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小型液化石油气站电气安全设计探讨

2015-09-14罗赞如

中国新技术新产品 2015年3期
关键词:爆炸性石油气灌装

罗赞如

(化工部长沙设计研究院,湖南 长沙 410116)

随着石油精细化工的发展,液化石油气作为一种新型燃料和基础化工原料,已越来越受到人们的重视。

它的主要成分是丙烷和丁烷,属于易燃易爆物品,比空气比重大,容易在低洼处聚集而形成爆炸危险源。它具有闪点低,爆炸威力大等特性,在管道流动时也会因摩擦而产生静电,罐装和储存液化石油气必须采取多种措施确保安全,电气专业在设计上需采取多种安全措施。

1 爆炸危险区域等级和范围的划分

根据《城镇燃气设计规范》附录E,液化石油气站应按照以下规定来划分生产用电场所的爆炸危险区域范围和等级:

(1)液化石油气站灌装间用来灌装液化气瓶的灌装嘴或汽车槽车的装卸口属第一级释放源,其它可能产生气体泄漏的场所释放源属第二级释放源。

(2)具有良好通风的灌装间、液化气瓶仓库、烃泵房、压缩机室等生产性建筑的爆炸危险区域等级和范围划分如图1,并宜符合下列规定:

①以释放源为中心,15m的半径内,地面以上7.5m的高度和7.5m的半径,顶部与释放源距离为7.5m的范围划为2区;

②属于2区范围内,但在地面以下的坑或沟等低洼处需划为1区。

2 供电电源及其配电方式

根据《城镇燃气设计规范》8.11.1,液化石油气站内的消防水泵和液化石油混气站、气化站的供电系统设计应按国家现行标准《供配电系统设计规范》中相关“二级负荷”的规定。

宜采用两回线路供电作为二级负荷的供电系统。当地区供电条件困难或者负荷比较小时,二级负荷可由一回路6kV及以上专用的架空线路供电。当项目所在区域仅有一回路10kV线路,另一回路可采取柴油发电机做备用电源,满足二级负荷的要求。

在紧急情况下,在危险场所外合适的地点或位置应采取一种或多种措施对危险场所设备断电,连续运行设备除外。

3 爆炸性环境电气设备的选择

液化石油气站属于爆炸危险场所,该场所的电力设备选择应符合国家现行标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058 中的相关规定。

表1 爆炸性气体分级与电气设备类别的关系

表2 II类电气设备的温度组别、最高表面允许温度和引燃温度之间的关系

根据爆炸性气体混合物的分级,丙烷和丁烷级别都属于ⅡA类,引燃温度级别属于T2。爆炸性环境的电力装置宜将设备和线路布置在爆炸性环境以外。当需设在爆炸环境内时,应布置在危险性较小的地点。防爆炸电气设备的引燃组别和级别不应低于该爆炸性气体环境所含混合物的引爆组别和级别,并应符合表1、表2的规定:

通过表1、表2可以得出,液化石油气站电气设备选用ⅡA~C,设备温度级别T2~T6,满足要求。爆炸危险区域范围划分清楚之后, 根据危险区域选用相应的设备保护级别(EPL)。

4 爆炸性环境电气线路的设计

在爆炸危险环境内,电力电缆截面或绝缘电线的选择应满足最少截面要求,并需符合以下规定:

图1 良好通风的生产场所建筑爆炸危险区域范围和等级划分

(1)导体允许的载流量不应小于熔断器额定电流或断路器长延时过电流脱扣器整定电流的1.25倍。

(2)1区内单相负荷的中性线和相线均应该装设短路保护,并应选取两极开关同时断开相线和中性线。

在1区内电缆线路严禁有中间接头,在2区不应有中间接头。爆炸性气体环境不得允许架空电力线路跨越,架空线路与爆炸性气体环境的水平距离应大于架空线路杆高度的1.5倍。

设备电机电源进口处与暗敷钢管采用防爆扰性连接管连接。电缆保护管两头应用非燃性纤维石棉绒严密堵塞。相邻爆炸性环境之间以及与非危险环境之间就进行隔离密封。

5 防雷、防静电及接地

液化石油气站的防雷设计应按《建筑物防雷设计规范》中“第二类防雷建筑物”的有关规定,其中关于伸出屋面的放散管相关规定应特别注意。

4.3.2 (2)条规定: 在爆炸危险环境划分为0区和20区的场所装有阻火器的排风管、呼吸阀、放散管,金属物体可不装接闪器,但应和屋面防雷装置相连。

液化石油气站的设计中,工艺专业使用了较多的放散管来排放泄漏的气体,并高度伸出了屋面,其不在屋面接闪器的保护范围。根据以上规范,在加阻火器后,可以直接与屋面防雷装置相连,这对于防雷安全应尤为注意的。

处于爆炸危险场所的露天钢质封闭气罐,当其罐顶壁厚不小于4mm、高度不大于60m时,可不装设接闪器,但应接地且不应少于2处,两接地点间距不宜大于30m,冲击电阻不大于30Ω。

装置设备、工艺管道静电接地做法参见《化工企业静电接地安装通用图》CD90B。卸液台设临时接地柱,与整个接地系统相连,供车辆在卸液前除静电或其它情况临时接地使用。

6 可燃气体泄漏检测

在液化石油气或者天然气的实瓶库、灌装间、烃泵房、压缩机房、混气间、气化室及储罐区应装设可燃气体泄漏报警探测器和控制器,控制器宜安装于非爆炸性场所中。当可燃气体的泄漏浓度达到报警浓度时,报警器应当发出警报,当装轴流风机时,应联动起动轴流风机,从而强迫通风,将可燃气体浓度降低到安全浓度。

检测器检测比空气重的可燃气体,其安装高度应距地平0.3~0.6m,可采用钢管和墙上两种安装方式。为保证停电的情况下,能连续监测可燃气体泄漏,可燃气体泄露报警系统的控制器应采取UPS做备用电源,或者选用自带蓄电池的可燃气体控制器。

[1]GB 50058-2014,爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范[S].

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