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关键词 拆除爆破;安全防护;冷却塔
中图分类号TM62 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)92-0040-02
1 工程概况
元宝山发电有限责任公司位于内蒙赤峰市境内。一台300MW机组已关停,现准备对该机组的105m冷却塔等建(构)筑物进行拆除。
1.1待拆除冷却塔结构
本次工程计划拆除的冷却塔,为双曲线形钢筋砼结构。塔淋水面积4500m2,塔高105 m,基础面直径约84.97m;通风筒喉部直径43.8m,顶部出口直径约48.174m,冷却塔为高耸薄壳结构,钢筋混凝土环型基础,冷却塔下有44对钢筋砼人字柱支撑,人字立柱顶部标高为7.8m,人字柱混凝土设计强度300号,人字支撑0.55m×0.55m ,塔筒壁厚从下部的600mm至上部的160mm不等,设计混凝土强度300#。
1.2待拆除冷却塔周边环境
冷却塔正南方约30m处是架空管道;正西15m处为架空管道;正北26m处为2#冷却塔,东北侧19m处为循环泵房,东侧60m处为3#机组冷却塔,东偏南93m处为机房,东侧一条宽5m的水泥路距离冷却塔约10m。
2 大型冷却塔爆破拆除特点分析
1)电厂冷却塔由于其曲线结构和较好的高细比属于拆除爆破中不容易实施的高大建筑物,在设计时要充分考虑其重心较低、稳定性好等特点,结合塔身参数进行爆破缺口情况的估算;同时,预处理时应考虑塔基底部直径和倾倒方向;
2)由于冷却塔塔基面积较大,故建筑设计塔壁厚度都较小以利于节约工程量;在爆破拆除的过程中影响了打孔和装药质量,同时对爆破飞石的控制也是很严峻的考验;
3)本工程建筑物由于自重过大,会造成较大的触地振动和二次触地振动,而周边受保护建筑物较为密集;因此考虑使用技术措施对建筑物塌落导致的触地振动进行减振和隔离以保证受保护建筑物、设施的安全;
4)在冷却塔的拆除过程中,由于塔身的封闭性和空心结构会导致塌落过程中塔内空气从塔口喷出,形成空气冲击波对周边设施造成危害。因此计划采用在塔身背爆面打排气孔的手段减低塔内气压减少空气冲击波的方式来进行防护。
3 爆破拆除的技术措施
3.1爆破方案选择
鉴于待拆冷却塔高度、结构尺寸及环境条件和安全等要求,本次爆破冷却塔的总体方案是在塔体下方形成一个切口,自重作用下使冷却塔成功拆除。鉴于冷却塔周边环境复杂,受保护建筑物较多;考虑到爆破振动以及飞石的影响,计划在设计建筑物倒塌中心位置开设定向窗和减荷槽,通过预处理手段减少爆破起爆药量。
3.2爆破切口设计
爆破切口形状及大小,直接影响到冷却塔的爆破效果、爆破安全和经济性,冷却塔爆破切口设计的技术要求主要包括:1确保冷却塔按设计要求倒塌;2钻孔、装药工作量最小,工程成本低;3方便施工、便于防护,确保安全。考虑到工程清运的需要,本工程采用的是复合型切口。
冷却塔拆除爆破的开口长度计算应以建筑物偏心失稳为标准,切口过小可能会出现建筑物无法正常倒塌的情况,形成工程事故;而切口过大不能精确控制倒塌方向,甚至反向倒塌。本工程中结合国内类似工程参数,考虑冷却塔受力和结构进行如下设计:人字立柱缺口长度14m、支柱环1m、塔身1m。
4爆破危害控制手段
4.1飞石控制
拆除爆破中应该尤其注意爆破飞石对周边受保护建构筑物的影响。在爆破中,由于炮孔起爆和建筑物触地引起的碎块飞溅和爆破倒塌时撞击地面产生的飞溅碎片物。
控制爆破个别飞石最大飞散距离,按《爆破安全规程》中的经验公式计算:
式中:S——飞石最远距离;
V——飞石初速度;爆破作用指数n=1时,V=20m/s;
g——重力加速度;
经计算S=40m
爆破施工中对施爆的人字立柱及立柱环部位采用近体覆盖防护的方法,防止爆破飞石对周围建筑物的危害。
1)人字立柱采用包裹两层钢丝网和两层草帘覆盖,并用铅丝绑扎的方法进行防护。
2)立柱环爆破区域的外侧采用两层钢丝网和两层草帘子覆盖,并用铅丝绑扎牢固的方法进行安全防护。
3)地下管沟的安全防护
对于爆破倒塌方向上的需要保留的地下管沟,首先查清地下管沟的走向,然后在地下管沟的两侧堆土,使建筑物在倒塌的过程中,首先接触到管沟两侧的堆土,重量作于堆土上,能够有效的保护管沟。
4)门窗的安全防护
对于施爆部位附近建筑物的门窗采用铁丝网和草帘表面遮挡覆盖防护,主要防止爆破飞石对门窗的破坏。
5)架空管线的防护
施暴体附近有架空管线经过,对于架空管线主要受爆破飞石的危害。本工程采用对架空管线朝向爆破体一侧挂草帘子及铁丝网的方法来防止爆破飞石对管线的危害。
4.2触地振动减缓措施
冷却塔虽然与钢筋混凝土一样同属于高耸薄壁结构,当时由于冷却塔的长细比远小于烟囱,在倒塌过程中不会产生类似于烟囱筒体撞击刚性地面可能产生的大量飞溅碎片。从大量冷却塔爆破效果上看,由于冷却塔上部结构筒壁非常薄,在倒塌过程中,冷却塔均产生扭曲变形而使整个上部结构完全解体。因此冷却塔爆破倒塌时撞击地面产生的飞溅碎片非常少,同时塌落震动也非常小。但是为了确保万无一失,在该冷却塔爆破时,将冷却塔倒塌方向的地面高度降低,该部分土用于在倒塌方向前方15m长距离上堆积成一缓坡,以进一步减少产生二次飞溅的可能,以及削弱结构着地的塌落震动。
除冷却塔倒塌反方向以外,沿冷却塔倒塌方向左右两侧一圈均需开设减震沟,距塔体边缘外5m~8m,深2m~3m,宽1m~2m。爆破实施前抽排沟内积水,同时也能有效防止爆破振动效应。
4.3空气冲击波防护措施
为减少爆破时冷却塔内部压缩气体对周围建筑设施的危害,在冷却塔后方开一个高16m宽1m的排气孔,使冷却塔在倒塌过程中顺利将体内空气排出。减少压缩气体危害。
5爆破效果及防护情况
2013年4月11日成功爆破,整个冷却塔爆破倾倒时间约10s;正果过程未造成周边受保护建构筑物及人员的损伤,同时爆堆和爆破残渣较为集中,取得了很好的爆破效果;通过现场比对和对周边受保护设施的检查,发现本次拆除爆破施工中的防护措施起到了良好的效果和防护目的。此次高耸双曲线冷却塔拆除爆破在安全防护方面参考了国内类似工程经验,取得了良好的效果,具有一定的借鉴意义。
参考文献
[1]冯叔瑜.城市控制爆破[M].北京:中国铁道出版社,2000.
[2]王永庆,高萌桐,李江国.复杂环境下双曲线冷却塔控制爆破拆除[J].爆破,2007,24(3):49-51.
[3]瞿家林,谢兴博,王希之,徐刚,薛峰松.90m高冷却塔爆破拆除安全防护设计[J].爆破,2011,28(2):72~75.
[4]吕小师,罗运军.大型冷却塔控制爆破技术及危害控制措施[J].河南理工大学学报,2012,31(5):589~592.
[5]谭卫华,林临勇,庄建康.拆除爆破的飞石防护[J].爆破,2010,27(2):103~105.
[6]王希之,年鑫哲,刘晓峰.遵义电厂冷却爆破拆除[J].爆破,2010,27(1):64-66.
Abstract:Static electricity is the oil depot station fire or explosion accident main ignition source of oil depot station, oil storage, transportation, in conveying, loading and unloading process, inevitably will produce static electricity. Therefore, in the oil, oil station safety management process, anti electrostatic hazard is a very important content of. Only in the premise of the right, a comprehensive understanding of electrostatic hazards, take effective measures, anti-static appropriate could nip in the bud, to minimize electrostatic hazard accident brought about the loss to the enterprise. The oil station, causes and Countermeasures of oil depot electrostatic accident analysis.
[关键词]发油站 ; 油库 ; 静电事故
中图分类号: TE88 文献标识码:B文章编号:
引言:当导体接近带电物体时产生的电荷分布于导体表面的现象就是静电感应,由于静电感应作用的存在,当人体接近某些敏感的仪器设备时,能造成干扰甚至损坏,工业生产中的某些粉尘,由于摩擦带电及感应带电作用的反复进行,可以出现大量的电荷积累,出现火花放电及导致爆炸事故,因此须事先采取必要的防静电措施。石油产品具有易燃、易爆、易蒸发、易渗漏、易产生和积聚静电荷的特点。作为存储、收发石油产品的能源供应便利点,加油站存在大量的油蒸气,静电是引起加油站事故的重要原因。在发油站的安全管理中,防止静电危害的产生是一项十分重要的工作。本文对发油站,油库静电事故的成因进行分析,并结合静电事故的发生条件提出相应预防对策。
发油站,油库静电产生机理
加油站是储存、收发石油产品的场所,这些石油产品主要以液体的形式存在。当液相与固相之间、液相与气相之间、液相与另一不相混溶的液相之间,由于流动、搅拌、沉降、过滤、摇晃、喷射、飞溅、冲刷、灌注等接触、分离的相对运动,都会产生静电。液体介质中产生静电的形式主要有流动带电、喷射带电、冲击带电和沉降带电,这些起电方式都可以用液体介质的起电机理来加以分析。
油库、加油站等地的预防静电火灾的主要内容
人的预防:就是千方百计地防止因为违章作业、违章操作、违章指挥而引起的静电火灾事故。加强职工的培训、教育工作,让职工充分认识到静电的危害性、突发性和易燃性。
物的预防:加强加油站的防静电接地检查工作,目前很多站建筑设计比较粗糙,有些站并没有设置专门的防静电接地网,留下安全隐患,必须列为重点防护站,在条件允许的情况下予以改造。严格按照规定做好油库、加油站接地电阻的检测工作,对于不符合要求的要坚决给予整改。
安全管理、健全制度规范,要按照消防工作的标准要求,建立健全整套的规范标准和消防安全制度。掌握安全操作技术,规范安全作业行为。防止静电积聚在油罐、管线和油泵,必须有良好的防静电接地装置,并根据情况接成通路,不准将静电接地与其他接地连在一起。
防止静电事故的安全措施分析
1.防止爆炸性气体的形成
火灾危险场所必须采用通风装置以便通风功能良好,这样就可以及时地排出爆炸性气体以便控制气体浓度不在爆炸范围内,进而防止静电火花引起爆炸。同时对应于爆炸浓度范围还与温度有非常密切的关系,把温度控制在爆炸温度范围之外也是防止静电引起爆炸的途径。对于油面空间不能采用正压通风的办法来防止爆炸性混合气体的形成,可采用惰性气体覆盖的方法(如氮气覆盖),或采用浮顶罐、内浮顶罐。浮顶罐或内浮顶罐虽可清楚浮盘以下的油气空间,特别是内浮顶罐浮顶上面含有比较多的可燃性气体,但浮盘上部的可燃气体发生火花放电现象也应该给予足够的重视。
2.防止不同闪点的油品相混及控制清扫介质
不同油品或油中含有的水和空气,一旦他它们之间发生摩擦就很容易产生静电。同时,轻质油品内混合重质油品时,重质油就会吸收轻质油的蒸气而减少了容器内气体空间混合气体中油蒸气的浓度,从而致使未充满液体的空间由原来充满轻质油气体(即超过爆炸上限)转变成合乎爆炸浓度的油蒸气和空气的混合气体。所以,防止不同闪点的油品相混或降低油品中的含气率和含水率。严禁使用压缩空气进行甲乙类油品的调合和清扫作业。
3.改进注油方式
改进注油方式,是有效减少静电产生的重要措施。在输送和灌装过程中,应防止油品的飞散喷溅。具体来说分为以下几种情况:从底部或上部入罐的注油管末端应设计成不易使油品飞溅的倒T形等形状或另加倒流板;或者当从上部灌装时使油品沿侧壁缓慢流下;对罐车等大型容器灌装油品时,宜从底部进油;对于电导率低于50pS/m的液体石油产品,在注油管未浸没前,初始流速不应大于1m/s,当注油管被浸没后,可逐步提高流速,但最大流速不应超过7m/s,另外还要在装油前清理干净容器。
结束语
总而言之,发油站,油库中对于静电的产生的消除以及预防静电的产生是一个亟需解决的安全问题,但是同时又比较复杂因为涉及到油品储运的许多方面,并且由于具有许多未知因素,尤其是认为的因素,所以是很难控制的,所以就必须加强对油品静电事故中人为因素的研究,从而进一步完善理论和实际措施,进而建立可靠的静电预防机制与措施。
参考文献
[1]雷玉常,董仕荣,刘一兵,焦光伟,梁吉申.油品储运场所在线静电检测仪设计[J]. 自动化与仪器仪表.2012(01)
关键词:制氢装置 ;火灾爆; 分析; 安全对策
中图分类号:P624.8文献标识码:A 文章编号:
事故是由人的不安全行为和设备的不安全状态共同造成的。因此,在加强企业员工安全教育培训的同时,研究分析装置的危险性,可以为各级生产指挥者和业务部门提供环境安全参数信息,为指挥生产提供第一手资料,大大提高企业安全生产效率和安全管理水平,为我国危险化学品安全事业做出应有的贡献。
选取原料为天然气的制氢装置为研究对象,装置主要由转化炉、反应器、塔器、容器和冷换设备及其他辅助单元构成,在火灾危险性分类中属于甲类危险性装置。
1制氢装置物料火灾爆炸危险性分析
依据《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008)和《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-92)的相关规定,装置属于甲类火灾危险装置。生产中的原料、产品及副产品相当大一部分为易燃、易爆介质,很多物料在生产过程中处于高温、高压环境中。从原料的输入直至产品的输出过程中,一旦存在设备、设施及管道密封不良,操作人员误操作,高温高压设备特别是压力容器工艺参数波动异常等原因,均可导致工艺介质泄漏,遇明火易引发火灾爆炸事故。制氢装置主要物料的火灾、爆炸特性表。
2 制氢装置火灾爆炸危险性分析
2.1 进料系统
装置原料气经原料压缩机升压后,压力为3.7MPa,其爆炸极限范围也相应扩大,一旦发生泄漏事故后,原料气会急剧膨胀,与空气混合后达到爆炸限度,一旦遇到明火后会发生爆炸。
若装置突遇停电、停汽、停车以及止回阀失灵会引起气体倒流发生爆炸事故。
2.2 脱硫部分
加氢反应器中存在原料气发生反应,介质主要为易爆易燃的烃类物料和氢气,而且操作温度高,压力大。如果反应器超温、超压,处理不当或不及时,将会使反应器及其附件发生开裂、损坏,导致泄漏而引发火灾、爆炸事故。
装置加氢反应后由于存在无机硫,存在设备腐蚀的隐患。一旦因设备腐蚀泄漏或操作失误、前后工序联系失调,造成可燃气体泄漏逸出,遇明火会导致火灾爆炸事故。另外,脱硫反应器以及管道内部表面,由于有H2S的作用会生成一层FeS,检修时若操作不当,遇空气可能发生自燃而引起火灾事故。
2.3 转化部分
转化反应中的物料主要为易燃、易爆物质,转化炉出口高达860℃的温度已经远远超过反应物料的自燃点。如果操作失误导致水碳比例控制过低、反应温度过高等原因,会造成转化反应管结碳,从而引起反应管局部过热烧穿,会发生物料泄漏。泄漏后的易燃易爆物料在空气中会发生自燃甚至爆炸。
转化炉炉管内充满了高温易燃、易爆的转化气。转化炉操作条件苛刻,如温度控制不好,超温严重时,会损坏炉管及催化剂,甚至可能发生炉管破裂、炉膛爆炸等事故。此外,硫化物等会引起催化剂中毒失效,蒸汽带水会导致催化剂水解而粉碎,催化剂积炭或活性下降后,致使转化过程出现恶化或局部过热,导致部分炉管表面过热,严重时会发生炉管破裂、引发火灾爆炸事故。
转化炉在开工点火时,若炉膛未进行置换或未置换干净,炉膛内存有可燃气体且在爆炸极限内,点火操作时会引发炉膛爆炸事故。转化炉在引入空气过程中,喷嘴流速过小或点火方式不对,会造成喷嘴烧坏和发生爆炸事故。装置运行中原料、燃料的波动,也会使转化反应变化迅速,不易控制而引发火灾爆炸事故。
2.4 中温变换系统
本系统火灾爆炸事故危险性很大,主要危险有:
(1)当转化气成为变换气后,会产生大量氢气。一旦因设备缺陷或开停车频繁、温度升降骤变等因素而引起泄漏,加之温度已超过氢气自燃点,高温可燃气体遇空气极易燃爆。
(2)当转化气中含氧量超过工艺指标时,在高温下会发生过氧爆炸。
(3)系统检修时,如果置换不合格或隔离不合要求,且违章动火,会引起爆炸事故。
2.5 PSA单元
(1)本单元物料均为易燃、易爆物质,其中脱附气密度比空气重,而氢气密度比空气轻,一旦发生泄漏,易燃易爆气体将布满整个空间,很可能发生火灾和爆炸。
(2)当气体氢气、氧气超压放空时,特别在雷雨季节,应避免闪电雷击,防止引发氢气发生火灾爆炸。
2.6 热回收及产汽系统
如果系统汽包液位控制仪表、低液位报警联锁系统失灵,可能会导致汽包液位过低,易造成干锅,可能会损坏设备、甚至发生爆炸。此外,如果安全阀发生故障也会引起爆炸事故。
系统中转化气废热锅炉属高温中压锅炉,其转化气温度高达850℃左右,废热锅炉运行中若存在水位过低、超温、超压等因素,会发生锅炉爆管事故。
2.7 冷换设备和容器
装置内冷换设备在生产过程中常会因腐蚀、安装质量差、热力作用等原因致使冷换设备浮头盖大法兰、进出口阀门、管线接口等处发生泄漏,且物料多具有易燃易爆性质,一旦遇明火或者容器超压时,都有发生火灾、爆炸的危险。
2.8 其它火灾、爆炸危险因素分析
制氢装置在日常运行时还存在生产设备故障、电气设备故障以及操作故障等原因引起的火灾爆炸危险事故,还有检、维修过程中引发的火灾、爆炸事故。
此外,装置中物料在由于管道中高速输送,会产生静电花火。静电火花是火灾、爆炸事故的点火源,尤其是当接地系统不完善时,易引发火灾爆炸事故。
3 安全对策
3.1 装置平面布置安全对策
(1)制氢装置属于甲类火灾危险性装置,设备平面布置满足《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008)第4.2.12条的规定。
(2)装置内平面布置防火间距符合《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008)第5.2.1条规定。
(3)装置的布置充分考虑防火、防爆所必需的安全间距,装置内设备与设备之间、设备与建、构筑物之间,以及装置与界区外相邻设备或建、构筑物之间的安全距离均满足现行防火、防爆规范的要求。
(4)为满足消防检修要求,装置周边厂区道路布置为环状,且装置距消防队的距离满足《石油化工企业设计防火规范》的要求。
3.2 装置工艺、设备安全对策
(1)原料气压缩机选用远程停车控制以及远程关闭物料阀门等措施,以便发生火灾时及时切断可燃物料。
(2)转化炉设长明灯并设置火焰监测器。
(3)为防止气体泄漏,可将重点设备气体放空或徘液阀及采样阀设置为双阀。
(4)氢气放空管设置阻火器,放空管有防雨雪侵入和杂物堵塞的安全措施。
3.3 电气、仪表及自控安全对策
(1)增设人体防静电安全措施,工作人员进入装置区必须穿着防静电工作服及防静电鞋,在装置操作平台、梯子入口或平台处设置消除人体静电的安全设施。
(2)为防止氧含量超标发生爆炸,在变压吸附单元设置在线氧含量分析仪,实时监测分析氧含量。
(3)巡检人员配备便携式可燃气体检测报警仪。
(4)装置内动力线路均选用阻燃式电缆配电,敷设方式采用沿桥架架空敷设,局部穿钢管埋地敷设。
(5)为有效预防火灾发生,及时监测和通报火情,装置内设置催化燃烧式可燃气体探头以及火灾自动报警系统。
3.4 消防系统
(1)在加热炉、热油泵以及管桥下部设置消防软管卷盘。
(2)装置内立式设备的平台和多层框架平台的各层(或隔层)设有半固定式灭火蒸汽接头,设备区和操作温度超过介质自燃点的设备附近设半固定灭火蒸汽接头;管桥下设公用工程软管站,所有这些接头的阀门都布置在明显、安全和方便操作的地点。
(3)为扑灭装置初期火灾或零散火灾,提高灭火灵活性,根据装置内设备的平面设置,设置手提式干粉灭火器、推车式干粉灭火器以及手提式二氧化碳灭火器。
4 结论
在安全生产中.电气安全是一项重要的工作。触电伤害作为现场工作人员的四大伤害之一,其在18种工伤分类中占据第四位,是指电流通过人体而产生的化学效应、机械效应、热效应及生理效应而导致的伤害。尤其在潮湿地区或进入夏季,气候炎热潮湿.触电伤害容易发生。为防止触电伤害事故,必须加强用电安垒管理。施工现场的电气系统本身是一个相对独立、完整的体系,加强电气安全管理,就应从“人一机一环境”综合考虑,并注意电气的系统性、完整性。
1电气伤害事故预防措施
1.1完善制度,健垒用电手续
为确保生产和基建任务顺利进行,防止电气伤害事故,落实电气安全管理制度,必须认真执行电气安全技术规程,严格执行电业系统规定的“两票三制”,并定期检查执行情况,纠正存在的问题。由于生产基建、设备检修、新设备试车等多项工作.设备停送电频繁。如这些环节协调失误.就可能发生事故。为避免因停送电不协调导致事故的发生,应该拟定“设备检修停送电联系规定”。凡供电由电气作业人员直接控制的传动机械设备停电时,必须由工程项目负责人填写“联系单”,持单并由设备操作工签字同意,再由值班电工签字方能进行停电操作,停电后,经验电、装设按地线、悬挂标志牌,将联系单交工程项目负责人保存,即可开始设备检修等工作。工程项目完毕,再经有关人员签字,经检查确认安全,方可送电。
1.2加强教育、提高工作人员素质
在电气现场工作中,为了减少电气伤害事故,确保电气安全,必须确保电气作业人员的安垒。
首先,电气作业人员必须经医生检查身体.并证实确无妨碍电气工作的疾病,经过专业培训,具备必要的用电安全知识并且考核合格,持有上级部门颁发的电工作业操作证,才能担任电气作业和电气作业监护人工作,其次,电气作业人员必须严格执行《电力生产安全工作规定》,按章操作。在易爆场所的电气设备和线路的运行,必须按照《爆炸性环境防爆电气设备选用标准》执行;同时,电气作业人员作业时,必须穿戴好劳动保护用品,必须熟悉触电急救方法。当电气工作人员在工作,尤其是在危险区域进行工作时,监护人员应随时提醒.注意安全,禁止大声怪叫,以免引起错觉而引起事故。当气候条件恶劣时,应停止户外电气作业,不得已而紧急抢修的应采取可靠的安全措施。在雷雨天气需巡视室外高压设备时,巡视人员应穿绝缘靴,并不得靠近壁雷装置。
1.3确保设备安垒要防止发生电气伤害事故,电气设备本身的安全是前提条件。如果电气设备本身不安全,也就谈不上电气安全。因此,任何一家企业,要想杜绝电气伤害事故发生,首先要做到使用的电气设备的安全可靠。要想做到电气设备安全可靠,必须做到以下要求:
电气设备必须经过安全认证,具有国家指定机构的安全认证标志;
要有备用电源,尤其是停电能造成重大危险后果的场所,必须按规定配备自动切换的双路供电电源或备用发电机组、保安电源,
做好防触电工作,防止人体直接、间接和跨步电压触电(电击、电伤),可采取以下措施:接零、接地保护系统,漏电保护,绝缘保护,电气隔离,安全电压,屏护和安垒距离,连锁保护,
做好电气设备的防火防爆工作:消除电气引燃源。为防止电气设备、线路因过载、短路等故障,产生引燃温度、引起电气火灾,除按常规设置过载、过电流、短路等电气保护装置外,可装设能发出声、光报警信号或自动切断电源的漏电保护器。根据燃、爆介质的类、级、组和火灾爆炸危险场所的类、级、范围,配置相应符合国家标准规定的防爆等级电气设备(包括线路导线、接地装置),防爆电气设备的配置、维护应符合整体防爆要求。还应采取必要的隔离、连锁保护装置、防静电等措旋;要有安全距离,一般电气设备与爆炸危险场所间的安垒距离,采用消防规范规定的防火间距,注意通风,电气设备通风系统的进气不应含有爆炸危险物质或其他有害物质,废气不应排人爆炸危险环境,通风系统必须用非燃材料制成,电气建筑物、电气灭火、消防电源、消防报警和控制等对策,一般由消防行政部门按消防规范要求提出;
要有防静电措施。为预防静电妨碍生产,影响产品质量、引起静电电击和火灾爆炸,从消除、减弱静电的产生和积累着手,采取的主要对策有:工艺控制,即从工艺流程、材料选择、设备结构和操作管理等方面采取措施,减少、避免静电荷的产生和积累,要防泄漏,生产设备和管道应采用静电导体,存在静电引起爆炸和静电影响生产的场所,其生产装置(设备和装置外壳、管道、支架、构件、部件等)都必须接地,采用静电消除器进行中和,减少静电非导体的静电,采取屏蔽措施,有可靠接地的屏蔽装置。
1.4科学处理事故、减小危害
对已造成触电事故的人员进行正确实施科学救护,是降低事故伤害程度的关键。一旦发生电气伤害事故,必须沉着应对,采取正确的方法进行施救。
1.4.1及时、正确地脱离电源
对于低压触电事故.可采用以下方法使触电者脱离电源:如果触电地点附近有电源开关或电源插销,可立即拉开开关或拔出插销,断开电源,如果触电地点附近没有电源开关或电源插销,可用有绝缘柄的电工钳或有干燥木柄的斧头切断电线.断开电源,或用干木板等绝缘物插到触电者身下,以隔断电流-当电线搭落在触电者身上或被压在身下时,可用干燥的衣服、手套、绳索、木板,木棒等绝缘物作为工具,拉开触电者或拉开电线,使触电者脱离电源,如果触电者的衣服是干燥的,又没有紧缠在身上,可以用一只手抓住他的衣服,拉离电源。但因触电者的身体是带电的,其鞋的绝缘也可能遭到破坏。救护人不得接触触电者的皮肤,也不能抓他的鞋。
对于高压触电事故,可采用下列方法使触电者脱离电源:立即通知有关部门断电,带上绝缘手套,穿上绝缘靴,用相应电压等级的绝缘工具按顺序拉开开关.抛掷金属线使线路短路接地.迫使保护装置动作,断开电源。注意抛掷金属线之前,先将金属线的一端可靠接地,然后抛掷另一端,注意抛掷的一端不可触及触电者和其他人。
关键词:油田地面建设;安全管理;安全措施
中图分类号:TE144 文献标识码:A
油田地面建设是在油田的地质开发基础上,采用先进的适用的技术,以促进油田安全稳定与高效开发而进行的改建、新建和扩建的工程建设。因为油田的产品都是易爆易燃的物品,不规范的管理或行为就会导致重大的损失,安全管理在油田地面建设中尤为重要。在工程建设的初步设计阶段就要全面考虑安全设计和安全措施的确定。安全措施必须要通过相关专家的审查,安全措施要针对生产过程中可能出现的潜在危险因素,采取相应的安全措施,保证地面建设工程项目能够安全稳定进行,确保建设质量。
一、油田地面建设安全管理的内容
油田地面建设也是一项比较复杂的工程,在安全管理中应该抓住重点制定安全措施,油田地面建设安全管理的内容主要包括以下方面:
1、对建设环境进行管理
油田地面建设首先要明确建设工程所在的区域自然条件与地理位置,尤其是工程建设地点与周围居民点、厂矿企业以及交通线路的距离与方位等,这是进行安全总体布局的重要内容。
2、对工程建设整体管理
对工程整体进行管理就是对建设的主要开发指标、工程量、油气处理和生产等进行全面简要的论述和管理。对于油田地面的改建、扩建工程,还要全面调查项目现在安全状况。
3、物料的妥善管理
安全管理要详细地分析记录建设涉及的天然气、原油以及地层水等,对于与安全直接相关的物料更是需要妥善的管理,保证物料的质量和建设的安全。
4、对工程建设系统流程的安全管理
油田地面建设要涉及到油气的储运、集中输送,污水处理和注水等系统,对于这些系统的事故流程和工艺流程要进行全面的安全管理。此外,对于辅助生产系统,例如,生产控制系统、供水和消防系统、通信系统等也要进行管理。
5、对工程设备的安全管理
工程建设的改建、新建或是扩建都要对设备进行安全管理,对于设备的型号、数量以及设计参数等都要进行仔细的分析,保证选择和采用科学合理的设备,保证设备的安全运行。
二、油田地面建设的安全措施
1、安全地布置油田地面建设的施工区域
要按照国家与行业的相关标准要求,安全地布局地面建设油气站场与集中输送管道网络与周边的居民点、城镇、交通线路以及厂矿企业的距离和分布,严格控制防火间距与公共安全防护的距离。在进行总平面的安全布置时要注意最小的频率风向与油气站场各个分区位置的关系,保证在最小风频的下方,保证出现事故时最大程度地减少损失。还要保证消防的道路畅通,合理地确定内部防火间距。此外,对于管径与压力都比较大的集气干线和集油干线,应该对其路径的选择采取安全措施。
2、科学合理地选择管道和设备
要基于安全的因素去选择主要的工艺管道(站场管道与集中输送管道),对于管道的材质等都要仔细的分析和选择;并且还要注意工艺介质所接触的仪表设备、阀门,以及材料的合理选择,必须根据建设的实际需要,防止不合理的设备和材料造成安全隐患。此外,对于含有甲醇、硫化氢等有毒介质的建设项目,更应该注意设备的选用,以及仪表和管道的材质选择,以保证施工人员的人身安全,保证油田地面建设的顺利进行。
3、注重防爆防火的安全措施
油田产品都是易爆易燃的物品,不规范的管理或行为就会导致重大的损失。火灾爆炸是油田生产场站主要的危险有害因素,因此,必须做好防火防爆的安全措施。防火防爆的安全措施主要包括预防措施与控制消减措施两类。预防措施是从控制火源和防止泄露等方面进行控制,采取相应的措施,例如,可以设置自动控制系统、火气探测系统、紧急停车系统,采取设备与管道防腐与阴极保护措施,对电气设备采取防火防爆的措施以及防止雷击和防止静电的措施等。控制消减措施主要是针对突然发生的事故或是险情,采取的如何减少和消除灾害的应急的措施,例如,设置应急电源应对突然停电状况;设置科学的消防系统和安全泄放系统,并且还要采取适当的通风措施;注重对工作人员的培训,提高工作人员的逃生和救生的能力。具体表现在以下方面:
(1)设置自动控制系统
制定科学合理的油田场站自动控制系统,了解和掌握自动控制系统与紧急停车系统的设置、目标、功能等,遇到突发事故可以利用自动控制系统进行操作控制,采取相应的预防和应急措施。
(2)科学地设定火气探测系统
火气探测系统是进行安全生产的最直接的保证。火气探测系统是监控有毒气体和火灾事故的兼有报警功能和灭火功能的安全系统。因此,利用这个系统可以准确地探测到事故的地点和程度,触发报警系统,根据事故严重性输出事故等级,避免重大灾难发生,防止对工作人员和设备造成损害。
(3)管道和设备的防腐措施
对于管道和设备的防腐措施首先要选择优质的防腐材料,对于防腐材料的种类、等级、结构以及厚度都要详细地记录,便于日后管理。此外,对于管道的破裂要及时进行修理,选择合适的管道补口方式,制定完备的管道防腐设计和阴极保护方案。还可以在管道和设备的外层涂抹防腐油漆,以达到防腐的目的。
(4)电气设备的防火防爆措施
因为是具有爆炸危险的场所,所以要正确地选择电气设备;按照规范要求进行安装,并且一定要保持必要安全间距;对于电气设备的电流、电压等参数要进行及时的观测,保证电气设备的绝缘能力,使电气设备安全正常运行;电气设施还要具有一定的耐火性能。
(5)防雷防静电措施
对于油气站场内的建筑要采取防雷的措施,工艺装置内部的露天布置,当顶板厚度大于4毫米时不用设置避雷针,但是要设置防雷接地;大型的油罐应该设置避雷针;对于可能产生静电的管道和设备要采取防静电的措施。
(6)设置应急电源
在油田地面建设中要设立应急的电源,应对突然停电事故,保证生产的顺利进行,可以根据建设的场地的实际情况设置应急的发电机,满足停电时对电力的需求。
(7)通风措施的实施
采取通风的措施主要是排除易燃易爆的气体,因此,通风设备的选择要综合考虑换气次数、通风方式以及设备数量等因素,利用合理的设备保证危险气体排出,减小火灾和爆炸事故的发生概率。
(8)安全泄放系统的应用
安全泄放系统是一种安全装置,可以在容器或系统内介质压力过大时自动开启,将部分或是全部介质泄放出来,起到保护容器的作用,以及防止对工作人员和设备造成损害。
(9)建立完善的消防系统
消防系统是油田地面建设中必须建立的安全系统。由于油田产品的易燃易爆性质,要特别重视消防系统的建立。要根据建设场地的实际情况,确定消防的给水量,消防泵的选择以及固定消防设施与移动消防设施的选择,一旦遇到事故充分发挥消防系统的作用,将损失降到最低。
(10)提高工作人员的安全意识
提高工作人员的安全意识,以及逃生与救生的能力。注重对工作人员的安全培训,提高工作人员的逃生与救生能力,遇到事故能够沉着冷静,充分利用救生和逃生的设备和设施。
4、其他安全措施
油田地面建设是复杂的工程,存在很多危险因素。针对具体的建设施工状况,还要采取触电事故的预防措施,高空坠落的预防措施,中毒事故的预防措施,高温烫伤事故的预防措施、机械伤害事故的预防措施等。
结语:
安全是一切生产的基础。在油田地面建设中,综合考虑各种安全因素是保证项目建设安全进行的基础和前提。因此,在实际的建设过程中,要加强对安全管理的控制,采取各种安全措施,减少不安全因素威胁,保证地面建设安全有序进行,促进油田可持续发展。
参考文献:
[1]王金阳.探析油田地面建设施工的管理[J].中国新技术新产品,2012(19)
(陕西晨光建筑设计研究有公司陕西西安710000)
【摘要】实验建筑的使用和功能有其特殊性,其电气接地系统相对于其他常见民用建筑如住宅、办公等较为复杂且要求更高,根据国家规范,实验建筑电气接地安全设计的要点。
关键词 联合接地;实验室接地;防电磁干扰;静电措施
Experimental design building electrical grounding
Zhang Da,Li Wen-xi
(Shaanxi dawn architectural design study has companyXi´anShanxi710000)
【Abstract】Use and function of experimental architecture has its particularity, its electrical grounding system relative to other common civil construction, such as residential, office and other more complex and more demanding, according to the national standard, experimental building electrical grounding safety design points.
【Key words】Joint grounding; grounding laboratory;Anti-electromagnetic interference;Static measures
1. 引言
实验建筑的使用和功能有其特殊性,其电气接地系统相对于其他常见民用建筑如住宅、办公等较为复杂且要求更高,笔者以实际工程案例,根据国家规范,谈谈实验建筑对电气接地安全设计的要点。
2. 建筑概况
经省发改委批准,省医疗器械检测中心实验楼项目,总建筑面积为21496.1平方米。地上 12层为实验以及业务用房、地下一层为设备用房;建筑高度55.85m;建筑设计耐火等级:二级;属一类高层建筑防火设计;结构类型为框架结构。主要建设内容有:(1)通用检测实验室,包括物理化学检测实验室、生物相容性检测实验室、电气安全检测实验室、电磁兼容性检测实验室、环境试验检测实验室等;(2)专业检测实验室,包括有源植入器械检测实验室、麻醉和呼吸器械检测实验室、牙科器械检测实验室、机电医疗器械检测试验时、体外诊断器械检测实验室、无源植入器械检测实验室、眼科和光学器械检测实验室、可重复使用器械检测实验室、一次性使用器械检测实验室、残疾人技术扶住器械检测实验室、诊断和治疗用辐射器械检测实验室、医用防护产品检测实验室等。
3. 联合接地及安全措施
实验建筑按具体要求,可设置实验室工作接地、供电电源工作接地、保护接地、实验室特殊防护接地。
(1)本工程为联合接地,其接地工频电阻不大于1欧姆,实测不满足要求时,增设人工接地极。
(2)本工程地下一层设置变配电所,接地形式采用 TN-S系统。变配电所做接地配电回路设专用保护线(PE线),严禁与中性线(N线)共用。凡正常不带电的一切电气设备金属外壳,金属支架等物体均应与 PE线可靠联接。
(3)电气竖井、电梯井道内从底端至顶端垂直敷设一条 40X4mm热镀锌扁钢,每隔三层与楼板钢筋做等电位联结,其上、下端均与接地装置网络连接。
(4)总等电位联结应将保护干线、接地干线、各种公用设施的金属管道(如上、下水,热力、燃气等管道),建筑物金属结构,钢筋混凝土基础钢筋等可靠连接。
(5)各实验室内设接地端子箱,接地引下线柱内暗敷。
(6)过电压保护:在电源总配电柜内装 Ⅰ级电涌保护器(SPD)。
(7)电话、网络、电视系统引入端等处由专业公司设过电压保护装置。具体做法参见国标图集《建筑物防雷设施安装》02D501-1。
(8)直接埋地的电缆始端接地。电缆末端、金属管道在进出建筑物处应就近与接地装置网络焊接。导电闭合体焊接处均应除渣刷二度防腐涂料。
(9)在引下线距地面 0.5m处设测试连接板供测试用,建筑物周边引下线在室外地坪下 0.8m处,设有 40X4mm长 2m的外甩热镀锌扁钢。
(10)利用建筑物基础内最底层四根(≥φ12)或二根(≥φ16)以上主钢筋延长焊通形成接地导电闭合网络。
(11)变配电所、水泵房、换热站、电气竖井、电梯井道等接地引下线在柱内、墙内暗敷。
(12)建筑物结构中的金属构件,如防护密闭门、密闭门、防爆波活门的金属门框等做等电位连接。
4. 实验室接地
4.1各实验室保护接地设置LEB(局部等电位端子箱),其接线示意如下图1:
LEB(局部等电位端子箱)设置原则:
(1)实验室LEB(局部等电位端子箱)设置在距地面0.3米处,接地导线沿墙、地面暗敷至金属试验台。
(2)由墙内预埋件至LEB局部等电位箱采用接地线采用BV-1X16-PVC20;由LEB局部等电位箱至设备接地点采用接地线采用BV-1X6-PVC16。
(3)每个LEB箱至少预留3个接地端子。
(4)与工艺设备或试验台的金属外皮相连的具体做法可参考国标图集《等电位连接安装》(02D501-2)46页。
(5)接地用铜母带与结构钢筋互联时须采取防腐措施。
(6)根据工艺要求,本建筑防雷接地无需单独设置(如防雷接地需单独设置,应按现行的《建筑防雷设计规范》的规定采取防止反击措施)且无特殊要求,各种接地共用接地装置,接地电阻值不大于1Ω。
4.2实验室工作接地与接地装置采用单点连接。使用性质不同的实验室共用一组接地装置时,分别引接地线与接地装置连接。
实验室接地点至接地装置的引线长度不应为λ/4及λ/4的奇数倍。
λ=3×108f
式中:λ——波长(m)
f——实验室接地仪器、设备工作的主频率(Hz)
4.3实验室接地仪器、设备工作的主频率为50Hz,最远处的实验室接地点至接地装置的引线长度为84.05米,计算得满足要求。
5. 防电磁干扰、静电措施
5.1对电磁干扰有屏蔽要求的场所(如电磁兼容实验室等)设置屏蔽措施:
(1)利用20mm长、φ1.5紫铜条嵌入土建素墙内连接屏蔽网;
(2)房间六面体内φ1.5的400-800目/平米紫铜网做屏蔽网;
(3)房间八个角与建筑钢筋接地网连接;
(4)门为企口式,并做紫铜接触连接屏蔽网。
5.2弱电机房、监控室、消防控制室、自动化管理控制室、气瓶间等需要防静电干扰的电子设备机房采用接地的导静电地板。其示意图如图2:
由于防静电接地系统所要求的接地电阻值较大而接地电流(或泄漏电流)很小,所以其接地线按满足机械强度选择6平方毫米绝缘导线(对移动设备则采用可挠导线)与固定式装置的防静电接地线焊接。
6. 结论
实验建筑由于自身的特殊性,接地系统相比常见的民用建筑较为复杂,各类型科学实验建筑的设计方案可能不同,施工图设计阶段应按照其特点、工艺要求进行设计以满足其安全可靠及使用要求。
参考文献
[1]《全国民用建筑工程设计技术措施-电气》2009.
[2]《工业与民用配电设计手册》第三版.
[3]《民用建筑电气设计规范》 JGJ16-2008.
关键词:液体化工码头、库区;火灾报警系统设计;要点及要求
Abstract: fire alarm system design, an important part of the electrical design and liquid chemical wharf, reservoir and petroleum chemical enterprise. The author summarized the design and learning experience, combined with the example of engineering design and the national norms, standards, the liquid chemical wharf area, basic content and fire alarm system design key points and requirements.
Keywords: Liquid Chemical Wharf, reservoir; fire alarm system design key points and requirements;
中图分类号:X928.7文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
引 言:液体化工码头,主要是以装卸输送石油和液体化工产品为主的专业性码头,属于易燃易爆场合;库区是以储运、输送石油和液体化工品场所,也属于易燃易爆场合。它们在生产、加工、输送、储运过程中,发生火灾、爆炸的可能性和危险性都很大,因此对液体化工码头和库区的安全性要求也非常高。为确保液体化工码头和库区的安全生产,工程设计和建设过程中不仅需要严格按照国家相关的技术标准和规范设计施工,专业的消防设备也是不可缺少的,而火灾报警系统作为重要的独立运行系统在液体化工码头和库区安全生产中起到了重要的作用。现结合设计工作中的设计案例-4个万吨级(2x1万、1x2万、1x5万)液体化工码头火灾报警系统的设计,探讨液体化工码头和库区各单元的火灾探测器等的设置和选型,以及火灾报警系统及线路的设计。见图示1
根据《石油化工企业设计防火规范》(2009年版)有关规定,液体化工码头和库区必须设置火灾自动报警系统,并具备向所属的消防部门报警的功能。火灾自动报警系统主要包括火灾探测器和手动报警按钮,自动型火灾探测器包括:感烟探测器、感温探测器、火焰探测器和可燃气体探测器。手动型火灾探测器是手动方式产生火灾报警信号、启动火灾自动报警系统的器件,也是报警系统中不可缺少的组成部分之一。
液体化工码头火灾报警系统的设置
根据规范要求,结合液体化工码头装卸口各输油管道介质的特点,可采用自动报警和手动报警相结合的火灾报警系统。系统形式为集中式(带联动型),分别将各液体化工码头装卸口作为一报警区域。在码头装卸口处、管道法兰、阀门连接处以及工作温度超过输送介质闪光温度的地方应设置感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或者组合配置。对于输送或聚集可燃气体或可燃液体蒸汽的场所,应选择可燃气体探测器。本文主要介绍在液体化工码头装卸口、管道法兰、阀门等连接处设置可燃气体浓度报警仪的工程设计。
在上述区域工作人员经常巡检和工作的地方,除配置一定的自动火灾探测器外,还必须配置一定的手动报警设备和火灾声光警报装置。手动报警设备的设置应根据工作人员的巡检路径进行设计,如码头通道、输油管道巡检通道、工作区域出入口及四周应设置手动报警按钮箱,从报警区域的任何位置到最邻近的一个手动报警按钮箱的距离,不应大于25米。手动火灾报警按钮箱应设置在明显的和便于操作的位置,并防水密封,安装高度为底边所在地面1.3~1.5米,并且应有明显的红色标志。声光警报装置要安装在人员经常出现的地方,并且要综合考虑区域内的噪音影响,在环境噪声大于60dB的场所,警报器的声压级应高于背景噪声15dB,以便真正起到警报的作用。同时,还可安装应急广播音响。
除上述设置的火灾报警装置外,为防止静电和雷电而引起的火灾爆炸,还应采取如下安全措施:(1)码头以及码头上的金属物体必须做好接地,接地装置可利用码头结构的钢筋网作自然接地体,其接地电阻值不大于1欧姆;(2)在码头前沿还要设置防静电接地箱,防静电接地箱应与码头接地装置连接,防静电接地箱要求防爆,其等级为Ex(ia)IIBT4;(3)在进入码头通道的入口处,还应设置消除人身静电装置,消除人身静电装置与码头接地装置连接;(4)在输油管道进出口和直行管道每隔200米或拐弯处应分别与接地装置连接等。见图示2
2、库区火灾报警系统的设置
一般情况下,液体化工品码头与库区相邻,库区设在码头后方。库区内主要设置储存各种介质的储罐,共有5个罐区,每个罐组有不同容积的储罐,单罐容积最大的为5000m3,最小的1000m3。由于储罐容积比较大,因此库区和罐组范围也比较大,人员又比较稀疏,火灾报警系统设备主要有手动报警按钮箱、可燃气体报警探测器、线型光线光栅性感温火灾探测器、警报器相组成。手动报警按钮箱沿罐组区四周道路边安装,间距不应大于100米。在产生可燃气体的液体储罐的防火堤内,以及设备和管道的法兰和阀门组还应该设置可燃气体探测器,对每个单罐的浮顶罐密封圈处设有火灾自动报警系统。采用无电型的线性光纤光栅性感温火灾探测器,既可以监视密封圈处的温度值又可设定超温火灾报警,该类型的线性感温火灾探测器,目前在石油化工企业已取得了较好的应用业绩。本库区共设42个温度、液位和可燃气体检测信号;20个手动报警按钮箱;10个声光报警器。
库区内除设置火灾报警装置外,还应该配置一定数量的火灾警报装置,如火灾应急广播、电笛、电铃、声光警报装置,可根据现场具体情况选择不同类型的火灾警报器。另外,每组储罐应做防雷接地系统,并连成接地网,其接地电阻不应大于1欧姆,接地装置最好与码头接地连接;在库区卸油区,还应设置防静电接地系统等。
控制室及变配电室的火灾报警系统的设置
本工程的控制室和配电室位于距离最近的码头前沿40米的管理房的一层,属非爆炸危险区域。控制室、配电室属于发生火灾后影响较大的场所,内部电缆较多,属于火灾隐患较大的区域,因此应设置火灾自动报警系统。控制室、配电室内应安装感温探测器和感烟探测器。每个房间至少设置一只感烟探测器或感温探测器,感烟和感温探测器的保护面积、保护半径按下表确定。
点型感烟探测器、点型感温探测器的保护面积和保护半径
火灾探测器的种类
对于大空间的办公室,所需设置的探测器数量,不应小于下面的计算值:
【关键词】DCS系统;故障;排除
1 系统常见故障及排除
现场常见的问题有三个方面:一是从现场来的信号本身有问题;二是系统硬件故障;三是软件组态有错误或组态与硬件协调有误引起冲突。
1.1 现场信号问题主要有以下几个方面:
(1)测量元件坏;
(2)变送器故障;
(3)连线问题,包括信号线接反、松动、脱落、传输过程中接地及传输过程中受干扰影响耦合出超过DCS系统可接受的干扰等。
总之从信号测量、发送,到DCS接线端子,这中间任何一个环节出错,所造成的结果都表现为数据显示有误。
1.2 DCS硬件故障
DCS硬件故障常常表现为以下几个方面:
(1)模块与底座接插不严密;
(2)拨码开关错误、通讯线接线方向错误及终端匹配器未接;
(3)硬件接线与实际信号要求的不一致;
(4)机柜内电源输出有误;
(5)硬件本身坏。
以上几个方面问题的结果表现为:加电硬件板级故障(指示灯显示状态不对);设备不工作;或系统工作但显示的对应测点值不正确、系统输出不能驱动现场设备等。
1.3 软件组态有错误或组态与硬件协调有误
软件组态有错误或组态与硬件协调时出现的问题,主要表现为以下几个方面:
(1)数据库点组态与对应通道连接信号不匹配;
(2)由于网络通信太忙引起系统管理混乱;
(3)鼠标驱动程序加在COM1口,造成系统在线运行时不能用鼠标操作;
(4)打印机不打印等。
(5)加电硬件板级故障(指示灯显示状态不对);设备不工作;或系统工作但显示的对应测点值不正确、系统输出不能驱动现场设备等。
1.4 处理方法
首先是要判断出故障是发生在DCS系统内部还是在设备或是连线上。一般方法是:(1)从卡件接线端子排上拆除故障点卡件通道现场侧接线;(2)对于模拟量输入通道,可用模拟量信号源加信号,若CRT上显示正常则故障点应在设备或是连线上;对于对于开关输入通道,可短接通道,若CRT上显示正常则故障点应在设备或是连线上;对模拟量输出通道,可模拟量信号测量仪接入通道,在CRT上对设备进行操作,若检测输出信号正常则故障点应在设备或是连线上;对于开关量输出通道,可万用表电阻档接入通道,在CRT上对设备进行操作,若检测卡件输出继电器闭合则故障点应在设备或是连线上。
判断出故障是发生在DCS系统内部还是在设备或是连线上后,就可对症下药,迅速排除故障。
在处理故障中应注意以下问题:
(1)对在系统联锁、保护、自动中使用的AI、DI量,在处理前应将相应的联锁、保护、自动解除或是进行强制后方可进行处理。
(2)对于外供电回路,在拆除卡件现场侧接线是应先将设备电源切除或拆除后用绝缘胶布进行包裹,防止短路发生。
(3)对于DI卡若其上通道灯均灭,一般是查询电压丢失或卡件故障。
2 供电与接地系统常见故障
2.1 连线接头问题
(1)连线接头没有采用压焊或焊接不好造成接触不良;
(2)热循环使接头松动;
(3)螺栓连接点因震动引起松动;
(4)连接点因腐蚀而接触不良。
2.2 电源问题
2.2.1 电源连线问题
包括:没有连线(火、地、零几项中,其中一项没有接);错误连线(火线与零线接反,地线与零线反接,地线与零线多点短接)。
2.2.2 电源质量问题
包括:设备连线质量(各连接头松动);技术指标(电压、频率)超过规定要求。
2.2.3 线质量问题
包括:电源线阻抗增大和绝缘层不好。
2.2.4 地极问题
包括:地极电阻增大,地极同地网断开。
2.2.5 环境问题
包括:电源线特别是地线布线不合理,同产生强磁干扰的电线和设备相隔太近。
2.3 故障处理
(1)系统电源出现故障,一般均会在报警光字牌上有显示或是出现电源切换,对于单一电源故障,可切除进线电源后进行检查;对于切除电源故障,只能在观察、测量找到故障点后,制定切实可行的安全措施后方可进行。
(2)接地系统出现故障DCS系统一般不会有报警发出,但DCS输入输出量会出现多个数据不稳定,设备状态失常、误动。此时应测量各机柜系统接地电阻,判断接地系统是否出现故障,及时进行处理。
3 防止干扰和设备损坏的一般方法
3.1 系统电源
系统电源应该有冗余,各路配电模块应该有独立的截峰二极管(过压)、自动断路器(过流)等保护。供电系统最好采用隔离变压器,使DCS系统接地点和动力强电系统接地点独立开来,并采用电源低通滤波器消除电网上的高次谐波。为避免波动,DCS供电要尽量来自负荷波动小的电网上。要严格防止强电通过端子排线串入DC24V供电回路,并定期检查机柜电源系统是否正常,供电电压是否在正常范围内,系统接地是否可靠、良好,线路绝缘是否合格,停、送电是否按要示程序执行。通过以上工作,这方面的风险就可以有效避免。
3.2 电缆敷设
强电电缆与弱电电缆应分开敷设,电源电压220V以上、电流10A以下的电源电缆和信号电缆之间的距离要大于150mm,电源电压220V以上、电流10A以上的电源电缆和信号电缆之间的距离要大于600mm。若只能放在同一桥架内,之间要装隔离板。热工电缆不可放在高压力电场内。对于电容式设备的二次电缆,比如电容式互感器的二次电缆,施工要与地靠近、平直。在发电机等附近有较强辐射处,要注意应该有铜皮或铝箔等做成的密封箱,来起到屏蔽作用。信号回路必须要有唯一参考地,屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合,也要在就地或者控制室唯一接地,防止形成“地环路”。
3.3 信号隔离
对于模拟量输入输出(AI/AO)回路,要防止从现场来的强电串入卡件,以及就地设备与DCS系统不共地可能产生的电势差。重要回路应该采用信号隔离器。对于数字量输入输出(DI/DO)回路,常用的解决方法是对DI/DO信号采用继电器隔离,使强电不会串入卡件的信号回路,发生故障时,也主要检修隔离的外回路。
3.4 防静电和避雷措施
进入控制室和电子间,要穿防静电工作服,触摸模块时,必须戴防静电手套。检修中,从机架上拆下的卡件要放在接地良好的防静电毡上,不能随意摆弄。采取综合的防雷措施,尤其是DCS系统不能和电气及防雷接地公用接地网,并且之间距离要满足要求。
4 结束语
由于电厂现场环境恶劣,对DCS系统正常运行影响因素非常多,要求我们要在实际工作中不断摸索,总结经验,对存在问题及时进行处理、整改。确保DCS系统工作稳定,保证机组安全运行。
参考文献:
[1]DL/T 659-2006,火力发电厂分散控制系统验收测试规程
关键词:共用接地ITTTTN等电位连接设计方法
在建筑物供配电设计中,接地设计占有重要的地位,因为它关系到配电系统的可靠性,安全性。20世纪90年代国家对电工的技术规范、标准作了大量修订,基本上全部等效或等同IEC标准,例如《系统接地的型式及安全技术要求》GB14050-93、《漏电保护器安装和运行》GB13955-92、《低压配电设计规范》GB50054-95,三部国家标准明确提出低压配电系统的接地型式有IT系统、TT系统、TN系统(TN-S系统;TN-C系统;TN-C-S系统)三种。
不管哪类建筑物,在供配电设计中总包含有接地系统设计。进入90年代后,大量的智能化楼宇的出现对接地系统设计提出了许多新的要求。在常用的几种接地型式中,哪一种能够适合智能化楼宇?智能化系统的弱电设备及线路的接地要求如何与强电设备及线路的接地统筹考虑?笔者将提出自己的看法。
1.IT系统
I表示电源端不接地,或经过高阻抗接地。T表示负载侧电气设备外露可导电部分直接接地。IT系统最大的优点是当发生单相接地故障时,故障电流很小,可以不切断故障线路。为保证人身安全,它要求发生接地故障时发出信号,设备的接触电压不大于50V,其动作电流应符合下式要求:
RA·Id≤50V
式中:RA—外露可导电部分的接触电阻(Ω)
Id—相线和外露可导电部分间第一次短路故障电流(A)
为达到此要求,应减少配电系统的对地电容,例如限制设备线路总长度。IT系统的缺点是不宜配出中性线N,并必须补充一些安全措施,不宜用于拥有大量单相设备的智能化大楼的低压配电系统。但智能化系统重要的主机房设备和各层终端设备设置防雷击、防干扰隔离变压器后可采用IT系统供电。
2.TT系统
第一个符号T表示电源端有一点直接接地;第二个符号T表示电气装置外露可导电部分直接接地,此接地点在电气上独立于电源端的接地点。
2.1TT系统的特点是中性线N与保护接地线PE无电气连接,即中性点接地与PE线接地是分开的。该系统在正常运行时,当三相负荷不平衡时,在中性线N带电情况下,PE线不会带电。
2.2当电气设备的金属外壳带电(相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电)时,接地故障保护的动作特性应符合下式要求:
RA·Ia≤50V
式中:RA—外露可导电部分的接地电阻和PE线电阻(Ω)
Ia—保证保护电器切断故障回路的动作电流(A)
由于接地故障电流的大小受电源端的接地电阻和设备外壳的接地电阻之和的限制,一般情况下其电流较小,不能启动低压断路器跳闸或熔断器熔断,将造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压,故应采用漏电保护器保护。
2.3TT接地型式的适用范围
适用于以低压供电远离变电所的建筑物,对接地要求高的精密电子设备以及要防火防爆的场所。
3.TN-C系统
TN-C系统是用中性线(N)兼作接地保护线(PE),称作保护中性线,通称PEN线。
3.1TN系统的接地故障保护的动作特性应符合下式要求:
ZS·Ia≤U0
式中:ZS—接地故障回路阻抗(Ω)
Ia—保证保护电器在规定的时间内自动切断故障回路的电流(A)
UO—相线对地标称电压(V)
ZS包括变压器阻抗和自变压器至接地故障处相线与PE(PEN)线的阻抗。因TN系统的接地故障电流大,使故障线路的保护装置迅速动作,切断故障回路电源达到保护目的。
3.2由于三相负载不平衡,PEN线上有不平衡电流,对地有电压,所以与PEN线所连接的电气设备金属外壳有一定的电压。
3.3如果PEN断线,则设备外壳带电。
3.4如果电源的相线碰地,则设备的外壳电位升高,使PEN线上的危险电位蔓延。
3.5TN-C系统干线上不能使用漏电保护器。
3.6TN-C系统虽对接地故障灵敏度高,线路简单经济,但在智能化大楼内,有大量的照明、计算机、消防等设备,其中单相负荷所占比重较大,难以实现三相负荷平衡,PEN线的不平衡电流加上线路中存在着的由于荧光灯、晶闸管(可控硅)等设备引起的高次谐波电流,在非故障情况下,会在中PEN线上叠加,使PEN线电压波动,不但会使设备外壳(与PEN线连接)带电,对人身造成不安全,而且也无法取到一个合适的电位基准点,精密电子设备无法准确可靠运行。因此TN-C接地系统不能作为智能化建筑的接地系统。
4.TN-C-S系统
TN-C-S系统由两个部分组成,第一部分是TN-C系统,第二部分是TN-S系统,分界面在PEN线与PE线的连接点。该系统一般用在建筑物的配电由公共变电所引来的场所,进户之前为TN-C系统,在进户配电箱处做PEN线的重复接地,配电箱馈出线将N线与PE线分开至设备,并不再有电气连接。当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时,同时只要我们采取等电位连接,使电子设备共同获得一个等电位基准点,那么TN-C-S系统可以作为智能型建筑物低压配电系统的一种接地型式。
5.TN-S系统
TN-S系统是把中性线N和保护接地线PE严格分开的低压配电系统。通常建筑物内设有独立变配电所时采用该系统。
5.1TN-S系统的接地故障保护特性见3.1。
5.2中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点处共同接地外,两线不再有任何的电气连接。系统正常运行时,PE线上没有电流,只是N线上有不平衡电流。
5.3PE线不许断线,对地没有电压,所以电气设备金属外壳是接在PE线上安全可靠。
5.4TN-S系统的适用范围
TN-S系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压配电系统。智能化楼宇除计算机等主要电子设备有特殊的要求时,一般都采用这种接地系统。
6.智能化楼宇的电气接地措施。
6.1防雷接地
为把雷电流迅速导入大地,以防止雷害为目的的接地叫作防雷接地。智能化楼宇内有建筑电气设备和大量的电子设备与布线系统,如通信自动化系统、办公自动化系统、火灾报警及消防联动控制系统、楼宇自动化系统、安全防范系统、综合布线系统、闭路电视系统、车库管理系统等。从已建成的大楼看,大楼的各层顶板,底板,侧墙,吊顶内几乎被各种布线布满。其中电子设备及布线系统一般均属于耐压等级低,防干扰要求高,最怕受到雷击的部分。不管是直击、串击、反击雷、雷电感应及雷电波侵入都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。因此对智能化楼宇的防雷接地设计必须符合《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)的有关规定。
6.2工作接地
将变压器中性点直接与大地作金属连接,称为工作接地。
接地的中性线(N线)必须用铜芯绝缘线,不能与其它接地线混接,也不能与PE线连接。
6.3安全保护接地
安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。即将大楼内的电气设备以及设备附近的金属构件、金属管等用PE线连接起来,但严禁将PE线与N线连接。这些措施不仅是保障智能建筑电气系统安全、有效运行的措施,也是保障非智能建筑内设备及人身安全的必要手段。
6.4屏蔽接地与防静电接地
电磁屏蔽及其正确接地是电子设备防止电磁干扰的最佳保护方法。可将设备外壳与PE线连接;穿导线或电缆的金属管、电缆的金属外皮和屏蔽层的一端或两端与PE线可靠连接;重要电子设备室的墙、顶板、地板的钢筋网及金属门窗也应多点与PE线可靠连接。防静电干扰也很重要。防静电接地要求在洁静干燥环境中,所有设备外壳、金属管及室内(包括地坪)设施必须均与PE线多点可靠连接。
6.5共用接地系统
智能化楼宇的建筑物防雷接地、电气设备(含电子设备)的接地、屏蔽接地及防静电接地应采用一个总的共用接地装置。共用接地装置优先采用大楼的钢筋混凝土内的钢筋、金属物件及管道等自然接地体。其接地电阻应≤1Ω。若达不到要求,可增加人工接地体或采用化学降阻法,使接地电阻≤1Ω。
6.6等电位连接
等电位连接是防止人身遭受电击、发生电气火灾及电子设备抗电磁干扰的主要措施。将建筑物的各种设备金属外壳、金属管、电缆支架、金属线槽、电缆金属外皮、建筑物的钢筋网等金属体,就近与共用接地装置可靠连接。
6.6.1强、弱电系统分别设置各自的等电位接地端子板,分别通过接地干线或接地母排与共用接地装置连接。
6.6.2各电气设备应采用单独的PE线与等电位端子板连接,不得将几个设备用接地线串联接地。
6.6.3等电位接地端子板与接地干线或共用接地装置的连接点,至少应有两点,并在不同位置。
6.6.4各等电位接地端子板应设置在便于安装和检查以及接近各种引入线的位置,避免装设在潮湿或有腐蚀性气体及易受机械损伤的地方。等电位接地端子板的连接点应具有牢固的机械强度和良好的电气连续性。
6.6.5从建筑物外引入建筑物内的各种金属管、金属线槽、电缆金属外皮等,应在引入处与共用接地装置进行等电位连接,或与强电系统等电位接地端子板连接。