電氣聯(lián)鎖在建筑設(shè)備安裝工程中的應(yīng)用

陳維明 山西八建集團(tuán)有限公司

1 前言

隨著現(xiàn)代社會(huì)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(xiàn)代建筑中，無論是為了居住還是辦公、生產(chǎn)、公共服務(wù)等，首先對區(qū)域環(huán)境溫度調(diào)節(jié)都有較高要求。為了實(shí)現(xiàn)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(jī)房等及內(nèi)部設(shè)備成了非常重要的配套設(shè)施。這些設(shè)備設(shè)施在形成有效溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的安裝施工中，對設(shè)備的電氣安裝要求實(shí)現(xiàn)就地控制、集中控制（在控制機(jī)房設(shè)置操作臺(tái)），設(shè)備“聯(lián)鎖”控制。對系統(tǒng)比較復(fù)雜的工程還要求進(jìn)行自動(dòng)控制。所謂就地控制主要是解決設(shè)備的單機(jī)調(diào)試和設(shè)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(tái)上，解決方便操作的問題。“聯(lián)鎖”自動(dòng)控制要解決設(shè)備運(yùn)行和系統(tǒng)關(guān)鍵閥件的動(dòng)作順序和一些特殊要求問題。采用電器接觸器、時(shí)間繼電器等電器元件及現(xiàn)代集成電路、編程控制器，結(jié)合電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)作聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停

設(shè)備控制的電氣“聯(lián)鎖”，在建筑電氣設(shè)備的安全運(yùn)行中有著非常重要的作用，通過設(shè)備的電氣聯(lián)鎖，不僅能實(shí)現(xiàn)一些簡單的自動(dòng)化運(yùn)行，對保護(hù)設(shè)備有非常積極的作用。通過聯(lián)鎖還可以轉(zhuǎn)化操作步驟，處理好設(shè)備與設(shè)備之間的相互有序聯(lián)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(yùn)行

為了建筑設(shè)備運(yùn)行的安全性，相互關(guān)聯(lián)的設(shè)備控制裝置必須通過電氣執(zhí)行裝置實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。實(shí)踐證明，電氣與設(shè)備安全聯(lián)鎖裝置尤其是在解決空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中控制危險(xiǎn)源的一種重要的技術(shù)措施。

在晉中展覽館工程施工進(jìn)入供暖試運(yùn)行階段時(shí)，發(fā)生過這樣的事。二層的空調(diào)機(jī)組，發(fā)生漏水，發(fā)現(xiàn)時(shí)水從二層順著樓梯已經(jīng)流到了一層。經(jīng)檢查流水的原因是空調(diào)機(jī)組換熱器銅盤管多處發(fā)生裂縫，水從裂縫中流出。

因?yàn)檎褂[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(diào)機(jī)組供熱管道閥門關(guān)閉了。

空調(diào)機(jī)組熱源關(guān)閉后，與機(jī)組連接的新風(fēng)管道閥門仍處于開啟狀態(tài)。在熱源關(guān)閉的情況下，大量的冷風(fēng)仍進(jìn)入機(jī)組與換熱器進(jìn)行熱交換，換熱器銅管內(nèi)的水不能循環(huán)，用不了多少時(shí)間銅盤管就會(huì)凍壞。而這種過程是隱蔽發(fā)生的。因?yàn)槭覂?nèi)溫度高，冷風(fēng)與盤管中的水進(jìn)行熱交換是在機(jī)組內(nèi)部進(jìn)行，不懂專業(yè)是不會(huì)注意的。非專業(yè)人員不會(huì)想到關(guān)閉供熱閥門會(huì)產(chǎn)生凍裂盤管的后果。當(dāng)打開供熱管道閥門，盤管結(jié)冰融化，水便從通關(guān)的裂縫中噴出，造成室內(nèi)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(tái)新風(fēng)機(jī)組盤管凍裂的事故。在太原博物館工地也有一臺(tái)空調(diào)機(jī)組銅盤管凍裂，基本都是因水閥和風(fēng)閥的開閉人工操作失誤造成的。

空調(diào)機(jī)組銅盤管發(fā)生裂縫，一般情況下不會(huì)有別的原因，就是凍裂。冬季在新風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下，調(diào)節(jié)供熱閥門一定要注意，不能完全關(guān)死。檢修時(shí)需要關(guān)死的情況下，必須同時(shí)關(guān)閉新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥門，保證空調(diào)機(jī)組內(nèi)無冷風(fēng)進(jìn)入，或放干銅盤管內(nèi)的水。

要徹底解決換熱器盤管凍裂的問題，就要解決在關(guān)閉供熱系統(tǒng)閥門的情況下，必須同時(shí)關(guān)閉新風(fēng)調(diào)節(jié)閥門，使空調(diào)機(jī)組不再進(jìn)行熱交換。這是保證空調(diào)機(jī)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(dòng)化裝置。連鎖裝置通過電氣控制和電器執(zhí)行機(jī)構(gòu)讓兩個(gè)動(dòng)作形成互相制約的關(guān)系。為了保證空調(diào)機(jī)組在運(yùn)行中正常工作，實(shí)現(xiàn)自控，采用連鎖裝置實(shí)是非常必要的。如果采取把熱水進(jìn)口的比例積分電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與新風(fēng)電動(dòng)調(diào)動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行聯(lián)鎖設(shè)定，在熱水比例積分電動(dòng)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉時(shí)同時(shí)新風(fēng)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，問題就會(huì)解決。換熱器銅管凍裂的事故就會(huì)杜絕。

3 通過電氣聯(lián)鎖解決建筑設(shè)備中的空調(diào)的新風(fēng)量問題

關(guān)于新風(fēng)機(jī)組新風(fēng)量的控制問題也可以通過電氣“聯(lián)鎖”的辦法加以解決。

暖通專業(yè)對于新風(fēng)量的控制非常重視。對于新風(fēng)的供應(yīng)量，一般是在回風(fēng)道上設(shè)置二氧化碳檢測器，根據(jù)二氧化碳?xì)怏w濃度自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)閥門。在沒有二氧化碳報(bào)警器的情況下，要把新風(fēng)量控制在風(fēng)量的25%以下。在冬季，如果增加新風(fēng)量，就會(huì)加大供熱量；在夏季，如果增加新風(fēng)量，就會(huì)加大制冷量，所以加大新風(fēng)量對于節(jié)能而言是非常不利的。由于建設(shè)單位設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的人員中缺少專業(yè)技術(shù)人員，晉中展覽館工地的新風(fēng)閥沒有經(jīng)過調(diào)節(jié)，閥門都處于全開狀態(tài)，這種情況造成的浪費(fèi)是巨大的。保守估計(jì)新風(fēng)閥也應(yīng)最少關(guān)閉1/2。

從衛(wèi)生要求出發(fā)，室內(nèi)每人必須保證有一定的新風(fēng)量，但新風(fēng)量的增加是以增加能耗量為代價(jià)的。有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料指出，當(dāng)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(dǎo)節(jié)能的大背景下，減少新風(fēng)量會(huì)收到顯著的效果。

新風(fēng)量的大小主要根據(jù)室內(nèi)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(fēng)量約為30m3/h左右。以二氧化碳濃度作為指標(biāo)，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?xì)怏w指標(biāo)之外，其他因素良好的條件下可以考慮盡量減少新風(fēng)量。

新風(fēng)量的大小對系統(tǒng)運(yùn)行如此重要，依靠人為的調(diào)節(jié)是不可靠的。更何況一般單位沒有專業(yè)技術(shù)人員，新風(fēng)量的調(diào)節(jié)就不可能通過人工調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。采用電氣控制來完成新風(fēng)調(diào)節(jié)，可以產(chǎn)生事半功倍的效果。其方法是在空調(diào)新風(fēng)機(jī)組新風(fēng)進(jìn)口管道上安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門，并安裝二氧化碳報(bào)警裝置。將二者進(jìn)行“聯(lián)鎖”對新風(fēng)風(fēng)口的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣既可滿足衛(wèi)生方面的要求，又可達(dá)到最大限度的節(jié)能要求，達(dá)到安全運(yùn)行的效果。

4 電氣聯(lián)鎖是防止特定設(shè)備類建筑環(huán)境中誤操作的有效措施

比如鍋爐房設(shè)備（燃煤鍋爐）運(yùn)行中，對設(shè)備的啟動(dòng)順序有一定的要求。鍋爐房的啟動(dòng)順序是：循環(huán)水泵、引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、爐排電機(jī)、上煤機(jī)、除渣機(jī)。而停爐的順序?yàn)椋荷厦簷C(jī)、爐排電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、除渣機(jī)、循環(huán)水泵。設(shè)備專業(yè)對建筑電氣專業(yè)會(huì)提出更高的要求。比如鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)問題，在鍋爐啟動(dòng)時(shí)如果先啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，就會(huì)在爐膛產(chǎn)生瞬間正壓，鍋爐爐膛內(nèi)的灰塵會(huì)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(shí)，如果先關(guān)閉引風(fēng)機(jī)，也會(huì)出現(xiàn)爐膛灰塵噴出的情況。所以就要求在鍋爐啟動(dòng)時(shí)，先啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)，再啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)；在鍋爐停爐時(shí)先停止鼓風(fēng)機(jī)，再停止引風(fēng)機(jī)，使?fàn)t膛始終處于微負(fù)壓狀態(tài)。如果采用在操作臺(tái)上通過按鈕進(jìn)行操作，有可能出現(xiàn)誤操作。而采用電氣聯(lián)鎖，即可解決這一問題。電氣連鎖對于鍋爐運(yùn)行有著非常重要的作用。

空調(diào)工程的制冷站由制冷系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)組成。其主要設(shè)備有：冷水機(jī)組、冷凍循環(huán)水泵、冷卻塔、冷卻塔給水電動(dòng)蝶閥、冷卻循環(huán)水泵等設(shè)備組成。其啟停順序?yàn)椋豪鋮s塔電動(dòng)蝶閥、冷卻水循環(huán)泵、冷水循環(huán)泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)、冷水機(jī)組，系統(tǒng)停車時(shí)順序與上述相反。首先要求的是系統(tǒng)在啟動(dòng)或停止過程中，冷水機(jī)組應(yīng)與相應(yīng)的冷水循環(huán)泵、冷卻循環(huán)泵、冷卻塔進(jìn)行電氣聯(lián)鎖。只有當(dāng)所有附屬設(shè)備及附件都正常運(yùn)行工作后，冷水機(jī)組才能啟動(dòng)；而停車時(shí)的順序正好相反，冷水機(jī)組應(yīng)先停車。

要保證空調(diào)系統(tǒng)的安全征程運(yùn)行，這一類設(shè)備運(yùn)行必須進(jìn)行聯(lián)鎖。按其使用的要求及目的，要采用機(jī)組之間的聯(lián)鎖、設(shè)備運(yùn)行程序聯(lián)鎖以及設(shè)備啟動(dòng)和停車之間的聯(lián)鎖，設(shè)備與閥件之間的聯(lián)鎖。通過電氣聯(lián)鎖滿足工藝要求。

5 電氣聯(lián)鎖能解決常壓鍋爐供熱系統(tǒng)的正常運(yùn)行

在常壓鍋爐供暖系統(tǒng)中，鍋爐的通氣管與大氣聯(lián)通。由于供熱用戶的幾何高度往往高于鍋爐，在運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩種情況。

一是系統(tǒng)在充水時(shí)，系統(tǒng)灌不滿水。當(dāng)水達(dá)到鍋爐通氣管的高度時(shí)，水就會(huì)從通氣管排出，高于通氣管的供暖系統(tǒng)罐不進(jìn)水。

二是在系統(tǒng)灌滿水運(yùn)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(huì)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(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖。電磁閥的鎖閉，使鍋爐與供熱系統(tǒng)可以實(shí)行兩點(diǎn)補(bǔ)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(lián)鎖，使得當(dāng)出現(xiàn)突然停泵情況時(shí)，鍋爐回水管道也會(huì)同時(shí)關(guān)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(xiàn)場臨時(shí)設(shè)施中的應(yīng)用

隨著近年來建筑行業(yè)對施工現(xiàn)場的安全、文明施工和環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，配置的配套設(shè)施也越來越齊全，比如施工現(xiàn)場治理揚(yáng)塵的噴灑設(shè)備的工作啟停，可以通過揚(yáng)塵檢測設(shè)備的檢測信號(hào)通過電氣連鎖控制噴灑設(shè)備啟停實(shí)現(xiàn)自動(dòng)降塵。在基坑降水中，多數(shù)項(xiàng)目靠人工觀察泵管出水情況來控制各降水點(diǎn)水泵的啟停，降水點(diǎn)多時(shí)會(huì)因觀察不及時(shí)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(hào)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(qiáng)度，甚至節(jié)省人工。

7 結(jié)束語

綜上所述，電氣聯(lián)鎖的應(yīng)用能解決設(shè)備安裝工程實(shí)踐中的許多難題。在我們的建筑安裝工程中，其應(yīng)用也越來越廣泛。