石油天然氣站場中六氟化硫電氣設(shè)備室的通風(fēng)設(shè)計(jì)

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

石油天然氣站場中六氟化硫電氣設(shè)備室的通風(fēng)設(shè)計(jì)

張維娜

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

六氟化硫電氣設(shè)備室的通風(fēng)包括兩方面，一方面是排除SF6氣體的正常通風(fēng)及事故通風(fēng)，另一方面是排除火災(zāi)后煙氣的事故通風(fēng)系統(tǒng)。SF6比空氣重，排除方式主要采用下部排風(fēng)，火災(zāi)后煙氣采用屋頂風(fēng)機(jī)排除。

六氟化硫；電氣設(shè)備；通風(fēng)設(shè)計(jì)

1 六氟化硫的性質(zhì)和危害

SF6是一種性能優(yōu)良的氣體絕緣與滅弧介質(zhì)，廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備中。石油天然氣站場建設(shè)中，經(jīng)常有使用SF6做絕緣介質(zhì)的電氣設(shè)備房間，如GIS室等。純的SF6是一種無色、無味、無臭、無毒的不可燃、可壓縮的液化惰性氣體。其化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定，微溶于水，分子量是140（密度約為空氣的4.86倍）。在生產(chǎn)SF6氣體時(shí)會伴隨有多種有毒氣體產(chǎn)生，并會混入產(chǎn)品氣中。SF6在電氣設(shè)備中經(jīng)電暈、火花發(fā)電及高電壓大電流電弧的作用下，由于雜質(zhì)的存在（尤其是水分的存在）使SF6氣體中產(chǎn)生多種由硫、氟、氧、氫、碳元素組成的化合物，其中相當(dāng)部分具有腐蝕性，刺激性和毒性。這些有毒有害氣體的存在，不僅會使電氣設(shè)備的性能劣化，而且會危害運(yùn)行檢修人員的人身安全。

2 六氟化硫電氣設(shè)備室的通風(fēng)設(shè)計(jì)

為了避免工作人員中毒事故的發(fā)生，SF6電氣設(shè)備室應(yīng)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)。排除SF6的機(jī)械通風(fēng)分為正常通風(fēng)和事故通風(fēng)，除此以外，SF6電氣設(shè)備室還應(yīng)設(shè)置排除火災(zāi)后煙氣的事故通風(fēng)裝置，用于排除火災(zāi)被撲滅后室內(nèi)殘余的煙氣。

下面以某儲氣庫工程為例，簡述GIS室（含有SF6氣體絕緣設(shè)備）的通風(fēng)設(shè)計(jì)。

2.1 排除SF6的正常通風(fēng)

參照《火力發(fā)電廠采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》及《火力發(fā)電廠及變電所供暖通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)手冊》規(guī)定，SF6電氣設(shè)備室正常運(yùn)行時(shí)通風(fēng)次數(shù)不少于2次/小時(shí)。

排風(fēng)采用軸流風(fēng)機(jī)，排風(fēng)口設(shè)在房間下部（軸流風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口下緣距室內(nèi)地面100～200mm）。軸流風(fēng)機(jī)室內(nèi)部分設(shè)鐵絲防護(hù)網(wǎng)，室外部分接出風(fēng)彎管直接排放，但應(yīng)考慮排放地點(diǎn)為無人員停留或無人經(jīng)常通行處。

進(jìn)風(fēng)采用自然進(jìn)風(fēng)，在外墻上部設(shè)防雨百葉窗。進(jìn)風(fēng)百葉窗的有效面積應(yīng)保證風(fēng)速不大于2.5m/s。進(jìn)風(fēng)百葉窗位置應(yīng)避免與上部的排風(fēng)機(jī)氣流短路。

2.2 排除SF6的事故通風(fēng)

根據(jù)規(guī)范規(guī)定，SF6電氣設(shè)備室應(yīng)設(shè)置事故通風(fēng)。事故通風(fēng)次數(shù)不少于4次/小時(shí)。

由于事故狀態(tài)時(shí)，外逸的有害氣體成分復(fù)雜，大多數(shù)比空氣重，只有一種氟化氫氣體比空氣輕，會上升到上部空間，但很快會反應(yīng)生成SF6分子下沉到室內(nèi)下部。所以，排風(fēng)仍以房間下部為主，為安全起見，兼顧上部排風(fēng)。

本次設(shè)計(jì)中事故通風(fēng)系統(tǒng)為房間上部設(shè)屋頂風(fēng)機(jī)，下部設(shè)軸流風(fēng)機(jī)。

事故排風(fēng)由經(jīng)常使用的下部排風(fēng)系統(tǒng)和上部排風(fēng)系統(tǒng)共同保證。

2.3 火災(zāi)后的排煙通風(fēng)量

根據(jù)《35kV～110kV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：SF6電氣設(shè)備室應(yīng)設(shè)置不少于10次/小時(shí)的事故排煙通風(fēng)量。排煙通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)為屋頂風(fēng)機(jī)。

綜上所述，GIS室的通風(fēng)平面圖如圖1所示：

3 其它需說明的問題

3.1 《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》及《35kV～110kV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：“室內(nèi)空氣中SF6的含量不得超過6000mg/m3，……”，但不論正常運(yùn)行還是事故狀態(tài)，SF6的散發(fā)量很難估算，因此無法準(zhǔn)確計(jì)算空氣中氣體濃度，只能以換氣次數(shù)確定通風(fēng)量。

3.2 SF6電氣設(shè)備室應(yīng)設(shè)氣體檢測和聯(lián)鎖報(bào)警裝置，并與排除SF6的通風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖。同時(shí)還需設(shè)置火災(zāi)探測及報(bào)警裝置，發(fā)生火災(zāi)時(shí)自動(dòng)切斷所有風(fēng)機(jī)電源。排除火災(zāi)后煙氣的通風(fēng)機(jī)不需聯(lián)鎖，只手動(dòng)開啟。

3.3 寒冷地區(qū)或嚴(yán)寒地區(qū)，冬季氣溫很低，為防止室內(nèi)溫度過低，可以采用電動(dòng)聯(lián)鎖百葉窗，與風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)開啟。在極端天氣時(shí)可以關(guān)閉一定數(shù)量的百葉窗，保證室內(nèi)環(huán)境清潔，電氣設(shè)備安全運(yùn)行。

3.4 關(guān)于進(jìn)風(fēng)百葉窗的位置，《火力發(fā)電廠及變電所供暖通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)手冊》中推薦的做法是：進(jìn)風(fēng)百葉窗設(shè)在房間外墻的下部，底部距室外地坪應(yīng)大于300mm。由于正常排風(fēng)的風(fēng)機(jī)也在房間下部，容易造成短路。為了氣流組織更有效，本次設(shè)計(jì)在房間外墻上部設(shè)防雨百葉窗，形成上進(jìn)下出的氣流走向。

圖1

3.5 進(jìn)風(fēng)百葉窗的設(shè)置可適當(dāng)減少。正常通風(fēng)時(shí)，屋頂?shù)呐艧熗L(fēng)機(jī)及SF6的事故通風(fēng)機(jī)均處于停運(yùn)狀態(tài)，其在負(fù)壓下均可作為進(jìn)風(fēng)孔隙。按SF6的正常通風(fēng)量計(jì)算百葉窗的有效面積即可。

3.6 規(guī)范中對事故排風(fēng)中上部或下部各排除多少次沒有做硬性規(guī)定，只規(guī)定總的通風(fēng)次數(shù)不少于4次/小時(shí)，至于下部和上部分別是幾次，由設(shè)計(jì)人自行確定。根據(jù)其散發(fā)有害物的密度，本次設(shè)計(jì)中事故通風(fēng)量的2/3在房間下部，1/3在房間上部。

結(jié)語

SF6電氣設(shè)備室的通風(fēng)主要分為兩套系統(tǒng)，SF6氣體的正常通風(fēng)與事故通風(fēng)系統(tǒng)、火災(zāi)后的排煙系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)均不能省略也無法合并，但其中的個(gè)別風(fēng)機(jī)（屋頂風(fēng)機(jī)）可以共用。排風(fēng)機(jī)應(yīng)與SF6氣體檢測和報(bào)警裝置聯(lián)鎖，排風(fēng)機(jī)的運(yùn)行或故障狀態(tài)信號應(yīng)上傳至中央控制室。

[1]GB50019—2003，采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]DL/T5035—2004，火力發(fā)電廠采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].

[3]GB50059—2011，35kV～110kV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]GBZ1-2010，工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].

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