大跨度鋼結(jié)構(gòu)煤棚電氣設(shè)計(jì)探討

周 彬

(中國(guó)航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司, 北京 100120)

0 引 言

大跨度煤棚作為近幾年出現(xiàn)的建筑構(gòu)體,跨度大、高度高,總體用電負(fù)荷不是很大,但用電負(fù)荷分散,煤棚內(nèi)環(huán)境較惡劣,用電設(shè)備需承受一定的不利環(huán)境的影響,屋面多為壓型鋼板結(jié)構(gòu)或膜結(jié)構(gòu),對(duì)電氣設(shè)計(jì)提出了一定的挑戰(zhàn)[1]?，F(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并無相關(guān)煤棚的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),相關(guān)設(shè)計(jì)工作只能參考相近規(guī)范,這對(duì)電氣設(shè)計(jì)來說是一個(gè)難點(diǎn)。

1 建筑物屬性

1.1 煤棚火災(zāi)危險(xiǎn)性及防火分區(qū)

根據(jù)GB 50229—2019《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》[2]表3.0.1,大跨度煤棚屬于室內(nèi)貯煤場(chǎng),火災(zāi)危險(xiǎn)性為丙類、耐火等級(jí)為二級(jí)。室內(nèi)貯煤廠防火分區(qū)的劃分參見GB 50229—2019《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》第3.0.5條,火災(zāi)危險(xiǎn)性、耐火等級(jí)及防火分區(qū)的定性最終由建筑等相關(guān)專業(yè)確定。

1.2 煤棚爆炸危險(xiǎn)性

煤棚內(nèi)產(chǎn)生粉塵的因素大致有兩個(gè):一個(gè)是斗輪機(jī)挖煤和卸煤的操作,但斗輪機(jī)本體帶有自動(dòng)噴水霧的裝置,整個(gè)輸煤系統(tǒng)不只是輸出煤,也用于卸煤;二是運(yùn)煤車卸煤,至于運(yùn)煤車卸煤,會(huì)存在這種使用情況,但據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn),運(yùn)煤車卸煤時(shí)還從來沒有發(fā)生過粉塵爆炸的情況。

煤場(chǎng)內(nèi)設(shè)置了射霧器,屋頂設(shè)有自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng),這些措施都會(huì)降低爆炸性粉塵爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。而且電廠對(duì)輸煤的維護(hù)很到位,頻次很高,經(jīng)常會(huì)用水沖洗,原則上不按防爆來設(shè)計(jì)。

但是,考慮到有些業(yè)主的顧慮等因素,如項(xiàng)目前期無特殊要求,為了提高安全程度,目前均按照防爆來設(shè)計(jì)。

2 煤棚電氣設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)

2.1 配電間

為了配合煤棚內(nèi)的消防水炮,大多數(shù)煤場(chǎng)附近消防泵房的現(xiàn)有泵組都不滿足要求,需要新增消防泵,消防水泵房一般為地下加地上結(jié)構(gòu)。消防水泵房距煤棚不遠(yuǎn),且消防泵房?jī)?nèi)消防泵為煤棚主要用電負(fù)荷、環(huán)境相對(duì)較好,配電間設(shè)置于消防水泵房一層,消防水泵房一層至煤棚的電氣路由一般經(jīng)架空敷設(shè)。消防水泵房配電間內(nèi)設(shè)置兩個(gè)總進(jìn)線箱,消防負(fù)荷與非消防負(fù)荷分開供電,火災(zāi)狀態(tài)下切除非消防負(fù)荷,上級(jí)電源來自轉(zhuǎn)運(yùn)站或程控樓內(nèi)的變電所。

低壓供電位置示意圖如圖1所示。

圖1 低壓供電位置示意圖

2.2 照 明

2.2.1 普通照明

煤棚內(nèi)燈具按照防爆燈具設(shè)計(jì)。關(guān)于防爆型燈具參數(shù)選擇,GB 50058—2014《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]續(xù)表E中明確煤粉粉塵類防爆組別ⅢC,煤粉防爆型EX tD A21 T130 ℃。但在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 3836.1—2010《爆炸性環(huán)境 第1部分:設(shè)備通用要求》中,只有IIC tD A21的產(chǎn)品與煤粉粉塵環(huán)境21區(qū)相對(duì)應(yīng),GB 50058—2014《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》與目前相關(guān)制造標(biāo)準(zhǔn)的不匹配,造成了在實(shí)際采購(gòu)中有一定困難。

煤場(chǎng)的照度要求一般為50 lx。GB 50660—2011《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》[4]照明系統(tǒng)一節(jié)原文注明,對(duì)照明的相關(guān)要求見DL/T 5390—2014《發(fā)電廠和變電站照明設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》[5]。

DL/T 5390—2014表6.0.1的相關(guān)內(nèi)容如表1所示。其中干煤棚和圓形煤場(chǎng)照度要求為30 lx,但從利于運(yùn)行角度出發(fā)并與業(yè)主溝通后,提高到50 lx。

表1 DL/T 5390—2014表6.0.1的相關(guān)內(nèi)容

煤場(chǎng)內(nèi)的照明需要設(shè)100%的備用照明,普通照明采用雙路電源供電,配電箱末端互投。GB 50229—2019《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》相關(guān)內(nèi)容如表2所示。

表2 GB 50229—2019《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》相關(guān)內(nèi)容

煤場(chǎng)內(nèi)燈具安裝于煤棚的馬道上,方便后期業(yè)主相關(guān)人員檢修,安裝示意圖如圖2所示。

圖2 安裝示意圖

考慮到煤棚面積較大,煤棚正常照明設(shè)手/自動(dòng)控制,可在消防泵房配電箱上手動(dòng)控制啟停,在自動(dòng)狀態(tài)下可通過時(shí)間繼電器、光敏開關(guān)自動(dòng)控制?？刂圃韴D如圖3所示。

圖3 控制原理圖

2.2.2 應(yīng)急照明

煤棚馬道上設(shè)應(yīng)急LED燈,作為疏散照明。

由于儲(chǔ)煤的原因,煤棚內(nèi)無法設(shè)置疏散指示標(biāo)志,因此在各個(gè)大門上設(shè)出口大功率疏散指示燈。

3 防雷接地

煤棚占地面積和跨度較大,高度較高,經(jīng)計(jì)算多為二類防雷。煤棚的圍護(hù)結(jié)構(gòu)分兩種,通常為壓型鋼板,對(duì)外觀效果有特殊要求的采用膜結(jié)構(gòu)。

根據(jù)GB 50058—2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.27條第2款,如利用壓型鋼板作為接閃器,對(duì)厚度核定時(shí)按照下無易燃物來選擇,不低于0.5 mm即可。對(duì)于膜結(jié)構(gòu),可行的措施是采用提前放電接閃桿,既滿足防雷要求,又可減少接閃桿的高度及安裝數(shù)量。

另外,煤棚底部短柱間距很可能大于二類防雷要求的18 m,需要另專設(shè)引下線。

4 結(jié) 語

本文結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范及大跨度煤棚項(xiàng)目的特點(diǎn),從設(shè)計(jì)角度出發(fā),介紹了大跨度煤棚電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)。電氣設(shè)計(jì)需要結(jié)合設(shè)計(jì)時(shí)的行業(yè)及專業(yè)規(guī)范,根據(jù)實(shí)際不同的工程項(xiàng)目及行業(yè)規(guī)范,對(duì)其中的技術(shù)措施修改和完善。