燃?xì)怆娬卷?xiàng)目建設(shè)過程中的防爆研究

國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司 許方榮 苑 博

中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司 林 軼 薛躍鵬 黃曉娟

1 引言

燃?xì)怆娬窘ㄔO(shè)過程中的存在爆炸等火災(zāi)隱患，應(yīng)急電氣設(shè)備的要正確裝配和調(diào)試，否則電力和線路、機(jī)器等燃燒裝置無法按計(jì)劃安全地工作，如果發(fā)電防爆安全不符合標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)發(fā)生事故，導(dǎo)致該地區(qū)發(fā)生重大停電，對(duì)下一階段的安裝和運(yùn)行存在安全隱患，燃?xì)怆娬驹O(shè)備及維護(hù)與使用在投資、運(yùn)行、建設(shè)、規(guī)劃中，應(yīng)注意安全、防爆等操作問題，并進(jìn)行爆破培訓(xùn)。

2 燃?xì)怆姀S介紹

燃?xì)怆姀S主要組成設(shè)備是燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)、蒸汽輪機(jī)和余熱鍋爐等，還有一些輔助設(shè)備和管道等。燃?xì)獍l(fā)電構(gòu)造及工藝流程如圖1所示。

圖1 燃?xì)獍l(fā)電構(gòu)造及工藝流程

3 燃?xì)怆娬卷?xiàng)目建設(shè)主要防爆區(qū)域及主廠房布置

燃?xì)怆娬窘ㄔO(shè)項(xiàng)目建設(shè)過程中的規(guī)劃選址以及電廠的主廠房布置方式中考慮得最關(guān)鍵的是防爆安全區(qū)域，一般僅包括性能加熱器區(qū)、儲(chǔ)氫罐站、加油站、燃機(jī)區(qū)、燃油區(qū)、汽輪機(jī)氫預(yù)冷室區(qū)和密封油氣儲(chǔ)罐區(qū)[1]。燃?xì)怆娬緩S房如圖2所示。

圖2 燃?xì)怆娬緩S房

燃?xì)怆姀S布置方式對(duì)防爆的影響比較大，主廠房一般根據(jù)項(xiàng)目情況按照如下要求布置。

一是適應(yīng)電力生產(chǎn)的工藝流程要求及按設(shè)備型式確定，并做到廠房?jī)?nèi)的設(shè)備布局位置緊湊合理，不要產(chǎn)生過長(zhǎng)的管線連接，且管線連接整齊，預(yù)留好暢通的巡回檢查路線，確保燃?xì)怆娬具\(yùn)行安全，方便維護(hù)檢修。

二是主廠房?jī)?nèi)的空氣質(zhì)量、通風(fēng)、采光、照明和噪聲等應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；采取一定的措施對(duì)設(shè)備進(jìn)行防護(hù)，符合防火、防爆及防塵和防潮要求，同時(shí)滿足防腐、防凍、防噪聲等有關(guān)要求。

三是主廠房布置應(yīng)根據(jù)燃機(jī)電廠總體規(guī)劃要求，考慮擴(kuò)建的可能性，應(yīng)對(duì)電廠的主設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化布置，保證經(jīng)濟(jì)合理，宜減少和縮短燃?xì)廨啓C(jī)與余熱鍋爐間的蒸汽管道和排氣壓損，使得蒸汽壓損降低。

四是主廠房及其內(nèi)部的設(shè)備、表盤、管道和平臺(tái)扶梯等色調(diào)應(yīng)柔和協(xié)調(diào)。平臺(tái)扶梯及欄桿應(yīng)齊全、可靠，符合設(shè)計(jì)和規(guī)程要求。

五是主廠房布置應(yīng)合理，主要結(jié)合廠區(qū)地形、設(shè)備特征以及現(xiàn)場(chǎng)的施工條件限制等影響因素進(jìn)行考慮，同時(shí)要考慮滿足2臺(tái)及以上機(jī)組平行連續(xù)施工的條件措施。

六是燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)按軸系布置來分，一種是多軸布置方案，一種是單軸布置方案。單軸布置：燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、發(fā)電廠燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)共用一臺(tái)發(fā)電機(jī)，如圖3所示。多軸布置：燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，蒸汽輪機(jī)這些機(jī)器驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，每臺(tái)發(fā)電機(jī)都有一個(gè)軸系統(tǒng)，如圖4所示。

圖3 單軸發(fā)電流程（1GT+1ST）

圖4 多軸發(fā)電流程（2GT+1ST）

4 燃?xì)怆娬卷?xiàng)目建設(shè)過程中的防爆研究

燃?xì)怆姀S與燃煤電廠對(duì)比見表1。

表1 燃?xì)怆姀S與燃煤電廠對(duì)比

4.1 設(shè)計(jì)中注意的問題

一是防止局部瓦斯：一氧化碳比空氣輕，因此必須防止氣體積聚在地表以下；為此，暖通空調(diào)專業(yè)人員有必要將風(fēng)機(jī)安裝在屋頂?shù)男逼律稀?cè)墻高度或天花板下方不建議安裝燈光等電氣設(shè)備。

二是風(fēng)機(jī)的配電線路設(shè)計(jì)為防爆裝置：暖通空調(diào)工作的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定，事故風(fēng)機(jī)采用防爆電機(jī)，但對(duì)電源是否可以防爆沒有特殊限制,風(fēng)扇電源線是否破損,由于防撞風(fēng)機(jī)是防爆型的，其傳輸線路必須符合規(guī)范的要求[2]。

三是防雷及接地安全：為了安全，車間設(shè)計(jì)為二級(jí)防雷建筑，電源線路有良好的接地保護(hù)阻隔靜電。

四是使用通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，部分情況不考慮通風(fēng)系統(tǒng)故障的影響。例如封閉或半封閉建筑設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)；設(shè)置自動(dòng)報(bào)警或取消。通風(fēng)機(jī)不工作時(shí)的流程采取預(yù)防措施，例如確保防止電氣設(shè)備釋放，或切斷設(shè)備電源。

4.2 施工中主要存在的問題及整改措施

根據(jù)危險(xiǎn)區(qū)域電氣安全防護(hù)認(rèn)證，防爆電氣設(shè)備在防爆環(huán)境下的功能必須滿足環(huán)境要求。隱患補(bǔ)救措施往往集中電子設(shè)備上的接入設(shè)備、地線、電纜、防爆標(biāo)志及其他不符合防爆標(biāo)志的物體[3]。

一是將多根電纜插入一個(gè)接線盒入口：將延長(zhǎng)電纜插入未使用的入口。如果入口不足，請(qǐng)更換新的接線盒。二是接線盒蓋固定螺絲缺失：更換同規(guī)格螺絲。三是用十字形或直形螺釘緊固接線盒蓋：更換為內(nèi)六角或外六角擰緊。四是橡膠圈用于密封防爆箱、箱蓋：橡膠圈不宜用于密封防爆物品，有潛在防爆性，必須更換箱體。五是防爆標(biāo)志及防爆箱名稱均涂有油漆：用溶劑清洗油漆即可露出防爆標(biāo)志，方便維護(hù)人員根據(jù)設(shè)備數(shù)據(jù)類型進(jìn)行操作。六是防爆接線盒未使用的出線口未妥善堵塞：未使用的進(jìn)線口常被塑料材料堵塞，應(yīng)根據(jù)需要折斷、釘入深度更換合適的堵頭。不少于5個(gè)按鍵。七是箱體入口如果采用鉸孔方式損壞則更安全：箱體入口形狀無法固定，密封性差很容易導(dǎo)致空氣從入口箱體中漏出。

電氣設(shè)備或過電壓保護(hù)裝置的接地線通過埋在地下的金屬導(dǎo)體直接接地，可以防止觸電、觸電、雷擊和靜電。在維修和糾正措施過程中發(fā)現(xiàn)的潛在安全問題。 一是電氣設(shè)備沒有接地線：設(shè)備外殼上的接地螺釘用黃綠線連接。鍍錫裸銅線可用于熱區(qū)。二是電氣設(shè)備接地線截面太小：根據(jù)設(shè)備功率選擇面積最小為4mm2的接地線。三是室外設(shè)備接地螺母連接松動(dòng)、生銹，造成大量污垢：使用不銹鋼螺釘和螺母，防止墊片、平墊和金屬接線片松動(dòng)，防止保護(hù)松動(dòng)。

非爆炸裝置如果發(fā)生爆炸，其火焰會(huì)蔓延出外殼，與周圍的氣體混合物直接接觸，從而引起火災(zāi)。一是產(chǎn)品名稱中沒有防爆材料和無防爆材料：檢查是否不是防爆材料，根據(jù)需要更換為可防爆材料。二是設(shè)計(jì)和安裝時(shí)未考慮防爆材料，沒有合適的替代品：將不符合防爆要求的電子設(shè)備移到足夠的空間安全的地方。

主體結(jié)構(gòu)除電氣設(shè)備的電壓外，還包括防火外殼和一些與外殼連接的零件，如墊片、透明件、電纜（電線）等。引線電纜、接線盒等如果在執(zhí)行和糾正測(cè)量過程中發(fā)現(xiàn)問題，這種違規(guī)行為也可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果。其中之一是使用入口連接帶塑料蓋的插座：更換為金屬插頭。進(jìn)口晶體上的電子產(chǎn)品不合適：晶體橡膠老化或晶體缺失，產(chǎn)品損壞。如果丟失，請(qǐng)更換合適的晶體。電源線通過變壓器管或管道直接進(jìn)入用電設(shè)備，入口處沒有變壓器：加裝變壓器。進(jìn)入入口前剝?nèi)ル娎|：使用橡膠密封圈重新插入電纜。當(dāng)電纜長(zhǎng)度較短時(shí)，可采用包封引入裝置來完成電纜的引入和密封關(guān)閉動(dòng)作。

防爆設(shè)備是將電氣設(shè)備插入外殼內(nèi)，外殼內(nèi)沒有氣體逸出的地方，外殼內(nèi)充滿保護(hù)氣體，外殼內(nèi)的保護(hù)氣體周圍爆炸區(qū)域的較高壓力可防止外部爆炸物進(jìn)入容器，從而使電子設(shè)備防爆。

測(cè)量過程中發(fā)現(xiàn)的問題立即糾正僅有的。控制箱緊固件缺失：制作額外的緊固件。柜體與外部設(shè)備連接的控制電纜進(jìn)線插頭不符合規(guī)范：進(jìn)線連接安全入口延長(zhǎng)線。柜內(nèi)壓力低，影響防爆：將柜內(nèi)壓力提高至200Pa。柜外電磁閥不防爆：更換為防爆電磁閥。燈接線盒的過渡壓縮元件沒有插入，引入口直接與管道連接。連接：添加過渡壓縮元件。爆炸危險(xiǎn)區(qū)域使用的常規(guī)照明：更換為防爆照明。燈具用電設(shè)備的電線以及與其他照明設(shè)備連接的線路有斷路：避免干擾區(qū)域內(nèi)的電線。

此外，接線盒通過集成的隔爆入口連接到燈頭室，增加防爆接線箱，在箱體內(nèi)分布信號(hào)和電源線。

5 結(jié)語

在燃?xì)怆娬窘ㄔO(shè)防爆實(shí)施過程中，對(duì)各種危險(xiǎn)工況下的產(chǎn)品在不同工況下的防爆問題信息進(jìn)行了評(píng)估和識(shí)別，并提出了整改措施，設(shè)備滿足本工程的防爆要求，確保本工程所用設(shè)備的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是最重要的質(zhì)量措施，以確保性能和實(shí)現(xiàn)燃?xì)怆娬镜姆辣?/p>