燃油锅炉房的电气设计

 

　　锅炉按燃料种类可分为：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉等。在倡导环保、低碳、节能的今天，工程项目中越来越重视环保、节能型锅炉的选用。因此，燃油锅炉房在工程中也常有应用。本文将以云南某厂生产区燃油锅炉房为例，对其供配电系统、防雷接地系统、消防报警系统设计等问题提出一些理解和认识。

 

　　案例情况介绍：云南某厂燃油锅炉房内设有６Ｔ、４Ｔ燃油蒸汽锅炉各一台。锅炉房内设有水处理间、配电间、日用油箱间、值班化验间和仪表控制间。建筑物为一层，框架结构，烟囱为钢烟囱（δ＝５ｍｍ）。

 

2 供配电系统

 

　　（1）供电电源

 

　　根据《锅炉房设计规范》ＧＢ５００４１－２００８（以下简称《锅规》）第１５．２．１条锅炉房的供电负荷级别和供电方式，是根据工艺要求、锅炉容量、热负荷的重要性和环境特征等因素确定的。锅炉房停电的直接后果是中断供热，鉴于停电导致锅炉中断供热对生产造成的损失程度不同，锅炉房负荷等级一般多为二、三级负荷。

 

　　在本案例中，该厂处于非采暖地区，锅炉仅为生产区内的生产用房提供生产蒸汽。停电后，生产厂房的生产蒸汽将中断，但不会造成大量减产，大量废品等重大生产损失，因此锅炉房的用电负荷等级定为三级。可从厂区１０ｋＶ变电所引一路２２０/３８０Ｖ电源供给给锅炉房。

 

　　（2）电费计量

 

　　锅炉房的电费计量应根据用户和当地供电部门的要求确定。一般多在变电所低压配电室的低压出线柜上做计量，也有在锅炉房电源总进线柜处装设电度计量表。在本案例中，该锅炉房的计量设在变电所的低压柜内。

 

　　（3）负荷计算

 

　　燃油锅炉房的用电负荷相对于燃煤锅炉房而言，负荷量较小。锅炉的用电负荷需要系数为０．７～０．８，照明负荷需要系数为０．９.

 

　　如案例中的锅炉房，当经计算后设备安装容量Ｐｅ＝４７ｋＷ，计算容量得出Ｐｊｓ＝３８ｋＷ.

 

3 电力设备配电系统

 

　　燃油锅炉房的控制屏或控制箱，一般多为锅炉成套设备。该控制屏（箱）具有对锅房的热工检测和控制的功能。如案例中蒸汽锅炉的控制屏主要具备以下功能：可靠的点火程序控制、蒸汽压力的检测、锅炉汽包水位的检测、燃烧器燃油泄漏检测、锅炉超压联锁保护和低水位联锁保护控制、燃油低于或高于规定范围值时，自动切断燃油供应等。因锅炉设备厂家很多，但其技术水平不尽相同，且每个工程工艺的要求不完全相同，故而在电气设计时，还应注意根据工艺对所做工程锅炉的检测和控制要求，对锅炉成套控制屏（箱）的功能进行核查，以落实工艺的设计要求。

 

　　锅炉房的配电多采用放射式为主的方式。当有多台锅炉时，电气总配电柜（箱）的配电回路的布置应尽可能结合工艺要求，按锅炉机组分配，以减少电气线路和设备由于故障或检修对生产带来的影响。

 

　　案例中：两台锅炉房的控制屏均放置在仪表控制间。在配电间内设置锅炉房电源进线总柜。从总配电柜分别各引一回路为两台锅炉的控制屏供电。同时预留每台锅炉控制屏至热工仪表及控制设备的管线，其布置如图１所示。

 

　　另外，因该工程位于高原地区，在配电设备的选择上还考虑了环境气候对电气产品的影响，对电气产品的技术参数进行了修正。

 

4 照明系统

 

　　根据《锅规》第１５．２．２条及安全管理部门的相关规定，燃油锅炉房的锅炉间、日用油箱间为有火灾爆炸危险场所，照明灯具采用防爆灯具。

 

　　在案例中，除按相关规定在相应的区域采用防爆灯具外，在锅炉间的主要操作地点和通道设置了应急照明，照明灯具选用蓄电池作为备用电源，确保停电时对锅炉房的设备进行安全处理。在锅炉水位表、压力表处设置了局部照明，以便利于锅炉运行人员的检查。

 

5 防雷与接地

 

　　燃油锅炉房的主要生产区域为火灾爆炸危险场所，根据《建筑物防雷设计规范》ＧＢ５００５７（以下简称《防雷规范》）的有关规定，防雷类别应划分为二类。

 

　　案例中：该锅炉房防雷类别为二类，采用在锅炉房屋面设避雷带的方式防直击雷，即在整个屋面组成小于等于１０ｍ×１０ｍ或１２ｍ×８ｍ的避雷网格。锅炉的烟囱为钢烟囱，并且穿屋面而出。利用金属烟囱本体作为接闪器及引下线，在屋顶处与避雷带焊接，不少于两处。为防静电以及便于设备接地，在锅炉间、日用油箱间等处设室内接地干线，并作等电位联结。

 

　　考虑到线路中可能由于雷电等原因产生的过电压会造成设备的损坏，设计过程中在电源进线处及其它适当位置设置了电涌保护器，从而抑制了线路中的过电压。为了防止进出建筑物内各种金属管道由于雷电过电压而产生高电位，通过采用将各种金属管道与接地系统连接的方式，从而排除了这些金属管道的安全隐患。

 

6 消防报警系统

 

　　锅炉房属于丁类生产厂房，日用油箱间属于丙类生产厂房。布置在高层建筑或裙房内的燃油锅炉房应设置火灾自动报警系统和灭火系统。另外，火灾爆炸危险的场所应设置可燃气体浓度检测装置。

 

　　案例中：该燃油锅炉房的锅炉间、日用油箱间设置了可燃气体浓度检测及联动控制柜。当可燃气体探测器动作时，分两步进行联锁控制：先发出声光报警，启动相应房间的排风机，进而再切断干管上的供油阀。可燃气体联动报警装置设在仪表控制间内，以便于值班人员观察（如图２所示）。

 

7 其它

 

　　燃油锅炉房一般都设有储存重油和轻柴油的金属油罐，油罐的防雷接地设计应按《防雷规范》和《石油库设计规范》ＧＢ５００７４的有关规定根据设施设置情况来确定。

 

8 结束语

 

　　随着我国经济建设的迅速发展，国家对环保工作正逐渐重视，油气资源的大力开发，燃油锅炉房应用也在逐年上升。笔者以本文与同仁一起研究并总结燃油锅炉房的电气设计。

 

参考文献

 

　　1 中国机械工业联合会《锅炉房设计规范》（GB50041-2008）.中国计划出版社

　　2 燃油燃气锅炉房设计手册编写组.燃油、燃气锅炉房设计手册.机械工业出版社

　　3 中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册.中国电力出版社，2005