電氣聯鎖在建筑設備安裝工程中的應用

陳維明 山西八建集團有限公司

1 前言

隨著現代社會的快速發(fā)展，人類對生活環(huán)境的舒適度要求也越來越高，在現代建筑中，無論是為了居住還是辦公、生產、公共服務等，首先對區(qū)域環(huán)境溫度調節(jié)都有較高要求。為了實現舒適的溫度環(huán)境，建筑物在建造過程中，鍋爐房、熱力站、制冷機房等及內部設備成了非常重要的配套設施。這些設備設施在形成有效溫度調節(jié)系統(tǒng)的安裝施工中，對設備的電氣安裝要求實現就地控制、集中控制（在控制機房設置操作臺），設備“聯鎖”控制。對系統(tǒng)比較復雜的工程還要求進行自動控制。所謂就地控制主要是解決設備的單機調試和設備的維修控制。集中控制就是把所有啟閉裝置整合在操作臺上，解決方便操作的問題?！奥撴i”自動控制要解決設備運行和系統(tǒng)關鍵閥件的動作順序和一些特殊要求問題。采用電器接觸器、時間繼電器等電器元件及現代集成電路、編程控制器，結合電動執(zhí)行機構對系統(tǒng)設備進行動作聯鎖，實現自動啟停

設備控制的電氣“聯鎖”，在建筑電氣設備的安全運行中有著非常重要的作用，通過設備的電氣聯鎖，不僅能實現一些簡單的自動化運行，對保護設備有非常積極的作用。通過聯鎖還可以轉化操作步驟，處理好設備與設備之間的相互有序聯系，避免由于誤操作而引起不必要的事故發(fā)生。

2 電氣連鎖在建筑中的安全運行

為了建筑設備運行的安全性，相互關聯的設備控制裝置必須通過電氣執(zhí)行裝置實現聯動。實踐證明，電氣與設備安全聯鎖裝置尤其是在解決空調系統(tǒng)運行中控制危險源的一種重要的技術措施。

在晉中展覽館工程施工進入供暖試運行階段時，發(fā)生過這樣的事。二層的空調機組，發(fā)生漏水，發(fā)現時水從二層順著樓梯已經流到了一層。經檢查流水的原因是空調機組換熱器銅盤管多處發(fā)生裂縫，水從裂縫中流出。

因為展覽館是大空間建筑，上下樓梯通道多，熱壓作用非常明顯，一樓的熱空氣涌入二層，造成二層展覽室溫度偏高。于是物業(yè)管理員就把二樓空調機組供熱管道閥門關閉了。

空調機組熱源關閉后，與機組連接的新風管道閥門仍處于開啟狀態(tài)。在熱源關閉的情況下，大量的冷風仍進入機組與換熱器進行熱交換，換熱器銅管內的水不能循環(huán)，用不了多少時間銅盤管就會凍壞。而這種過程是隱蔽發(fā)生的。因為室內溫度高，冷風與盤管中的水進行熱交換是在機組內部進行，不懂專業(yè)是不會注意的。非專業(yè)人員不會想到關閉供熱閥門會產生凍裂盤管的后果。當打開供熱管道閥門，盤管結冰融化，水便從通關的裂縫中噴出，造成室內被水淹。

而凍壞盤管的情況在展覽館工地并不是第一次。在太原煤炭交易中心工地，發(fā)生過兩臺新風機組盤管凍裂的事故。在太原博物館工地也有一臺空調機組銅盤管凍裂，基本都是因水閥和風閥的開閉人工操作失誤造成的。

空調機組銅盤管發(fā)生裂縫，一般情況下不會有別的原因，就是凍裂。冬季在新風系統(tǒng)運行的情況下，調節(jié)供熱閥門一定要注意，不能完全關死。檢修時需要關死的情況下，必須同時關閉新風進風閥門，保證空調機組內無冷風進入，或放干銅盤管內的水。

要徹底解決換熱器盤管凍裂的問題，就要解決在關閉供熱系統(tǒng)閥門的情況下，必須同時關閉新風調節(jié)閥門，使空調機組不再進行熱交換。這是保證空調機組安全的工作有效辦法。但是這種情況通過人工控制存在漏洞，可以采用安全連鎖裝置加以解決。

安全連鎖裝置適用于安全目的的自動化裝置。連鎖裝置通過電氣控制和電器執(zhí)行機構讓兩個動作形成互相制約的關系。為了保證空調機組在運行中正常工作，實現自控，采用連鎖裝置實是非常必要的。如果采取把熱水進口的比例積分電動調節(jié)閥與新風電動調動調節(jié)閥進行聯鎖設定，在熱水比例積分電動調節(jié)閥關閉時同時新風調節(jié)閥關閉，問題就會解決。換熱器銅管凍裂的事故就會杜絕。

3 通過電氣聯鎖解決建筑設備中的空調的新風量問題

關于新風機組新風量的控制問題也可以通過電氣“聯鎖”的辦法加以解決。

暖通專業(yè)對于新風量的控制非常重視。對于新風的供應量，一般是在回風道上設置二氧化碳檢測器，根據二氧化碳氣體濃度自動調節(jié)新風閥門。在沒有二氧化碳報警器的情況下，要把新風量控制在風量的25%以下。在冬季，如果增加新風量，就會加大供熱量；在夏季，如果增加新風量，就會加大制冷量，所以加大新風量對于節(jié)能而言是非常不利的。由于建設單位設備運行維護的人員中缺少專業(yè)技術人員，晉中展覽館工地的新風閥沒有經過調節(jié)，閥門都處于全開狀態(tài)，這種情況造成的浪費是巨大的。保守估計新風閥也應最少關閉1/2。

從衛(wèi)生要求出發(fā)，室內每人必須保證有一定的新風量，但新風量的增加是以增加能耗量為代價的。有關統(tǒng)計資料指出，當夏季室溫26℃，相對濕度60%；冬季溫度22℃，相對濕度55%的情況下，處理1kg室外空氣需冷量9.2kW·h；熱量12.7kW·h。在國家倡導節(jié)能的大背景下，減少新風量會收到顯著的效果。

新風量的大小主要根據室內允許二氧化碳濃度確定，二氧化碳濃度取0.1%（1000ppm），每人所需新風量約為30m3/h左右。以二氧化碳濃度作為指標，不僅考慮了二氧化碳對人體的有害影響，也綜合考慮溫濕度、臭氣和粉塵等其他污染因素的影響。在滿足了二氧化碳氣體指標之外，其他因素良好的條件下可以考慮盡量減少新風量。

新風量的大小對系統(tǒng)運行如此重要，依靠人為的調節(jié)是不可靠的。更何況一般單位沒有專業(yè)技術人員，新風量的調節(jié)就不可能通過人工調節(jié)實現。采用電氣控制來完成新風調節(jié)，可以產生事半功倍的效果。其方法是在空調新風機組新風進口管道上安裝電動調節(jié)閥門，并安裝二氧化碳報警裝置。將二者進行“聯鎖”對新風風口的開度進行調節(jié)。這樣既可滿足衛(wèi)生方面的要求，又可達到最大限度的節(jié)能要求，達到安全運行的效果。

4 電氣聯鎖是防止特定設備類建筑環(huán)境中誤操作的有效措施

比如鍋爐房設備（燃煤鍋爐）運行中，對設備的啟動順序有一定的要求。鍋爐房的啟動順序是：循環(huán)水泵、引風機、鼓風機、爐排電機、上煤機、除渣機。而停爐的順序為：上煤機、爐排電機、鼓風機、引風機、除渣機、循環(huán)水泵。設備專業(yè)對建筑電氣專業(yè)會提出更高的要求。比如鼓風機和引風機的啟動問題，在鍋爐啟動時如果先啟動鼓風機，就會在爐膛產生瞬間正壓，鍋爐爐膛內的灰塵會從爐門、檢查口及各處的縫隙噴出來，造成鍋爐房空氣污染。在鍋爐停爐時，如果先關閉引風機，也會出現爐膛灰塵噴出的情況。所以就要求在鍋爐啟動時，先啟動引風機，再啟動鼓風機；在鍋爐停爐時先停止鼓風機，再停止引風機，使爐膛始終處于微負壓狀態(tài)。如果采用在操作臺上通過按鈕進行操作，有可能出現誤操作。而采用電氣聯鎖，即可解決這一問題。電氣連鎖對于鍋爐運行有著非常重要的作用。

空調工程的制冷站由制冷系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)組成。其主要設備有：冷水機組、冷凍循環(huán)水泵、冷卻塔、冷卻塔給水電動蝶閥、冷卻循環(huán)水泵等設備組成。其啟停順序為：冷卻塔電動蝶閥、冷卻水循環(huán)泵、冷水循環(huán)泵、冷卻塔風機、冷水機組，系統(tǒng)停車時順序與上述相反。首先要求的是系統(tǒng)在啟動或停止過程中，冷水機組應與相應的冷水循環(huán)泵、冷卻循環(huán)泵、冷卻塔進行電氣聯鎖。只有當所有附屬設備及附件都正常運行工作后，冷水機組才能啟動；而停車時的順序正好相反，冷水機組應先停車。

要保證空調系統(tǒng)的安全征程運行，這一類設備運行必須進行聯鎖。按其使用的要求及目的，要采用機組之間的聯鎖、設備運行程序聯鎖以及設備啟動和停車之間的聯鎖，設備與閥件之間的聯鎖。通過電氣聯鎖滿足工藝要求。

5 電氣聯鎖能解決常壓鍋爐供熱系統(tǒng)的正常運行

在常壓鍋爐供暖系統(tǒng)中，鍋爐的通氣管與大氣聯通。由于供熱用戶的幾何高度往往高于鍋爐，在運行時會出現兩種情況。

一是系統(tǒng)在充水時，系統(tǒng)灌不滿水。當水達到鍋爐通氣管的高度時，水就會從通氣管排出，高于通氣管的供暖系統(tǒng)罐不進水。

二是在系統(tǒng)灌滿水運行中，如果突然停電而引起循環(huán)水泵停止工作，由于系統(tǒng)高于鍋爐，供暖系統(tǒng)中的水就會從鍋爐通氣管溢出，造成供暖系統(tǒng)不能正常工作。

解決的辦法是：在鍋爐回水干管上安裝電磁閥，并與鍋爐循環(huán)水泵實現聯鎖。電磁閥的鎖閉，使鍋爐與供熱系統(tǒng)可以實行兩點補水，互不干擾，滿足系統(tǒng)注滿水的要求。循環(huán)泵與電磁閥的聯鎖，使得當出現突然停泵情況時，鍋爐回水管道也會同時關閉。解決了供暖系統(tǒng)停泵失水的問題。

6 電氣連鎖在施工現場臨時設施中的應用

隨著近年來建筑行業(yè)對施工現場的安全、文明施工和環(huán)境保護的要求越來越高，配置的配套設施也越來越齊全，比如施工現場治理揚塵的噴灑設備的工作啟停，可以通過揚塵檢測設備的檢測信號通過電氣連鎖控制噴灑設備啟停實現自動降塵。在基坑降水中，多數項目靠人工觀察泵管出水情況來控制各降水點水泵的啟停，降水點多時會因觀察不及時發(fā)生燒壞水泵情況，給降水工作帶來不便，采用水位探測器信號控制與水泵啟停電氣連鎖，既解決了燒泵問題又可以降低人工工作強度，甚至節(jié)省人工。

7 結束語

綜上所述，電氣聯鎖的應用能解決設備安裝工程實踐中的許多難題。在我們的建筑安裝工程中，其應用也越來越廣泛。