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摘要：随着我国经济的快速发展，国内市场需求的快速增长，精细化工企业遇到了前所未有的发展机遇，但精细化工企业内大多数装置的火灾危险类别为甲、乙类，属易燃易爆、有毒或腐蚀环境，电气设计稍有疏忽就有可能引起火灾爆炸危险。
关键词：化工企业；电气设计
引言
在化工企业中，电气工程要想顺利运转，应该重点关注电气设施的安全问题，而电气设施的安全又是企业安全的重要因素，因此，在电气设计中，设计人员需要重点考虑电气系统的安全运转，尽量做到在电气系统的设计中充分优化和改进以保证其安全性。
1化工电气设计对企业的重要意义
从对企业的重要性来看，电气系统是是化工企业开展各种工作并且能够安全运行得到保障的特别关键的一部分，而设计部门能够利用增强电气设施的设计水平来使企业安全的开展工作。比如由于化工企业生产的特殊，生产条件会腐蚀生产设施，在设计过程中处理好防腐蚀可以防止出现安全上的突发性事件。因此，企业在开展化工电气设计工程中，要以具体的情况为依据来进行，这样不仅可以保障电气系统的安全和正常工作，并且还可以提供给化工企业良好的工作环境。
2配电设计
2.1供电方案
根据工艺等专业提供的设备容量，经过负荷计算后选定变压器的容量及台数，确定供电方案，并在设计前征得供电部门的认可。我国大多数地区的10kV线路单回路专线供电容量一般不超过8000kVA。若化工企业变压器总容量超过8000kVA，可以申请两路10kV线路，否则只能申请一路10kV线路。化工企业都有消防水泵房，由GB50160—2008《石油化工企业设计防火规范》(以下简称《石化规》)第9．1．1条“当仅采用电源作为消防水泵房设备动力源时，应满足现行国家标准GB50052—2009《供配电系统设计规范》(以下简称《供规》)规定的一级负荷供电要求”和《石油化工企业生产装置电力设计技术规范》第3．2．1．2条“当生产装置内设有发电机组，且确定其可作为独立的工作电源及外部获得两个电源却有困难时，一级负荷也可由一个外部电源供电”可知，当只有一路10kV线路时，需设置柴油发电机组。
2.2电缆敷设
通过实际工作经验可知，在易燃易爆环境中的电气线路的设计与安装，都是桥架方式为主，电缆沟与钢管铺设为辅。一般来说，先通过室外桥架引进，沿着墙体或柱体引入电缆沟，敷设到用电设备旁边，然后使用防爆挠接管与用电设备接口相连。在钢管、桥架以及电气线路沟等穿过不同区域之间的孔洞，必须采用非燃性材料进行严密封堵。在铺设架空桥架时，应该选择阻燃电缆，在爆炸性环境中电缆线路严禁有中间接头。电气设计中常见的缺陷是缺少密封处理，与设备相连的导管一定要密封，防止设备发生燃烧时，通过电气保护管传到另一个地方。如果在电气施工中不做密封，将使防爆电气设备的可靠性大大降低。
2.3开展好电气设备选型工作
如果选用的电气设备可靠合理，就能够使安全事故的发生率极大地降低，因此首先要对生产中的不稳定气体以及混合物等的等级进行分析并划出危险区域，然后由专业的工作人员对其特征进行明确，最后电气设计人员就可以根据标准来对电气设备进行挑选。为了避免设备电火花的外泄造成重大事故，化工厂房一般挑选隔爆型和本安型防爆的电气设备。在电气工程中的电气配线环节中，由于施工配线非常隐蔽，会造成容易被忽略，就成为有极大隐患的环节，因此我们要对配线方面加大重视力度。
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2.4防雷设计
1）精细化工企业内爆炸危险单体(厂房、仓库、罐区)一般都为2区，根据GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》第3．0．3条划为第二类防雷建筑物；非爆炸危险单体(厂房、仓库)根据计算的预计雷击次数划分防雷类别。
2）户外设备的防雷措施采用导电的材质(如石墨)制作的非金属储罐、塔及最小壁厚满足一定要求(不锈钢、镀锌钢、钛4mm，铜5mm，铝7mm)的金属储罐、塔直接接地，否则必须装接闪杆。排放无爆炸危险气体或装有阻火器排放爆炸危险气体的金属制放散管、呼吸阀、风管直接与附近防雷装置相连，其余情况均要装接闪杆。
2.5照明选择安装
防爆灯具形式特殊，是一种封闭灯具，结构复杂，不易检修。灯具布置时，尽量远离释放源，清晰的了解厂房人流、物流走向以及设备的外形尺寸，避免灯具安装位置不合理造成检修困难。一般情况下，化工装置区内照明灯具多用防爆金属卤化物灯，随着科学技术进步，LED灯与金卤灯相比有较大的优势。第一，发光效率高，比金属卤化物灯的光效提高了30%左右，可以在后期长时间运行时节省电能，更容易满足照明设计规范的能耗指标。第二，使用寿命长，LED光源为固体发光体，采用环氧树脂封装，可承受高强度的机械振动和机械冲击，不易破碎。LED灯具使用寿命高达5~10年，将在很大程度上降低灯具检修频次，从而大大减少灯具后期维护成本。第三，响应时间快，所以LED灯具也可以作为厂房应急照明灯具，满足启动时间要求。还有LED灯具制造过程对环境友好，可以回收利用，LED照明灯具有较宽的电压输入范围。随着LED灯具性价比提高，投资回报周期将会越来越短。贯彻国家节能减排的政策，今后要应用在更多的合适的项目上。
2.6低压电动机保护
电动机通常采用“断路器+接触器+热继电器”三大件实现保护和控制:断路器的瞬时脱扣器实现短路保护和接地故障保护，接触器实现控制，热继电器实现过载、断相保护。三大件适用在配电距离比较短的情况，当距离比较长时，单相接地故障保护就实现不了，可以采用以下方式之一来实现:①采用带有智能脱扣器(含有接地故障保护)的断路器；②采用带剩余电流保护的断路器；③用电动机保护器代替热继电器。根据工艺专业提供的电动机型号，查《工业与民用配电设计手册》(第四版，以下简称《手册》)得到额定电流。断路器长延时过电流脱扣器大于等于1.2倍额定电流，瞬时过电流脱扣器一般由厂家整定好，通常为12倍额定电流。根据电动机的额定电流选择接近其值的接触器，同时厂家提供三对常开主触头和四对辅助触头(常开和常闭)，若不够，在控制原理图中增加中间继电器。
2.7接地设计
精细化工企业里面最危险的应该是管道静电问题，金属管道可以每隔25m接地一次，而钢衬四氟管道外面是金属里面是塑料，怎样导走静电呢?在管道两片法兰之间插入一钛(或钽)板(宽10mm，厚0．5mm，长度为管道直径+10mm)，用铜导线(BVＲ－6)与钛(或钽)板连接，再接至装置的接地网。
结语
综上所述，首先要明确生产工艺流程，主要物料的物理化学性质及物料的分布情况，准确划分爆炸危险区域。然后再进行配电设计、爆炸危险场所电气设备选择、装置的防雷防静电设计。还需要与工艺、土建、暖通、设备等专业相互配合，最大程度降低生产活动的危险程度，确保装置安全可靠的运行。
参考文献:
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［3］田东兵，黄涌.关于石化企业防爆厂房的电气设计探讨[J].科技创新与应用，2012(05):153.
[4]田东兵,黄涌.关于石化企业防爆厂房的电气设计探讨[J].科技创新与应用,2012(05):153.
论文作者:冯和洋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
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