小型液化石油氣站電氣安全設(shè)計(jì)探討

羅贊如

（化工部長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410116）

隨著石油精細(xì)化工的發(fā)展，液化石油氣作為一種新型燃料和基礎(chǔ)化工原料，已越來越受到人們的重視。

它的主要成分是丙烷和丁烷，屬于易燃易爆物品，比空氣比重大，容易在低洼處聚集而形成爆炸危險(xiǎn)源。它具有閃點(diǎn)低，爆炸威力大等特性，在管道流動(dòng)時(shí)也會(huì)因摩擦而產(chǎn)生靜電，罐裝和儲(chǔ)存液化石油氣必須采取多種措施確保安全，電氣專業(yè)在設(shè)計(jì)上需采取多種安全措施。

1 爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)和范圍的劃分

根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》附錄E，液化石油氣站應(yīng)按照以下規(guī)定來劃分生產(chǎn)用電場(chǎng)所的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域范圍和等級(jí)：

（1）液化石油氣站灌裝間用來灌裝液化氣瓶的灌裝嘴或汽車槽車的裝卸口屬第一級(jí)釋放源，其它可能產(chǎn)生氣體泄漏的場(chǎng)所釋放源屬第二級(jí)釋放源。

（2）具有良好通風(fēng)的灌裝間、液化氣瓶倉庫、烴泵房、壓縮機(jī)室等生產(chǎn)性建筑的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)和范圍劃分如圖1，并宜符合下列規(guī)定：

①以釋放源為中心，15m的半徑內(nèi)，地面以上7.5m的高度和7.5m的半徑，頂部與釋放源距離為7.5m的范圍劃為2區(qū)；

②屬于2區(qū)范圍內(nèi)，但在地面以下的坑或溝等低洼處需劃為1區(qū)。

2 供電電源及其配電方式

根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》8.11.1，液化石油氣站內(nèi)的消防水泵和液化石油混氣站、氣化站的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)按國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中相關(guān)“二級(jí)負(fù)荷”的規(guī)定。

宜采用兩回線路供電作為二級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)。當(dāng)?shù)貐^(qū)供電條件困難或者負(fù)荷比較小時(shí)，二級(jí)負(fù)荷可由一回路6kV及以上專用的架空線路供電。當(dāng)項(xiàng)目所在區(qū)域僅有一回路10kV線路，另一回路可采取柴油發(fā)電機(jī)做備用電源，滿足二級(jí)負(fù)荷的要求。

在緊急情況下，在危險(xiǎn)場(chǎng)所外合適的地點(diǎn)或位置應(yīng)采取一種或多種措施對(duì)危險(xiǎn)場(chǎng)所設(shè)備斷電，連續(xù)運(yùn)行設(shè)備除外。

3 爆炸性環(huán)境電氣設(shè)備的選擇

液化石油氣站屬于爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，該場(chǎng)所的電力設(shè)備選擇應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50058 中的相關(guān)規(guī)定。

表1 爆炸性氣體分級(jí)與電氣設(shè)備類別的關(guān)系

表2 II類電氣設(shè)備的溫度組別、最高表面允許溫度和引燃溫度之間的關(guān)系

根據(jù)爆炸性氣體混合物的分級(jí)，丙烷和丁烷級(jí)別都屬于ⅡA類，引燃溫度級(jí)別屬于T2。爆炸性環(huán)境的電力裝置宜將設(shè)備和線路布置在爆炸性環(huán)境以外。當(dāng)需設(shè)在爆炸環(huán)境內(nèi)時(shí)，應(yīng)布置在危險(xiǎn)性較小的地點(diǎn)。防爆炸電氣設(shè)備的引燃組別和級(jí)別不應(yīng)低于該爆炸性氣體環(huán)境所含混合物的引爆組別和級(jí)別，并應(yīng)符合表1、表2的規(guī)定：

通過表1、表2可以得出，液化石油氣站電氣設(shè)備選用ⅡA~C，設(shè)備溫度級(jí)別T2~T6，滿足要求。爆炸危險(xiǎn)區(qū)域范圍劃分清楚之后， 根據(jù)危險(xiǎn)區(qū)域選用相應(yīng)的設(shè)備保護(hù)級(jí)別（EPL）。

4 爆炸性環(huán)境電氣線路的設(shè)計(jì)

在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境內(nèi)，電力電纜截面或絕緣電線的選擇應(yīng)滿足最少截面要求，并需符合以下規(guī)定：

圖1 良好通風(fēng)的生產(chǎn)場(chǎng)所建筑爆炸危險(xiǎn)區(qū)域范圍和等級(jí)劃分

（1）導(dǎo)體允許的載流量不應(yīng)小于熔斷器額定電流或斷路器長(zhǎng)延時(shí)過電流脫扣器整定電流的1.25倍。

（2）1區(qū)內(nèi)單相負(fù)荷的中性線和相線均應(yīng)該裝設(shè)短路保護(hù)，并應(yīng)選取兩極開關(guān)同時(shí)斷開相線和中性線。

在1區(qū)內(nèi)電纜線路嚴(yán)禁有中間接頭，在2區(qū)不應(yīng)有中間接頭。爆炸性氣體環(huán)境不得允許架空電力線路跨越，架空線路與爆炸性氣體環(huán)境的水平距離應(yīng)大于架空線路桿高度的1.5倍。

設(shè)備電機(jī)電源進(jìn)口處與暗敷鋼管采用防爆擾性連接管連接。電纜保護(hù)管兩頭應(yīng)用非燃性纖維石棉絨嚴(yán)密堵塞。相鄰爆炸性環(huán)境之間以及與非危險(xiǎn)環(huán)境之間就進(jìn)行隔離密封。

5 防雷、防靜電及接地

液化石油氣站的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)按《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中“第二類防雷建筑物”的有關(guān)規(guī)定，其中關(guān)于伸出屋面的放散管相關(guān)規(guī)定應(yīng)特別注意。

4.3.2 （2）條規(guī)定： 在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境劃分為0區(qū)和20區(qū)的場(chǎng)所裝有阻火器的排風(fēng)管、呼吸閥、放散管，金屬物體可不裝接閃器，但應(yīng)和屋面防雷裝置相連。

液化石油氣站的設(shè)計(jì)中，工藝專業(yè)使用了較多的放散管來排放泄漏的氣體，并高度伸出了屋面，其不在屋面接閃器的保護(hù)范圍。根據(jù)以上規(guī)范，在加阻火器后，可以直接與屋面防雷裝置相連，這對(duì)于防雷安全應(yīng)尤為注意的。

處于爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的露天鋼質(zhì)封閉氣罐，當(dāng)其罐頂壁厚不小于4mm、高度不大于60m時(shí)，可不裝設(shè)接閃器，但應(yīng)接地且不應(yīng)少于2處，兩接地點(diǎn)間距不宜大于30m，沖擊電阻不大于30Ω。

裝置設(shè)備、工藝管道靜電接地做法參見《化工企業(yè)靜電接地安裝通用圖》CD90B。卸液臺(tái)設(shè)臨時(shí)接地柱，與整個(gè)接地系統(tǒng)相連，供車輛在卸液前除靜電或其它情況臨時(shí)接地使用。

6 可燃?xì)怏w泄漏檢測(cè)

在液化石油氣或者天然氣的實(shí)瓶庫、灌裝間、烴泵房、壓縮機(jī)房、混氣間、氣化室及儲(chǔ)罐區(qū)應(yīng)裝設(shè)可燃?xì)怏w泄漏報(bào)警探測(cè)器和控制器，控制器宜安裝于非爆炸性場(chǎng)所中。當(dāng)可燃?xì)怏w的泄漏濃度達(dá)到報(bào)警濃度時(shí)，報(bào)警器應(yīng)當(dāng)發(fā)出警報(bào)，當(dāng)裝軸流風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)聯(lián)動(dòng)起動(dòng)軸流風(fēng)機(jī)，從而強(qiáng)迫通風(fēng)，將可燃?xì)怏w濃度降低到安全濃度。

檢測(cè)器檢測(cè)比空氣重的可燃?xì)怏w，其安裝高度應(yīng)距地平0.3~0.6m，可采用鋼管和墻上兩種安裝方式。為保證停電的情況下，能連續(xù)監(jiān)測(cè)可燃?xì)怏w泄漏，可燃?xì)怏w泄露報(bào)警系統(tǒng)的控制器應(yīng)采取UPS做備用電源，或者選用自帶蓄電池的可燃?xì)怏w控制器。

[1]GB 50058-2014，爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范[S].