第10节油库电气设备

第10节油库电气设备10.1油库供配电系统一、电力系统简介•电力系统：由各种电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称为电力系统。•(一)电力系统组成•1.发电厂•2.变电所与配电所•3.电力线路•4.电能用户2+3电网•（二）电力负荷:电力负荷又称电力负载。工厂电力负荷的分级:按GB50052-95规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级。一级负荷:两个独立的电源供电特别重要负荷,应增设应急电源。二级负荷:双回路供电三级负荷:无特殊要求•石油库输油作业的供电负荷等级宜为三级，不能中断输油作业的石油库供电负荷等级应为二级。一、二、三级石油库应设置供信息系统使用的应急电源。•石油库的供电宜采用外接电源。当采用外接电源有困难或不经济时，可采用自备电源。•一、二、三级石油库的消防泵站应设事故照明电源，事故照明可采用蓄电池作备用电源，其连续供电时间不应少于20min。•电气设备的额定频率和额定电压：是其正常工作且能获得最佳经济效果的频率和电压。频率和电压是衡量电能质量的两个基本参数。•对工厂供电系统来说，提高电能质量主要是提高电压质量的问题。①独立变配电间与油罐11.5-19m②独立变配电间与轻油泵房12m油罐(V)高架油罐泵房500005000~500001000~5000=1000甲乙类丙类1234567191511.511.5151210(三)石油库变配电所的布置10.2防爆电气设备一、爆炸性气体混合物的类、级、组1.三个有关防爆的技术参数(1)最大试验安全间隙（MESG）：maximumexperimentalsafetygap系指爆炸性气体混合物在规定的试验容器内部爆炸时，这一容器具有可以阻止内部火焰向外部传播的间隙最大值。10.2防爆电气设备a—标准外壳内腔；b—试验箱内腔；c—千分表；d—泵；e—隔火器；f—观察窗；m、i—阀门；h—点火电极；k—标准外壳下壳体；l—标准外壳上壳体若无间隙,火焰传不出去。间隙越小,越不容易传出去。间隙越大,越容易传出去。最大试验安全间隙以下的间隙均为安全间隙。MESG越小,该混合物越危险。(2)最小点燃电流比（MICR）：minimumignitioncurrentratio系指采用安全火花检验设备对爆炸性气体混合物进行测试，被标准试验电路产生的火花点燃的电流最小值与点燃甲烷气的最小电流值之比。电流越大，越易点燃，故有最小点燃电流比之说。MICR越小,该混合物越危险。(3)引燃温度：能引起可燃性物质燃烧的最低温度即为引燃温度。2.爆炸性混合物的分类•I类为矿井甲烷气。•Ⅱ类是爆炸性气体、蒸汽。•Ⅲ类是爆炸性粉尘、纤维3.爆炸性混合物的分级•爆炸性气体混合物的分级，是根据MESG和MICR的大小决定的。爆炸性气体混合物分级级别最大试验安全间隙（MESG）/mm最小点燃电流比（MICR）ⅡA≥0.9＞0.8ⅡB0.5＜MESG＜0.90.45≤MICR≤0.8ⅡC≤0.5＜0.454、爆炸性气体混合物的分组爆炸性气体混合物按引燃温度分组组别引燃温度（℃）T1＞450T2300＜T≤450T3200＜T≤300T4135＜T≤200T5100＜T≤135T685＜T≤100爆炸性气体分级分组举例类级组T1T2T3T4T5T6ⅡA甲烷、乙烷、丙烷、丙酮、苯乙烯、氯苯、甲苯、苯、氨、甲醇、一氧化碳、乙酸乙脂丁烷、乙醇、丙烯、丁醇、乙酸戊酯、乙酸肝戊烷、已烷、庚烷、癸烷、辛烷、汽油、煤油、硫化氢、环已烷乙醚乙醛亚硝酸乙酯ⅡB二甲醚、民用煤气、环丙烷、丙烯腈环氧乙烷、环氧丙烷、丁二烯、乙烯异戊二烯ⅡC水煤气、氢乙炔二硫化碳硝酸乙酯石油库中汽油等轻质油品挥发的爆炸性气体混合物属于:ⅡA级T3组二、石油库用电区域的划分1.用电区域划分(1)爆炸危险区•易燃油品和闪点低于或等于环境温度的可燃油品生产作业区及其周围的有限空间。(2)火灾危险区•21区：具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾危险的环境；•22区：具有悬浮状的可燃粉尘或可燃纤维，虽不可能形成爆炸性混合物，但在数量和配置上能引起火灾的环境；•23区：具有固体状可燃物质，在数量和装置上能引起火灾的环境(3)一般用电区•除爆炸危险区和火灾危险区外的其它用电区2．爆炸性气体危险场所的区域划分•0区连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境。•1区在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境。•2区在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。3．爆炸性粉尘危险场所的区域划分•10区连续出现或长期出现爆炸性粉尘环境。•11区有时会将积留下来的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物环境。4、爆炸危险区域的划分原则下沉趋势（ρ油气＞ρ空气）；油气连续扩散，浓度递减：0区→1区→2区→非爆炸危险区；沟、坑提高一级；通风良好、及时报警可下降一级。具体划分可参阅：《石油库设计规范》附录《石油库电气安全规程》等储存易燃油品的内浮顶罐3m3m3mR=1.5mR=1.5m污水处理区隔油池爆炸危险区域图1.5m1.5m1.5m3m石油库轻油泵房爆炸危险区域图三、防爆基本知识1.防爆原理•第一类防爆措施•允许在电气设备内部有爆炸的可能，但不允许爆炸传递到设备外周围介质中去。俗称隔爆(d)。•第二类防爆措施,(又可分为2组):•第一组是用液体(o)、粒状填料(q)、纯净空气或惰性气体(p)把点燃源与周围的爆炸性混合物隔离开来。•第二组是在电工产品上采取一些安全措施，降低负荷电流(i)；加强壳体防护等级，运行时产生火花、电弧或危险的表面温度(e,n)２．隔爆型电气设备（d）是指能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸而不致损坏外壳，并可阻止内部爆炸通过外壳任何结合面或结构孔洞引起外部爆炸性混合物发生爆炸的电气设备。３．增安型电气设备（e）•是指在正常运行时不产生火花、电弧或高温的设备上采取措施以提高其安全性能的电气设备。如接线盒、照明装置、测量控制系统等。措施：外壳的防尘防水（IP44、IP54）、接地，安装方式、位置的考虑等。根据增安型电气设备的防爆原理，能够制成这类防爆形式的设备，在正常工作时，必须没有电弧、火花或危险的表面温度产生，象开关之类工作时会产生火花的设备是不宜制成增安型的。４．本质安全型电气设备(ia、ib)•指电气系统或设备在正常和故障状态下产生的电火花和表面温度不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。如小功率测量系统。•ia级：在正常工作、一个故障和二个故障存在时均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。•ib级：在正常工作和一个故障存在时均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。５．充油型（O）电气设备将设备中可能产生产生火花、电弧的部件或整个设备浸在油内，使设备不能点燃油面以上或外壳以外的爆炸性混合物，从而达到防爆的目的。６．充砂型（q）充砂型（q）电气设备是在外壳内充填砂粒材料,使设备在规定的使用条件下,壳内产生的电弧传播的火焰、外壳壁或砂粒材料表面的过热均不能点燃周围的爆炸性混合物的电气设备。７．正压型（p）正压型（p）向外壳内充入洁净空气、惰性气体等保护气体，保持外壳内部保护气体的压力高于周围爆炸性环境的压力，阻止外部爆炸性混合物进入外壳而使电气设备的危险源与环境中爆炸性混合物隔离的电气设备。８．无火花型n电气设备在电气、机械上符合设计技术要求，并在制造厂规定的限度内使用不会点燃周围爆炸性混合物，且一般不会点燃故障的电气设备。９．气密型h气密型电气设备是指外壳根本不会漏气的一种电气设备，就是说环境中的爆炸性混合物不能进入电气设备外壳内部，从而保证外壳内部带电部分不会接触到爆炸性混合物，故达到防止点燃爆炸的目的。10.浇封型m浇封型电气设备是将其中可能点燃爆炸性混合物的点燃源（如电弧、火花、危险高温）封在浇封剂中，在正常运行和认可的过载或认可的故障下不能点燃周围的爆炸性混合物的电气设备。11.特殊型s防爆措施示意图方法符号图式应用隔爆型d大功率技术、电动机、变压器、开关、灯具等易引起火花的部件增安型e鼠笼式电动机、接线盒、照明装置、测量控制系统本质安全型ia、ib小功率技术、测量控制系统充油及充砂型O、q开关、变压器、加热器、熔断器通风充气型p同隔爆外壳、特别是大功率电气设备或建筑物内四、防爆电气设备的基本要求1．防爆必备标志（1）防爆电气设备必须有明显的永久性的“Ex”防爆标志。（2）铭牌上必须标明电气设备适用的爆炸性气体混合物场所的类别、级别和组别，如dⅡBT4。（3）铭牌上必须标明国家指定的检验单位发给的防爆合格证号。上述三个条件缺一不可。2．外壳表面温度•外壳表面温度，其数值不得超过对应级别的下限值，否则将引燃对应爆炸性气体混合物温度组别/℃T1T2T3T4T5T6最高温度/℃450300200135100853．设备的选用外壳表面温度•根据爆炸危险区域的分区、电气设备的种类和防爆结构的要求，选择相应的电气设备。•选用的防爆电气设备的级别和组别，不应低于该爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。•符合周围环境对电气设备的要求，如防水、防尘要求、防潮要求等。•经济合理性。4、设备的选用•0区：ia•1区：ia、ib和dp、q、m、o、部分e•2区：所有防爆电气设备•级别和组别应在ⅡAT3以上，通常选用ⅡBT4五、爆炸危险区域的电气线路1．通用要求•（镀锌）钢管配线，绝缘导线耐压不少于500V，0区、1区采用铜芯线（不能用铝芯），2区尽可能采用铜芯。•最小截面积要求。导线允许载流量不少于1.25倍电气设备额定工作电流。1区内最小2.5mm2•电缆与地上输油管道同架敷设时，应采用阻燃或耐火电缆，净距不得小于0.2m。2．电缆线路（1）敷设方式•直接埋地：铠装电缆、深度≥0.7m(农田1.0，山地0.5)，冻土层以下，上下100mm软土或细砂。与道路间距1m，与建筑物基础0.6m，与输油管1m电缆穿过承压路面，穿钢管保护•电缆沟敷设：电缆沟宜高出地面100mm，以免地面水进入沟内。细砂充填电缆沟，排水通畅，分段排水电缆不得与输油、热力管道同沟敷设•钢管配线(电缆、绝缘电线)：螺纹连接，不少于6扣保护钢管应接地电缆穿过承压路面、穿钢管保护照明、控制线路为明敷；进户干线、动力线路为暗敷防爆挠性连接管的使用：•电机的进线口处•伸缩、沉降缝处•钢管与电气设备连接处•对防爆挠性连接管的要求转弯半径不应少于管外径的5倍3．接头要求•1区内严禁线路有中间接头•2区内也不应有中间接头•非正常情况下，必须在防爆接线盒或分线盒内连接和分线。•不得绕接，连接方式应有防松措施，铝芯线与电气设备的连接应采用铜铝过渡接头4．跨区域及孔洞•电缆穿过二个爆炸等级的区域时，必须用阻燃堵料密封孔洞。•如导线埋地（穿管）进入加油机，必须堵塞保护管与导线间的孔洞。•1区、2区尽可能采用铠装电缆（防爆电缆）。5．三相色标L1(A)L2(B)L3(C)PEN／PE／N黄绿红黑／黄绿色花线六、电气整体防爆所谓电气设备的整体防爆是指爆炸危险区域内的所有电气设备、线路、附件、安装方式及安全管理均应符合该区域的防爆要求1．全体系防爆即在爆炸危险区域内设置的全部电气设备、线路和附件、建构筑物的建设构成一个完整的电气防爆体系•配电间：地坪比泵房地坪高0.6m•所有电气设备符合对应的类级组要求•所有电气设备供电采用TN-S或TN-C-S系统•导线穿钢管保护、螺纹扣数、防爆挠性连接管、阻燃材料堵孔洞2．全过程防爆即电气设备自设计、选用、施工、安装、交接验收、运行维修、更新改造直至停用报废，在设备的一生中，应始终保持完好的电气防爆性能。