報警系統，火災自動報警系統采用回路二總線樹形結構形式，每個火警總線上各火警設備采取并聯連接方式。在各建筑單體首層設置接線端子箱，火災自動報警系統相關火警線路引自消防控制室。

(2)餐廚廠主處理車間一般都是高度為10～30m的高大空間，宜采用線型光束感煙探測器。

(3)如餐廚廠處于大型產業園內，與鄰近的其他垃圾處理設施廠共用一套消防設備，且設置了兩個及兩個以上消防控制室時，應區分消防控制室的主次，共用的消防設備應由主消防控制室控制，分消防控制室可向主消防控制室傳輸、顯示狀態信息，但不能控制共用的消防設備。

6 防雷接地系統

餐廚廠為常規工業廠房，防雷接地系統無特殊要求，但有以下幾點需特別注意。

(1)因防雷接地、電氣設備保護接地和弱電直流工作接地等接地共用一組接地裝置，要求接地電阻≤1Ω。基礎接地工作完成后應實測，如不能滿足要求，沿建筑四周加補人工接地裝置，并與砼柱外側預埋連接鋼板焊接。

(2)按照GB/T 51063-2014《大中型沼氣工程技術規范》的規定，室外火炬屬于第一類防雷建筑物，室外厭氧發酵罐和沼氣儲柜屬于第二類防雷建筑物。因此，火炬屬于第一類防雷建筑物，應采取防閃電感應的措施，制造廠家應提供滿足此要求的產品，且火炬位置在廠區邊角處，故火炬單獨設置接地裝置；沼氣儲柜四周設置獨立接閃塔，作為接閃器；厭氧發酵罐罐頂壁厚和側壁壁厚均應≥4mm，可利用罐體作為防雷接閃器，可不設獨立接閃針，但考慮到厭氧發酵罐罐頂有沼氣出口，故在罐頂設置一根獨立接閃針保護沼氣出口。接閃針與罐頂平面的欄桿、平臺及罐頂爬梯可靠焊接，作為接閃器，利用厭氧發酵罐金屬本體做防雷引下線。

(3)按照GB/T 51063-2014《大中型沼氣工程技術規范》的規定，沼氣儲柜內外膜之間應在制造廠家制造期間設置可燃氣體探測裝置，設計圖紙中需明確此項內容。

7 結束語