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垃圾焚烧发电工程的电气防爆设计研究
摘要: 随着随着人们生活水平的提高,垃圾问题越来越严重,导致我们的环境越来越差,人们越来越重视垃圾的处置,垃圾焚烧发电得到了广泛的推广。然而在垃圾焚烧发电项目的施工过程中,电气防爆设计往往是设计过程中不容易被重视的一部分,然而防爆设计关乎垃圾电厂的安全运行,对工程造价也存在一定的影响。本文分析了垃圾焚烧发电厂的电气防爆设计工作,对于实际工作起到参考作用。

因为垃圾焚烧发电工程占地较为集中,装备规模均呈现大型化特征,在运营中具有易燃易爆的安全隐患,所以做好垃圾焚烧发电工程的防火防爆工作,责任重大且任务艰巨。电气设施在垃圾焚烧发电工程中作为重要动力能源,由于需要点火源,更是需要做好防爆管理和设计工作,这是化工安全生产的关键。因此,从电气产品的防爆设计到电气工程的防爆设计都有必要进行深入的研究。

1电气防爆设计简介

防爆区域

防爆区是电力系统在进行防爆设计时,首先要确定的一个要素,它是一种有爆炸危险的场所。根据相关规范可以将防爆区域分为下列几个类别:爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间分为0区、1区、2区,分区应符合下列规定:0区应为连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境;1区应为在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境;2区应为在正常运行时不太可能出现爆炸性气体混合物的环境,或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。爆炸危险区域应根据爆炸性粉尘环境出现的频繁程度和持续时间分为20区、21区、22区,分区应符合下列规定:20区应为空气中的可燃性粉尘云持续地或长期地或频繁地出现于爆炸性环境中的区域;21区应为在正常运行时,空气中的可燃性粉尘云很可能偶尔出现于爆炸性环境中的区域;22区应为在正常运行时,空气中的可燃粉尘云一般不可能出现于爆炸性粉尘环境中的区域,即使出现,持续时间也是短暂的。爆炸区不能实施明火作业,但是由于垃圾焚烧电站是一个自动化程度很高、结构很复杂的系统,不可避免得会有很多电气设备在易燃易爆的环境中工作。

1.2防爆电气设备

本文介绍了防爆电气设备的几个特征:①防爆构造:为了使电气设备在有爆炸危险的情况下能使用特定的防爆构造。防爆结构由外壳,防爆元件,防爆配线等组成.②抗爆能力:抗爆电气设备必须具有较强的抗爆能力,也就是在某一特定的爆破力作用下,可以平稳地工作,而且不会出现爆炸物等事故。其抗爆能力与设备的设计,材料和制造工艺密切相关。③防爆标志:对有爆炸危险的电气设备,应在醒目的地方标明其爆炸危险程度及爆炸危险区域,供使用者选用。④耐爆试验:耐爆电气设备必须经耐爆试验,确认其满足耐爆性能,并能在耐爆的工作条件下正常工作。防爆试验主要有防爆性能试验、防爆泄漏试验、防爆破坏试验等。因此,为了保证在有爆炸危险的情况下,在设计、制造及使用时,必须要将爆炸危险因素纳入到设计、制造及使用中,才能保证设备在爆炸危险条件下的安全工作。

2现存问题

2.1设计划分不明确

在施工图设计中,涉及到防爆区域的专业可能包括电气、水工、消防、暖通和机务等,但是在具体的设计过程中,往往会出现各个专业的设计方案中,对防爆区域的理解存在着差异,这就导致了在工程设计中并没有一个清晰的、统一的防爆区域。这将给后续设备采购,现场施工,甚至投入运营带来诸多不便。所以,要进行好的计划编制工作,就必须对爆炸分区进行清楚的认识。此外,与燃煤热电厂相比,垃圾焚烧发电厂的发展历史还比较短暂,有关的技术和标准也没有很好的完善,各个设计公司都是根据自己过去所累积的经验来进行设计,这就很可能会因为对危险源的认识不清而引起的设计失误。

2.2设计方案与科技发展不同步

垃圾焚烧发电厂的设计,是从火力发电厂继承下来的,在过去的数十年中,它的发展,让它有了一种固定的想法,但是,在技术飞速发展的今天,它的一些设计,甚至是一些标准,都不适合现在的市场。比如,在生活垃圾焚烧炉中,通常会设置一个蓄电池组,在发生突然停电的情况下,充当不间断电源的供电。普通的铅酸蓄电池存在氢气泄露,因此蓄电池室需要按防爆区考虑,但现如今随着技术的发展,普通铅酸蓄电池以逐步退出市场,取而代之的是安全的阀控式铅酸蓄电池,不存在氢气泄露问题,因此蓄电池室不需要按防爆区进行设计,出于相关规范的约束,室内电气设备仍然考虑防爆设计,且不设置插座,但土建可按常规考虑,节省土建成本。

3垃圾焚烧发电厂的电气防爆设计途径

3.1明确掌握电气装置要求

垃圾焚烧发电工程所配置应用的电气装置需要根据电气防爆设计要求进行合理选型与安装使用。首先,设计人员需要充分结合电气防爆工程实际情况,科学制定防爆设计方案。其中,防爆设计方案应该对电气设备安全运行问题进行重点设计与分析,尽可能降低爆炸发生几率;其次,设计人员应该基于生产安全角度,适当减少爆炸性气体环境内部所配置的防爆电气设备数量;最后,电气设备防爆设计应该满足各项规范要求,同时所使用到的新工艺以及新方法也应该遵循相关规范要求进行合理应用。从事电气防爆设计以及安装工作的人员必须具备专业的技能技巧,保证电气防爆设计工作得以顺利开展与贯彻落实。

3.2规范选择电气设备

电气防爆设备运行质量表现会对生产秩序以及生产安全产生直接影响。在前期电气设备选型以及配置应用过程中,设计人员应该结合垃圾焚烧发电工程实际生产需求合理选型与配置应用防爆电气设备。需要注意的是,市面上电气防爆设备类型多种且性能不同,可按照使用环境要求进行精准分类。并结合电气设备相关特点,对电气设备安装位置以及使用区域进行合理确定,避免电气设备在运行使用过程中与混合物反应发生爆炸事故或者火灾事故。一般来说,电气防爆设备在配置使用上主要以隔爆型与无火花型为主。如对于存在粉尘爆炸性风险的生产环境而言,可综合考虑环境情况,优先采用具有防尘结构的电气防爆设备。需要注意的是,防爆电气设备的配置选型还应该结合环境危险程度进行合理选择与应用。

3.3注重电缆防爆设计问题

首先,应该对电缆管道、导道以及电缆沟等重要设施位置进行密封处理,防止液体或者蒸汽等渗入,同时也避免电缆沟内聚集大量液体或者可燃性气体;其次,应密封电缆通过的相邻区域,可优先采取钢管作为保护设施。同时,还需要对电缆穿楼板以及穿墙等位置对应的钢管设施以及墙洞进行密封处理。举例而言,可将非阻燃性阻火堵料堵塞于电缆保护管两端位置。其中,填塞深度需要超过40mm,并且超过管子内径。除此之外,隔离密封与墙面距离以及楼板距离应该控制在300mm以内。

结束语

在垃圾焚烧发电工程的电气设计中,防爆电气设计只占很少的一部分,但由于防爆电气设备常与工作人员及设备的操作安全密切相关,不可被忽略。在进行设计工作的过程中,各个相关专业的设计人员应该相互协作,实现对危险源的精准识别,对防爆区进行精准的划分,对装备进行科学的选择,这样才可以在确保安全的同时,还可以对社会和经济效益进行有效的提升。

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