石油化工廠低壓消防泵的配電設計

林洪亮

（江門市優美科長信新材料有限公司，廣東 江門 529000）

隨著我國社會經濟的高速發展，石油化工廠也隨之蓬勃發展，規模不斷地擴大，取得了不錯的成績。石油化工廠存在一定的火災安全隱患，為了防范火災危害，需要在廠內合理設置消防泵，完善石油化工廠的消防管網系統，以便于提供充足的消防水源，在火災發生的第一時間控制火情，避免其蔓延，降低火災帶來的不利影響。在進行石油化工廠低壓消防泵設計的時候，一定要關注于配電部分的設計，需嚴格把控每一個環節，確保消防泵能夠正常運行。需加強對石油化工廠低壓消防泵配電設計的研究，優化配電設計，制定適宜的配電方案，滿足相關標準要求，從而提高石油化工廠的消防安全系數，推動石油化工廠的可持續發展。

1 消防電源的選擇

在石油化工廠進行低壓消防泵設計時，一定要嚴格按照《石油化工企業設計防火規范》中的要求來執行作業，需選擇適宜的消防電源。當電源成為消防泵房相關設備的源動力時，就要嚴格按照規定的供配電系統設計要求來執行作業，必須滿足負荷供電要求。

以某石油化工廠的低壓消防泵電氣系統為例，其主要采用了兩路電源，一路電源是埋設阻燃電纜，與消防泵雙電源切換控制柜相連接，另一路電源則是使用柴油發電機。柴油發電機組有著較大的容量，不僅能夠進行并機運行，而且供電持續時間相對來說較長，能夠進行獨立運行，不受電網限制，即使電網出現故障，其依然能夠保持運行狀態，具有較高的可靠性。這對于某些區域的石油化工廠來說非常重要，因為部分區域不穩定的供電系統，會對廠內消防泵房的使用造成較大的影響，將柴油發電機作為備用電源，可起到有效的防范作用，一旦突發事故能夠做好應急工作[1]。與此同時，還可進一步優化低壓系統，于停電的時候使用一些重要負荷。雖然柴油發電機作為低壓消防泵的電源，能夠有不錯的供電效果，也被廣泛應用，但是在實際推廣和普及工程中仍然存在著一定的問題，主要在于柴油發電機的占地面積偏大，而且儲油間存在火災風險，需要對柴油發電機本身進行防火處理，另外在柴油發電機運行過程中，噪聲過大，需要解決排煙、振動等問題，并且創造良好的通風、防潮防凍環境。柴油發電機的中斷時間在十五秒內，這并不適用于一些允許中斷時間較高的場合。

隨著科學技術的日新月異，除了使用柴油發電機來作為低壓消防泵的電源之外，電動助力轉向系統也成為當下備受關注的選擇之一。同柴油發電機相比，電動助力轉向系統的啟動時間比較快，只需要十毫秒，而且后續運行管理工作較為簡單，即使是在無人值守的環境下，仍然能夠保持安全的運行狀態，充分發揮了現代計算機技術的作用，有利于實現遠程監控。柴油發電機則必須有人值守，定期對其進行保養和維護。與此同時，電動助力轉向系統在運行的時候，不會造成噪聲污染，無需進行排氣、排煙，而且也沒有較大的振動性，具有較高的短時過載能力，有效保護了低壓消防泵中的各項設備，容易與設備功率相匹配，前期的投資成本并不高[2]。

基于上述幾種不同的供電方式，石油化工廠可以根據自身的規模以及資金條件來選擇適宜的電源方式，以便于在各種情況下都能夠給低壓消防泵供電，確保其正常運行。

2 消防泵的配電級數問題

在石油化工廠進行低壓消防泵配電設計的時候，還應當重視消防泵的配電級數問題。在分析配電裝置的時候，一級配電指的是進線總開關、饋出分開關的總合，進線開關無論是采用何種設備，都不會對配電級數產生影響。按照相關規定要求，所設計的低壓消防泵配方案中，應當注重變壓器二次側和用電設備之間的低壓配電級數，一般來說不能超過三級[3]。通常情況下，配電級數越少，消防設備的配電系統運行愈發穩定，可靠性越高，故障概率會下降。我國建筑設計防火規范中要求在安裝消防用電設備的時候，所采用的供電回路要是專用回路，即使生活、生產用電都被切斷，也需確保消防設備仍然有充足的供電。在實際設計過程中，設計人員容易在確定專用回路起點的時候出現問題，要注意的是，如果采用的是外設變電所建筑物，那么需將建筑物總配電間低壓配電柜的饋出線端作為專用回路起點；如若是內設變電所建筑物，則應當將變電所低壓配電柜的饋出線端作為專用回路起點。另外，部分設計中還會增設一級配電，這需要進一步深入研究相關規范，按照要求來操作，不可違反規定。

3 石油化工廠低壓消防泵的配電設計應用

3.1 應用雙電源切換、消防泵電機啟動方式

對于石油化工企業來說，其在進行消防設計的時候，需要有效設計重要消防低壓用電設備的供電，應實現最末一級配電裝置和配電箱的自動切換。這就要求石油化工廠在進行低壓消防泵配電設計的時候，不僅要采用雙電源模式，還要實現電源的自動轉換，才能滿足當下石油化工廠的供電負荷要求。

雙電源切換方式是從兩路進行供電，一路是依賴于市政電網進行供電，另一路則是自備應急電源，前者屬于常用電路，而后者則是備用電路，后者一般是在前者電路發生故障，或是突發停電的情況下啟用。需引出低壓電源到雙電源的自動轉換開關，以便于常用電無效時，自動轉換至備用電源。在相關規定中將低壓開關設備和控制設備的轉換開關電器分為了三大類：一類是PC 級，這類自動轉換開關具有接通、承載能力，一般不用于分斷短路電流中，其不具備良好的保護功能，優勢在于有著較高的耐受力，可提高消防負荷供電的穩定性；一類是CB 級。這類自動轉換開關的主觸頭可用于接通分斷短路電流，具有短路保護功能；另一類是CC 級，目前這類自動轉換開關的應用并不多，接觸器組成了其主體部分，不具備較好的穩定性[4]。

就當前而言，一體式自動轉換開關是雙電源切換的主流類型，其將開關、邏輯控制融合在一起，不需要另外添加控制器，便能夠實現機電一體化的自動轉換。但這類開關無法進行電流保護，是PC 級自動轉換開關的一種，所需要的轉換時間較短，而且是通過電機驅動來進行開關切換，啟動和運行都較為穩定。開關中還設計了機電聯鎖裝置，能夠進行自投自復、失壓欠壓、自動轉換等操作，進一步強化了雙電源自動轉換的功能性。

當石油化工廠發生火災的時候，僅剩消防設備供電回路運行，仍然保持著供電功能，其他供電線路都被強行切斷電源，變壓器也專供消防負荷。如若消防配電和消防泵房距離相隔較近，配電線壓降小，那么電機便能夠迅速啟動，即使是實施二次線路接線也并不復雜，不需要過多的電器元件，后期維護難度不大，所投入的資金也并不太多。設計人員應當根據實際情況來科學設計降壓啟動，充分發揮現代科學技術，以軟起動方式最佳。

3.2 線路選擇和電纜敷設

在選擇低壓消防泵的配電線路和控制線路時，應當嚴格按照相關規定來執行作業?？筛鶕ㄖ墑e來實施有效的火災自動報警系統保護工作，充分發揮礦物絕緣電纜的作用。消防設備配電設計中，無論是分支線路，還是控制線路，都應當選擇耐火等級高的電線、電纜。在實際設計和執行過程中，必須貫徹落實相關標準要求，不可用一般的耐火電纜代替規定的絕緣電纜，在設計控制線路的時候應當充分考慮供電干線的耐火等級，需要與之相匹配，而不只是應用一般阻燃控制電纜。大部分的配電設計人員都能夠根據標準來進行設計，但是在設計電源端進線的時候，其也很容易出現偏差。所選擇的普通電纜并不能滿足于石油化工廠低壓消防泵的配電設計要求，無法確保前端電源進線的正常供電，以至于消防泵無法使用，成為擺設[5]。

除此之外，還應當注重電纜敷設施工部分。一般情況下，石油化工廠的消防泵房都是采用獨立設計形式，與配電室、開閉所的距離并不是很近。但消防泵在應用過程中需要配備雙回路電力，以便于做好供電工作，因此部分設計人員選擇了普通的電力電纜來進行敷設。但在當今環境下敷設電纜的時候，設計人員應當淘汰落后的設計理念，形成良好的學習意識，要做到與時俱進，以便于全面了解新的設計規范和要求。在《電力工程電纜設計規范》中，對于電纜的敷設有明確的規定。在發生火災的時候，需要于一段時間內維持通電的回路，若采取電纜明敷方式，那么一定要選擇耐火性較強的電纜材料。另外，不可盲目選擇普通電纜進行敷設，否則可能造成石油化工廠低壓消防泵配電設計中出現安全隱患，不利于提高其防火性，必須對配電電纜做好防火保護工作。

4 石油化工消防泵房的配電設計的具體應用

在進行石油化工消防泵房配電設計的時候，需要做到以下幾點：

一是要明確配電設計依據。設計人員在制定配電設計方案的時候，需要全面了解與石油化工企業設計防火相關的規范和標準，遵循其中的各項規章制度，嚴格按照標準來執行作業。比如說，對于大中型石油化工廠來說，其所設計的消防水泵房的用電負荷應當是一級負荷，必須重點監管危險性較高的化工工藝、化學品等，把控好危險源。與此同時，還要遵循相關安全條款，實施科學的防火措施，根據實際情況和要求來確定消防用電的負荷，以提高供電系統的穩定性和安全性[6]。

二是在給消防泵房供電的時候，需進一步確定負荷等級。一級負荷要實施雙重電源供電，設計兩路供電線路，當一路發生故障的時候，另一路不會受到影響，并且能夠及時向消防泵提供電力，同時兩個線路都要并入末端配電箱中進行自動切換；二級負荷供電系統需要兩個回路來供電，其不需要備份電源，但是線路需要并入末端配電箱中，以便于切換。無論是一級還是二級負荷，都需要線路和電源具有獨立性，兩者之間有一定的聯系和區別，一級負荷中的雙重電源可以來自不同的電網，但如若其中一個電源發生問題，另一個絕對不能中斷；二級負荷的雙回路電源則只要求線路之間的獨立性，無其他要求，通常運用于一些中小型發電廠中，可由一路六千伏以上的專用架空線路供電。

三是在確定電源來源的時候，同樣要根據相關規定來執行作業。低壓總配電室、低壓消防泵需采用專用供電回路，而照明、電力、消防等其他系統的用電負荷，則可以根據實際要求來確定是使用專用供電回路還是使用配電系統，需遵循民用建筑電氣設計規范的要求。另外，如若在設計過程中建筑使用了低壓進線，還需要判斷是否要設立單獨的消防進線。需要注意的是，無論是從變電所或是使用低壓電纜進線，消防設備的專用供電回路必須使用單獨的饋電斷路器[7]。

四是選擇適宜的供電方式。在給石油化工低壓消防泵進行配電設計的時候，可根據實際情況來為其設計適宜的供電方案，需于配電線路的最末一級配電箱中實現電源的自動切換。然而這種方式并不太符合消防應急照明系統技術標準的要求，不可將應急照明配電箱接入系統以外的開關裝置中，其所產生的負荷會對系統產生功能性影響，而且無法確定負載類型，會導致應急啟動時間延長。

五是在配電設計過程中，還需要關注于消防泵的過載和堵轉。石油化工廠中消防泵設備十分重要，是電氣設備中的主要組成部分，如若消防泵的供電出現問題，或是線路負荷過大，都會造成不可預估的損失。在運行消防泵的時候，斷路器過載一般都只是對信號進行保護，而不會切換電源。但消防泵在實際運用過程中，會存在電動機過載、堵轉等問題，一旦這些問題發生，就會影響電動機的順暢轉動，無法有效發揮消防泵的作用，可能會導致消防泵在短時間內被燒毀?；诖?，在設計的時候，一定要全面了解通用用電設備配電設計規范中的相關要求。短時間工作的電動機，或者是斷續周期工作的電動機，可設置堵轉過載保護裝置，以確保電動機的正常運行。選擇消防泵電動機的時候，應當將堵轉、過載作為考慮因素，做好相應的處理，根據實際需求選擇適宜的電動機型號。

六是在進行低壓消防泵配電設計的時候，還要考慮消防應急照明問題。所采用的應急照明配電箱中可以增設附件分勵脫扣，確保其在發生火災之后仍然能夠強制性點亮。要基于相關規定來科學規劃設計火災自動報警系統，應用集中控制型的應急照明，可預設應急啟動。

5 結語

總而言之，在石油化工廠中應當重視低壓消防泵的配電設計，需進一步強化相關人員的消防安全意識，企業不僅要將重點放在如何提高產量和增加收益上，還需要將安全生產放在第一位。必須嚴格遵循相關標準和規范的要求，根據實際情況合理設計配電方案，選擇適宜的電源，確定供電方式，做好電纜敷設工作，以確保低壓消防泵的正常運行。