石油化工廠低壓消防泵的配電設(shè)計(jì)

林洪亮

（江門市優(yōu)美科長(zhǎng)信新材料有限公司，廣東 江門 529000）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，石油化工廠也隨之蓬勃發(fā)展，規(guī)模不斷地?cái)U(kuò)大，取得了不錯(cuò)的成績(jī)。石油化工廠存在一定的火災(zāi)安全隱患，為了防范火災(zāi)危害，需要在廠內(nèi)合理設(shè)置消防泵，完善石油化工廠的消防管網(wǎng)系統(tǒng)，以便于提供充足的消防水源，在火災(zāi)發(fā)生的第一時(shí)間控制火情，避免其蔓延，降低火災(zāi)帶來(lái)的不利影響。在進(jìn)行石油化工廠低壓消防泵設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要關(guān)注于配電部分的設(shè)計(jì)，需嚴(yán)格把控每一個(gè)環(huán)節(jié)，確保消防泵能夠正常運(yùn)行。需加強(qiáng)對(duì)石油化工廠低壓消防泵配電設(shè)計(jì)的研究，優(yōu)化配電設(shè)計(jì)，制定適宜的配電方案，滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，從而提高石油化工廠的消防安全系數(shù)，推動(dòng)石油化工廠的可持續(xù)發(fā)展。

1 消防電源的選擇

在石油化工廠進(jìn)行低壓消防泵設(shè)計(jì)時(shí)，一定要嚴(yán)格按照《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的要求來(lái)執(zhí)行作業(yè)，需選擇適宜的消防電源。當(dāng)電源成為消防泵房相關(guān)設(shè)備的源動(dòng)力時(shí)，就要嚴(yán)格按照規(guī)定的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求來(lái)執(zhí)行作業(yè)，必須滿足負(fù)荷供電要求。

以某石油化工廠的低壓消防泵電氣系統(tǒng)為例，其主要采用了兩路電源，一路電源是埋設(shè)阻燃電纜，與消防泵雙電源切換控制柜相連接，另一路電源則是使用柴油發(fā)電機(jī)。柴油發(fā)電機(jī)組有著較大的容量，不僅能夠進(jìn)行并機(jī)運(yùn)行，而且供電持續(xù)時(shí)間相對(duì)來(lái)說(shuō)較長(zhǎng)，能夠進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)行，不受電網(wǎng)限制，即使電網(wǎng)出現(xiàn)故障，其依然能夠保持運(yùn)行狀態(tài)，具有較高的可靠性。這對(duì)于某些區(qū)域的石油化工廠來(lái)說(shuō)非常重要，因?yàn)椴糠謪^(qū)域不穩(wěn)定的供電系統(tǒng)，會(huì)對(duì)廠內(nèi)消防泵房的使用造成較大的影響，將柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源，可起到有效的防范作用，一旦突發(fā)事故能夠做好應(yīng)急工作[1]。與此同時(shí)，還可進(jìn)一步優(yōu)化低壓系統(tǒng)，于停電的時(shí)候使用一些重要負(fù)荷。雖然柴油發(fā)電機(jī)作為低壓消防泵的電源，能夠有不錯(cuò)的供電效果，也被廣泛應(yīng)用，但是在實(shí)際推廣和普及工程中仍然存在著一定的問(wèn)題，主要在于柴油發(fā)電機(jī)的占地面積偏大，而且儲(chǔ)油間存在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，需要對(duì)柴油發(fā)電機(jī)本身進(jìn)行防火處理，另外在柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，噪聲過(guò)大，需要解決排煙、振動(dòng)等問(wèn)題，并且創(chuàng)造良好的通風(fēng)、防潮防凍環(huán)境。柴油發(fā)電機(jī)的中斷時(shí)間在十五秒內(nèi)，這并不適用于一些允許中斷時(shí)間較高的場(chǎng)合。

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，除了使用柴油發(fā)電機(jī)來(lái)作為低壓消防泵的電源之外，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也成為當(dāng)下備受關(guān)注的選擇之一。同柴油發(fā)電機(jī)相比，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間比較快，只需要十毫秒，而且后續(xù)運(yùn)行管理工作較為簡(jiǎn)單，即使是在無(wú)人值守的環(huán)境下，仍然能夠保持安全的運(yùn)行狀態(tài)，充分發(fā)揮了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的作用，有利于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。柴油發(fā)電機(jī)則必須有人值守，定期對(duì)其進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)。與此同時(shí)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候，不會(huì)造成噪聲污染，無(wú)需進(jìn)行排氣、排煙，而且也沒(méi)有較大的振動(dòng)性，具有較高的短時(shí)過(guò)載能力，有效保護(hù)了低壓消防泵中的各項(xiàng)設(shè)備，容易與設(shè)備功率相匹配，前期的投資成本并不高[2]。

基于上述幾種不同的供電方式，石油化工廠可以根據(jù)自身的規(guī)模以及資金條件來(lái)選擇適宜的電源方式，以便于在各種情況下都能夠給低壓消防泵供電，確保其正常運(yùn)行。

2 消防泵的配電級(jí)數(shù)問(wèn)題

在石油化工廠進(jìn)行低壓消防泵配電設(shè)計(jì)的時(shí)候，還應(yīng)當(dāng)重視消防泵的配電級(jí)數(shù)問(wèn)題。在分析配電裝置的時(shí)候，一級(jí)配電指的是進(jìn)線總開(kāi)關(guān)、饋出分開(kāi)關(guān)的總合，進(jìn)線開(kāi)關(guān)無(wú)論是采用何種設(shè)備，都不會(huì)對(duì)配電級(jí)數(shù)產(chǎn)生影響。按照相關(guān)規(guī)定要求，所設(shè)計(jì)的低壓消防泵配方案中，應(yīng)當(dāng)注重變壓器二次側(cè)和用電設(shè)備之間的低壓配電級(jí)數(shù)，一般來(lái)說(shuō)不能超過(guò)三級(jí)[3]。通常情況下，配電級(jí)數(shù)越少，消防設(shè)備的配電系統(tǒng)運(yùn)行愈發(fā)穩(wěn)定，可靠性越高，故障概率會(huì)下降。我國(guó)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范中要求在安裝消防用電設(shè)備的時(shí)候，所采用的供電回路要是專用回路，即使生活、生產(chǎn)用電都被切斷，也需確保消防設(shè)備仍然有充足的供電。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員容易在確定專用回路起點(diǎn)的時(shí)候出現(xiàn)問(wèn)題，要注意的是，如果采用的是外設(shè)變電所建筑物，那么需將建筑物總配電間低壓配電柜的饋出線端作為專用回路起點(diǎn)；如若是內(nèi)設(shè)變電所建筑物，則應(yīng)當(dāng)將變電所低壓配電柜的饋出線端作為專用回路起點(diǎn)。另外，部分設(shè)計(jì)中還會(huì)增設(shè)一級(jí)配電，這需要進(jìn)一步深入研究相關(guān)規(guī)范，按照要求來(lái)操作，不可違反規(guī)定。

3 石油化工廠低壓消防泵的配電設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1 應(yīng)用雙電源切換、消防泵電機(jī)啟動(dòng)方式

對(duì)于石油化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，其在進(jìn)行消防設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要有效設(shè)計(jì)重要消防低壓用電設(shè)備的供電，應(yīng)實(shí)現(xiàn)最末一級(jí)配電裝置和配電箱的自動(dòng)切換。這就要求石油化工廠在進(jìn)行低壓消防泵配電設(shè)計(jì)的時(shí)候，不僅要采用雙電源模式，還要實(shí)現(xiàn)電源的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，才能滿足當(dāng)下石油化工廠的供電負(fù)荷要求。

雙電源切換方式是從兩路進(jìn)行供電，一路是依賴于市政電網(wǎng)進(jìn)行供電，另一路則是自備應(yīng)急電源，前者屬于常用電路，而后者則是備用電路，后者一般是在前者電路發(fā)生故障，或是突發(fā)停電的情況下啟用。需引出低壓電源到雙電源的自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，以便于常用電無(wú)效時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換至備用電源。在相關(guān)規(guī)定中將低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器分為了三大類：一類是PC 級(jí)，這類自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)具有接通、承載能力，一般不用于分?jǐn)喽搪冯娏髦校洳痪邆淞己玫谋Ｗo(hù)功能，優(yōu)勢(shì)在于有著較高的耐受力，可提高消防負(fù)荷供電的穩(wěn)定性；一類是CB 級(jí)。這類自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的主觸頭可用于接通分?jǐn)喽搪冯娏鳎哂卸搪繁Ｗo(hù)功能；另一類是CC 級(jí)，目前這類自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的應(yīng)用并不多，接觸器組成了其主體部分，不具備較好的穩(wěn)定性[4]。

就當(dāng)前而言，一體式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是雙電源切換的主流類型，其將開(kāi)關(guān)、邏輯控制融合在一起，不需要另外添加控制器，便能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)電一體化的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。但這類開(kāi)關(guān)無(wú)法進(jìn)行電流保護(hù)，是PC 級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的一種，所需要的轉(zhuǎn)換時(shí)間較短，而且是通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)進(jìn)行開(kāi)關(guān)切換，啟動(dòng)和運(yùn)行都較為穩(wěn)定。開(kāi)關(guān)中還設(shè)計(jì)了機(jī)電聯(lián)鎖裝置，能夠進(jìn)行自投自復(fù)、失壓欠壓、自動(dòng)轉(zhuǎn)換等操作，進(jìn)一步強(qiáng)化了雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換的功能性。

當(dāng)石油化工廠發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，僅剩消防設(shè)備供電回路運(yùn)行，仍然保持著供電功能，其他供電線路都被強(qiáng)行切斷電源，變壓器也專供消防負(fù)荷。如若消防配電和消防泵房距離相隔較近，配電線壓降小，那么電機(jī)便能夠迅速啟動(dòng)，即使是實(shí)施二次線路接線也并不復(fù)雜，不需要過(guò)多的電器元件，后期維護(hù)難度不大，所投入的資金也并不太多。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)科學(xué)設(shè)計(jì)降壓?jiǎn)?dòng)，充分發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，以軟起動(dòng)方式最佳。

3.2 線路選擇和電纜敷設(shè)

在選擇低壓消防泵的配電線路和控制線路時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定來(lái)執(zhí)行作業(yè)?？筛鶕?jù)建筑級(jí)別來(lái)實(shí)施有效的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)保護(hù)工作，充分發(fā)揮礦物絕緣電纜的作用。消防設(shè)備配電設(shè)計(jì)中，無(wú)論是分支線路，還是控制線路，都應(yīng)當(dāng)選擇耐火等級(jí)高的電線、電纜。在實(shí)際設(shè)計(jì)和執(zhí)行過(guò)程中，必須貫徹落實(shí)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，不可用一般的耐火電纜代替規(guī)定的絕緣電纜，在設(shè)計(jì)控制線路的時(shí)候應(yīng)當(dāng)充分考慮供電干線的耐火等級(jí)，需要與之相匹配，而不只是應(yīng)用一般阻燃控制電纜。大部分的配電設(shè)計(jì)人員都能夠根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是在設(shè)計(jì)電源端進(jìn)線的時(shí)候，其也很容易出現(xiàn)偏差。所選擇的普通電纜并不能滿足于石油化工廠低壓消防泵的配電設(shè)計(jì)要求，無(wú)法確保前端電源進(jìn)線的正常供電，以至于消防泵無(wú)法使用，成為擺設(shè)[5]。

除此之外，還應(yīng)當(dāng)注重電纜敷設(shè)施工部分。一般情況下，石油化工廠的消防泵房都是采用獨(dú)立設(shè)計(jì)形式，與配電室、開(kāi)閉所的距離并不是很近。但消防泵在應(yīng)用過(guò)程中需要配備雙回路電力，以便于做好供電工作，因此部分設(shè)計(jì)人員選擇了普通的電力電纜來(lái)進(jìn)行敷設(shè)。但在當(dāng)今環(huán)境下敷設(shè)電纜的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)淘汰落后的設(shè)計(jì)理念，形成良好的學(xué)習(xí)意識(shí)，要做到與時(shí)俱進(jìn)，以便于全面了解新的設(shè)計(jì)規(guī)范和要求。在《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》中，對(duì)于電纜的敷設(shè)有明確的規(guī)定。在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，需要于一段時(shí)間內(nèi)維持通電的回路，若采取電纜明敷方式，那么一定要選擇耐火性較強(qiáng)的電纜材料。另外，不可盲目選擇普通電纜進(jìn)行敷設(shè)，否則可能造成石油化工廠低壓消防泵配電設(shè)計(jì)中出現(xiàn)安全隱患，不利于提高其防火性，必須對(duì)配電電纜做好防火保護(hù)工作。

4 石油化工消防泵房的配電設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用

在進(jìn)行石油化工消防泵房配電設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要做到以下幾點(diǎn)：

一是要明確配電設(shè)計(jì)依據(jù)。設(shè)計(jì)人員在制定配電設(shè)計(jì)方案的時(shí)候，需要全面了解與石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，遵循其中的各項(xiàng)規(guī)章制度，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行作業(yè)。比如說(shuō)，對(duì)于大中型石油化工廠來(lái)說(shuō)，其所設(shè)計(jì)的消防水泵房的用電負(fù)荷應(yīng)當(dāng)是一級(jí)負(fù)荷，必須重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)性較高的化工工藝、化學(xué)品等，把控好危險(xiǎn)源。與此同時(shí)，還要遵循相關(guān)安全條款，實(shí)施科學(xué)的防火措施，根據(jù)實(shí)際情況和要求來(lái)確定消防用電的負(fù)荷，以提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性[6]。

二是在給消防泵房供電的時(shí)候，需進(jìn)一步確定負(fù)荷等級(jí)。一級(jí)負(fù)荷要實(shí)施雙重電源供電，設(shè)計(jì)兩路供電線路，當(dāng)一路發(fā)生故障的時(shí)候，另一路不會(huì)受到影響，并且能夠及時(shí)向消防泵提供電力，同時(shí)兩個(gè)線路都要并入末端配電箱中進(jìn)行自動(dòng)切換；二級(jí)負(fù)荷供電系統(tǒng)需要兩個(gè)回路來(lái)供電，其不需要備份電源，但是線路需要并入末端配電箱中，以便于切換。無(wú)論是一級(jí)還是二級(jí)負(fù)荷，都需要線路和電源具有獨(dú)立性，兩者之間有一定的聯(lián)系和區(qū)別，一級(jí)負(fù)荷中的雙重電源可以來(lái)自不同的電網(wǎng)，但如若其中一個(gè)電源發(fā)生問(wèn)題，另一個(gè)絕對(duì)不能中斷；二級(jí)負(fù)荷的雙回路電源則只要求線路之間的獨(dú)立性，無(wú)其他要求，通常運(yùn)用于一些中小型發(fā)電廠中，可由一路六千伏以上的專用架空線路供電。

三是在確定電源來(lái)源的時(shí)候，同樣要根據(jù)相關(guān)規(guī)定來(lái)執(zhí)行作業(yè)。低壓總配電室、低壓消防泵需采用專用供電回路，而照明、電力、消防等其他系統(tǒng)的用電負(fù)荷，則可以根據(jù)實(shí)際要求來(lái)確定是使用專用供電回路還是使用配電系統(tǒng)，需遵循民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。另外，如若在設(shè)計(jì)過(guò)程中建筑使用了低壓進(jìn)線，還需要判斷是否要設(shè)立單獨(dú)的消防進(jìn)線。需要注意的是，無(wú)論是從變電所或是使用低壓電纜進(jìn)線，消防設(shè)備的專用供電回路必須使用單獨(dú)的饋電斷路器[7]。

四是選擇適宜的供電方式。在給石油化工低壓消防泵進(jìn)行配電設(shè)計(jì)的時(shí)候，可根據(jù)實(shí)際情況來(lái)為其設(shè)計(jì)適宜的供電方案，需于配電線路的最末一級(jí)配電箱中實(shí)現(xiàn)電源的自動(dòng)切換。然而這種方式并不太符合消防應(yīng)急照明系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，不可將應(yīng)急照明配電箱接入系統(tǒng)以外的開(kāi)關(guān)裝置中，其所產(chǎn)生的負(fù)荷會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生功能性影響，而且無(wú)法確定負(fù)載類型，會(huì)導(dǎo)致應(yīng)急啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)。

五是在配電設(shè)計(jì)過(guò)程中，還需要關(guān)注于消防泵的過(guò)載和堵轉(zhuǎn)。石油化工廠中消防泵設(shè)備十分重要，是電氣設(shè)備中的主要組成部分，如若消防泵的供電出現(xiàn)問(wèn)題，或是線路負(fù)荷過(guò)大，都會(huì)造成不可預(yù)估的損失。在運(yùn)行消防泵的時(shí)候，斷路器過(guò)載一般都只是對(duì)信號(hào)進(jìn)行保護(hù)，而不會(huì)切換電源。但消防泵在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，會(huì)存在電動(dòng)機(jī)過(guò)載、堵轉(zhuǎn)等問(wèn)題，一旦這些問(wèn)題發(fā)生，就會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的順暢轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)法有效發(fā)揮消防泵的作用，可能會(huì)導(dǎo)致消防泵在短時(shí)間內(nèi)被燒毀。基于此，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要全面了解通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)要求。短時(shí)間工作的電動(dòng)機(jī)，或者是斷續(xù)周期工作的電動(dòng)機(jī)，可設(shè)置堵轉(zhuǎn)過(guò)載保護(hù)裝置，以確保電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。選擇消防泵電動(dòng)機(jī)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)將堵轉(zhuǎn)、過(guò)載作為考慮因素，做好相應(yīng)的處理，根據(jù)實(shí)際需求選擇適宜的電動(dòng)機(jī)型號(hào)。

六是在進(jìn)行低壓消防泵配電設(shè)計(jì)的時(shí)候，還要考慮消防應(yīng)急照明問(wèn)題。所采用的應(yīng)急照明配電箱中可以增設(shè)附件分勵(lì)脫扣，確保其在發(fā)生火災(zāi)之后仍然能夠強(qiáng)制性點(diǎn)亮。要基于相關(guān)規(guī)定來(lái)科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，應(yīng)用集中控制型的應(yīng)急照明，可預(yù)設(shè)應(yīng)急啟動(dòng)。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在石油化工廠中應(yīng)當(dāng)重視低壓消防泵的配電設(shè)計(jì)，需進(jìn)一步強(qiáng)化相關(guān)人員的消防安全意識(shí)，企業(yè)不僅要將重點(diǎn)放在如何提高產(chǎn)量和增加收益上，還需要將安全生產(chǎn)放在第一位。必須嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，根據(jù)實(shí)際情況合理設(shè)計(jì)配電方案，選擇適宜的電源，確定供電方式，做好電纜敷設(shè)工作，以確保低壓消防泵的正常運(yùn)行。