探討燃?xì)忮仩t房的電氣設(shè)計(jì)

寸小濤

摘要：在參與了燃煤鍋爐、煤粉鍋爐及燃?xì)忮仩t房的電氣設(shè)計(jì)之后，了解到了燃煤鍋爐房與燃?xì)忮仩t房的不同特點(diǎn)，本文通過(guò)工程實(shí)例探討天然氣鍋爐房的電氣設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：天然氣鍋爐房；供電電源；負(fù)荷等級(jí)；電氣設(shè)計(jì)

前言

新疆地處我國(guó)北方地帶，冬季寒冷，供暖期長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月，加之之前分散式供熱比例比較大，對(duì)環(huán)境有著比較大的影響，隨著國(guó)家實(shí)施清潔能源戰(zhàn)略的全面加快，本著節(jié)約能源、綠色環(huán)保的宗旨，減少環(huán)境污染，以天然氣作為鍋爐燃料的燃?xì)忮仩t房成為了現(xiàn)代區(qū)域供熱的首選，燃煤鍋爐改為燃?xì)忮仩t勢(shì)在必然，筆者有幸參與了新疆“藍(lán)天工程”-鍋爐房煤改氣的電氣設(shè)計(jì)，就此談幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。

1燃?xì)忮仩t房與燃煤鍋爐房的不同之處

燃?xì)忮仩t房與燃煤鍋爐房有以下幾方面不同之處：

1.1燃料不同。燃煤鍋爐房鍋爐采用的是塊煤或者煤粉。燃?xì)忮仩t房采用的燃料為天然氣或者焦?fàn)t煤氣（工廠鍋爐采用較多）。

1.2環(huán)境不同。燃煤鍋爐房輸煤廊或者煤粉倉(cāng)等為粉塵爆炸危險(xiǎn)環(huán)境，鍋爐間多粉塵，但基本屬于正常環(huán)境。天然氣鍋爐房鍋爐間及燃?xì)庥?jì)量間都屬爆炸危險(xiǎn)環(huán)境。

1.3排煙方式不同。燃煤鍋爐中煤燃燒后會(huì)產(chǎn)生大量的爐渣和煙塵，雖采取脫硫等處理，但仍會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不小的污染，爐渣等的堆放和運(yùn)輸處理都會(huì)產(chǎn)生不小的運(yùn)行成本。燃?xì)忮仩t天然氣燃燒后生成水和二氧化碳，可直接排放。

1.4配套設(shè)備不同。燃煤鍋爐必須要有一套與之配套的輔助設(shè)備，如鼓、引風(fēng)機(jī)，斗提機(jī)，除渣機(jī)，爐排電機(jī)等，以及與之相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程電氣控制設(shè)備。燃?xì)忮仩t只有相應(yīng)的燃燒器及控制設(shè)備，配套簡(jiǎn)單，相對(duì)應(yīng)的人工等運(yùn)行成本也降低很多。

2燃?xì)忮仩t房的特點(diǎn)

2.1燃料。區(qū)域性供熱燃?xì)忮仩t一般使用發(fā)熱量高的天然氣，其主要成分為甲烷（CH4），分子量為16，甲烷的爆炸極限是3%～15%，所謂爆炸極限是指天然氣與空氣混合后遇火種能夠高速燃燒的濃度范圍。這個(gè)范圍的最低濃度稱(chēng)為爆炸下限，最高濃度稱(chēng)為爆炸上限。

2.2環(huán)境。根據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50058-92第2.2.1條規(guī)定：爆炸性氣體環(huán)境危險(xiǎn)區(qū)域劃分燃?xì)忮仩t房的燃?xì)庥?jì)量間屬2區(qū)，即在正常運(yùn)行時(shí)不可能產(chǎn)生爆炸性氣體混合物，即使出現(xiàn)也僅是在短時(shí)間存在爆炸性氣體混合物。具體為當(dāng)釋放源距地坪的高度不超過(guò)4.5m時(shí)，以釋放源為中心，半徑為4.5m，頂部與釋放源的距離為7.5m，及釋放源至地坪以上的范圍劃為2區(qū)。

2.3可燃性氣體檢測(cè)。《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50028-2006）10.5.3條規(guī)定

在用氣房間鍋爐間及燃?xì)庥?jì)量間內(nèi)應(yīng)設(shè)置可燃?xì)怏w探測(cè)器和報(bào)警裝置，其報(bào)警裝置的主機(jī)裝在正常環(huán)境的控制室內(nèi)。

3工程實(shí)例

天然氣鍋爐房的電氣設(shè)計(jì)就是根據(jù)天然氣鍋爐房的電氣防爆及可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警的兩大特點(diǎn)進(jìn)行的。下面就通過(guò)設(shè)計(jì)的某文化城集中供熱工程探討電氣設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題。

本工程為新建的天然氣鍋爐房，總裝機(jī)容量為42MW，60t/h的熱水鍋爐房，作為冬季營(yíng)業(yè)場(chǎng)所及住宅區(qū)采暖熱源，最大負(fù)荷38MW，工作壓力1.25MPa。選用兩臺(tái)天然氣鍋爐，其中一臺(tái)29MW，40t/h，一臺(tái)14MW，20t/h。該鍋爐房為地上一層，建筑面積1433.1m2，高度：9m，耐火等級(jí)：二級(jí)。鍋爐房?jī)?nèi)設(shè)10kV開(kāi)閉所和低壓配電室。

3.1總體要求

該天然氣鍋爐房總安裝容量為274.0kW，采暖期最大計(jì)算負(fù)荷：有功功率164.0kW。供汽車(chē)城所有營(yíng)業(yè)廳、配套住宅區(qū)生活用氣，停電會(huì)造成較大的損失和影響。按《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052-2009規(guī)定，確定鍋爐房用電等級(jí)為二級(jí)負(fù)荷，鍋爐房10kV開(kāi)閉所由附近地區(qū)35kV變電站不同母線段引兩回路電源供電。兩段進(jìn)線柜相互閉鎖，一回工作，一回備用。只有當(dāng)工作電源故障時(shí)，斷開(kāi)工作電源進(jìn)線柜斷路器及隔離開(kāi)關(guān)，才允許合上備用電源。

由于鍋爐本身用電量不大，因此在控制室內(nèi)設(shè)置鍋爐操作控制臺(tái)，將兩臺(tái)鍋爐的電源集中在操作臺(tái)上并分別操作每臺(tái)鍋爐?？刂剖以O(shè)電話、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。事故排風(fēng)機(jī)除平常的正常啟停外，還須與可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)連鎖，在事故泄露達(dá)到報(bào)警濃度時(shí)能強(qiáng)行啟動(dòng)進(jìn)行排風(fēng)。

3.2鍋爐房?jī)?nèi)電氣設(shè)備選型

由于燃?xì)庥?jì)量間為2區(qū)爆炸性氣體環(huán)境，其相對(duì)的防爆燈具，防爆開(kāi)關(guān)，防爆插座及防爆事故排煙風(fēng)機(jī)均采用隔爆型d級(jí)。照明采用防爆無(wú)極燈在頂板上管吊方式，控制采用防爆開(kāi)關(guān)按區(qū)域分散控制方式。線路為阻燃銅芯塑料線穿鋼管按防爆要求明敷設(shè)。管線在由正常環(huán)境場(chǎng)所進(jìn)入爆炸危險(xiǎn)環(huán)境場(chǎng)所時(shí)，保護(hù)管兩端應(yīng)用密封材料進(jìn)行封堵。

3.3鍋爐房的控制室

鍋爐房控制室最好設(shè)置在前面部位的中心處，并設(shè)有防爆玻璃觀察窗，這樣能全部觀察到鍋爐運(yùn)行情況?？刂剖覂?nèi)設(shè)有照明配電箱，鍋爐配套控制箱、可燃?xì)怏w報(bào)警器等。這些電氣設(shè)備不防爆，但控制室必須采取措施，如果門(mén)開(kāi)向室外，其余墻應(yīng)與鍋爐房隔開(kāi)，如果門(mén)開(kāi)向鍋爐房，控制室應(yīng)采取正壓送風(fēng)措施。

3.4防雷接地

鍋爐房作等電位聯(lián)結(jié)，接地保護(hù)為T(mén)N-S系統(tǒng)，按二類(lèi)防雷設(shè)防。每臺(tái)鍋爐均有一個(gè)引出室外的鋼煙囪，因此，將引出室外的煙囪與基礎(chǔ)接地網(wǎng)可靠連接，利用煙囪本身作為防雷接閃器。防雷接地、保護(hù)接地、防靜電接地等共用接地裝置，接地電阻不大于1歐姆。

4結(jié)束語(yǔ)

燃?xì)忮仩t房以節(jié)約能源、綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，作為現(xiàn)代區(qū)域供熱的首選，其鍋爐房的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，做到節(jié)省電力、人力和能源，還能夠提高運(yùn)行效率，使得人們有一個(gè)舒適的生產(chǎn)、生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

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[4]張明磊.天然氣鍋爐房的電氣設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題，《甘肅科技》.