化工企業(yè)電氣設(shè)計(jì)中的常見問題及處理辦法

董鴻章，竇明，楊亞紅(中國(guó)平煤神馬集團(tuán)開封興化精細(xì)化工有限公司，河南 開封 475000)

0 引言

近幾年來，化工企業(yè)搭載國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)高速列車進(jìn)入發(fā)展快車道。伴隨著快速發(fā)展，該領(lǐng)域的安全標(biāo)準(zhǔn)也逐漸受到廣泛關(guān)注。對(duì)于化工企業(yè)的電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要設(shè)計(jì)人員依據(jù)化工企業(yè)實(shí)際情況，依照標(biāo)準(zhǔn)全力做好標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)工作，以滿足化工單位實(shí)際需求，并將各類安全隱患發(fā)生概率將至最低，對(duì)整個(gè)化工企業(yè)的安全統(tǒng)籌起到積極作用。

1 電氣設(shè)計(jì)對(duì)化工企業(yè)的重要性

化工行業(yè)的特殊性在與此類企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)涉及腐蝕、高溫、高壓等各類危險(xiǎn)因素，如果在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在遺漏就會(huì)埋下安全隱患，進(jìn)而發(fā)生各類安全事故。因此，化工企業(yè)的電氣設(shè)計(jì)工作需結(jié)合化工單位實(shí)際情況，并依據(jù)化工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保障各環(huán)節(jié)設(shè)備電氣系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，只有這樣才能給化工企業(yè)創(chuàng)建安全良好的工作環(huán)境，保障該領(lǐng)域的高速發(fā)展。

2 化工企業(yè)電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中凸顯的問題

2.1 電氣設(shè)備選型問題

上文提到化工企業(yè)的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)涉及腐蝕、爆炸、高溫、高壓等各類不穩(wěn)定因素。需要在化工電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)將以上安全隱患進(jìn)行通盤考慮，并依照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行周密設(shè)計(jì)，相關(guān)電氣設(shè)備依照設(shè)計(jì)進(jìn)行采購(gòu)安裝。但不少化工企業(yè)因資金或成本考慮，未依照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)選擇標(biāo)準(zhǔn)電氣設(shè)施或在安裝過程中偷工減料。以上行為將會(huì)對(duì)企業(yè)埋下安全隱患，甚至對(duì)經(jīng)濟(jì)效益乃至企業(yè)人員安全構(gòu)成威脅。比如化工設(shè)備區(qū)域的電氣電源應(yīng)采用TN-S系統(tǒng)作為接地方式以及低于1000v的感應(yīng)鼠籠式電動(dòng)機(jī)支路的載流量應(yīng)大于電動(dòng)額定電流的1.25倍，化工電氣設(shè)計(jì)人員都應(yīng)謹(jǐn)記，以電氣設(shè)備發(fā)揮最佳狀態(tài)。

2.2 電氣設(shè)計(jì)缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

化工行業(yè)的電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，無論在是在工藝設(shè)計(jì)還是電氣設(shè)備選型方面都是分開進(jìn)行，現(xiàn)有電氣設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)無法對(duì)其進(jìn)行管理和約束，這就導(dǎo)致在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)過程中電氣設(shè)計(jì)的安全質(zhì)量無法得到保障。此外，在進(jìn)行化工設(shè)計(jì)過程中缺乏專業(yè)指導(dǎo)或設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)前期為對(duì)化工企業(yè)工藝進(jìn)行充分了解，或?qū)ΜF(xiàn)有工藝數(shù)據(jù)未進(jìn)行足夠參考，都會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)缺陷，進(jìn)而造成化工企業(yè)生產(chǎn)造成負(fù)面影響。如國(guó)內(nèi)多數(shù)化工單位，10KV單回路租用線路的功率容量通常不應(yīng)超過8000KVA。但多數(shù)化工單位為在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，并未將此標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用至化工電氣設(shè)計(jì)中，或是單獨(dú)進(jìn)行電氣設(shè)施型號(hào)設(shè)計(jì)，這就會(huì)對(duì)化工企業(yè)電力系統(tǒng)造成負(fù)面影響。此外，如果電氣設(shè)計(jì)能夠不足，也會(huì)影響化工電氣系統(tǒng)，造成供電系統(tǒng)運(yùn)行不足，給企業(yè)安全用電造成影響。

2.3 變電室防火設(shè)施設(shè)計(jì)不合理

上文將化工電氣設(shè)計(jì)過程中的不足進(jìn)行綜述，電氣系統(tǒng)安裝完畢后，所處周邊環(huán)境的防火措施亦同樣重要。但是諸多化工單位在進(jìn)行變電室設(shè)計(jì)施工時(shí)，并未給與高度重視或相關(guān)安全措施不到位，變電室安全防火性能差，極易發(fā)生各類安全事故。在國(guó)家特種行業(yè)的相關(guān)規(guī)定中，對(duì)變電室防火、相關(guān)關(guān)施工措施以及安全門數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)都有明確標(biāo)準(zhǔn)。如變電室安全門應(yīng)設(shè)置至少2道門，以防安全事故發(fā)生造成沖擊，但多數(shù)化工單位只設(shè)計(jì)安裝一道門，埋下安全隱患。

2.4 生產(chǎn)設(shè)備缺少接地或接地?zé)o效

任何企業(yè)的大型設(shè)備都要有電氣接地系統(tǒng)，如果接地操作缺失或無效，在發(fā)生電氣事故時(shí)極易造成重大安全事故，以某化工單位發(fā)生電氣事故為例，該單位在設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中存在多個(gè)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域，依照標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)選擇2家以上單位對(duì)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，但該企業(yè)初于成本考慮僅讓一家設(shè)計(jì)單位對(duì)爆炸危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)未將設(shè)備接地問題進(jìn)行考慮，致使最終該企業(yè)化工設(shè)備沒有接地，其余電氣設(shè)備接地操作也存在漏洞，最終因接地隱患問題造成嚴(yán)重安全事故，化工單位出現(xiàn)重大經(jīng)濟(jì)損失及人員傷亡。

2.5 電氣設(shè)計(jì)人員對(duì)化工專業(yè)知識(shí)不足

化工企業(yè)的電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，涉及多類專業(yè)知識(shí)，電氣設(shè)計(jì)人員既要精通電氣設(shè)計(jì)必要知識(shí)，對(duì)化工企業(yè)的工藝也需要進(jìn)行充分了解。此外對(duì)化工企業(yè)進(jìn)行完善的電氣設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)單位團(tuán)隊(duì)的通力合作，但目前了解到的情況卻是不少設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行化工電氣設(shè)計(jì)時(shí)，多缺乏高效率溝通，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)未有效進(jìn)行發(fā)揮，就容易在設(shè)計(jì)過程中給化工企業(yè)埋下電氣隱患。此外，化工企業(yè)設(shè)計(jì)過程中多涉及各類化工專業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)人員往往對(duì)此類專業(yè)知識(shí)掌握不足或化工單位提供數(shù)據(jù)未進(jìn)行詳細(xì)參考，在此背景下設(shè)計(jì)單位對(duì)化工企業(yè)進(jìn)行電氣系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)各種問題隱患，進(jìn)而造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。最后，多數(shù)設(shè)計(jì)人員應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充自身知識(shí)水平，不斷提升團(tuán)隊(duì)人員技能水平，及時(shí)熟知最新頒布安全設(shè)計(jì)規(guī)定法規(guī)，避免在電氣設(shè)計(jì)過程中埋下安全隱患。

3 完善化工電氣設(shè)計(jì)的相關(guān)策略

3.1 積極完善電氣設(shè)備選型工作

合理選擇電氣設(shè)備，讓其與現(xiàn)有化工企業(yè)電力系統(tǒng)相匹配，就能夠有效降低各類安全事故的發(fā)生。如想實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，就必須在生產(chǎn)設(shè)計(jì)前期將化工企業(yè)中的危險(xiǎn)區(qū)域依據(jù)等級(jí)進(jìn)行劃分，然后由專業(yè)電氣人員對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域具體情況選配相應(yīng)電氣設(shè)備，由于化工企業(yè)多涉及特種作業(yè)設(shè)備，所謂在選配過程中為避免設(shè)備火花外泄，應(yīng)選防爆或隔爆型電氣設(shè)備，化工企業(yè)依據(jù)設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)嚴(yán)格選配電氣設(shè)備。此外，電氣設(shè)施多存在隱蔽性，容易造成忽視進(jìn)而形成安全隱患，需在施工環(huán)節(jié)上給與高度重視，保證電氣施工質(zhì)量。

3.2 制定完善化工領(lǐng)域電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的制定，能夠讓設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，有效降低電氣設(shè)計(jì)難度，設(shè)計(jì)單位也可節(jié)約更多時(shí)間，將精力放置在化工企業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)或部位上。同時(shí)，化工電氣設(shè)計(jì)的不斷完善還能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)人員的充分溝通，共同研究規(guī)避化工企業(yè)相關(guān)問題，以保證化工電氣設(shè)計(jì)的高質(zhì)量完成。

3.3 及時(shí)做好防爆車間的接地靜電工作

因化工單位防爆車間的接地靜電設(shè)計(jì)施工不規(guī)范引起的火災(zāi)事故屢見不鮮。對(duì)于化工單位來說，火災(zāi)隱患造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的，出現(xiàn)火災(zāi)很難進(jìn)行有效控制。因此，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上及時(shí)保障設(shè)備接地以及靜電釋放，依照需求設(shè)計(jì)施工相關(guān)電氣設(shè)備，規(guī)避各類安全隱患，讓火災(zāi)事故發(fā)生幾率將至最低。對(duì)于多數(shù)化工企業(yè)，廠房多為防爆車間，且生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)多存在金屬操作臺(tái)，各類電氣元件在交匯過程中容易出現(xiàn)靜電或感應(yīng)點(diǎn)位，如沒有有效的靜電接地，就容易出現(xiàn)電火花情況，電氣設(shè)計(jì)單位應(yīng)在對(duì)化工單位完全考慮的情況下，對(duì)化工工藝工藝進(jìn)行詳細(xì)了解，電氣管路布局依照相關(guān)規(guī)定。避免電火花的出現(xiàn)，做好電氣設(shè)備的接地設(shè)計(jì)工作。

3.4 提升電氣設(shè)計(jì)人員職業(yè)素質(zhì)

上文提到，在進(jìn)行化工單位的電氣設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員不僅需要具備專業(yè)電氣設(shè)計(jì)知識(shí)，更應(yīng)對(duì)化工相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了解，將電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與化工企業(yè)實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合，這樣設(shè)計(jì)出來的電氣方案才能更佳可靠，只有設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素質(zhì)不斷強(qiáng)化，才能保障化工電氣設(shè)計(jì)工作質(zhì)量的高效性，減少各類安全事故的發(fā)生。此外，在設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)過程中，各設(shè)計(jì)部門進(jìn)行充分交流，對(duì)化工企業(yè)周邊環(huán)境生產(chǎn)工藝、技術(shù)條件以及企業(yè)相關(guān)要求統(tǒng)一明確，只有這樣才有利于電氣設(shè)計(jì)方案符合化工企業(yè)實(shí)際情況，規(guī)避各類安全隱患。尤其對(duì)于大型化工設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)人員更要通力合作，共享各類環(huán)節(jié)信息，真正實(shí)現(xiàn)零距離交流，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)根據(jù)設(shè)計(jì)人員特長(zhǎng)分配電氣設(shè)計(jì)任務(wù)，提升團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)能力的同時(shí)，保障電氣設(shè)計(jì)質(zhì)量。

4 化工企業(yè)中電氣設(shè)計(jì)需要優(yōu)化的環(huán)節(jié)

4.1 防爆電器的防護(hù)能力

有人認(rèn)為防爆電器必然是防塵防水的，而事實(shí)上燈具、按鈕進(jìn)水，端子短路等現(xiàn)象常常是因?yàn)榉雷o(hù)等級(jí)不夠，因此對(duì)于戶外或有沖水可能的防爆電器均應(yīng)采用防護(hù)等級(jí)IP55以上防爆外殼，即完全防止觸及帶電零部件，并能防止灰塵的有害沉積及從任意方向噴射來的水進(jìn)人。

4.2 消防用電機(jī)不宜設(shè)過載保護(hù)

對(duì)于化工企業(yè)易然、易爆危險(xiǎn)品，一般均設(shè)置可自動(dòng)切換消防水泵，并有完善的電氣保護(hù)。但對(duì)于相對(duì)重要的保護(hù)對(duì)象，應(yīng)保證正在運(yùn)行的消防水泵能夠可靠地連續(xù)運(yùn)行，防止因水泵的機(jī)械故障、電機(jī)軸泵損壞、電源電壓低等使電機(jī)過載而發(fā)熱及電機(jī)跳閘，保證消防用水，挽救國(guó)家財(cái)產(chǎn)的損失，防止事故擴(kuò)大。當(dāng)故障不太嚴(yán)重而電機(jī)又必須運(yùn)行時(shí)，盡管電機(jī)過熱也不能停止運(yùn)行，故消防用電機(jī)不宜設(shè)計(jì)過載保護(hù)，只設(shè)短路保護(hù)為好。

4.3 設(shè)備連接時(shí)應(yīng)注意螺紋規(guī)格和電纜外徑

對(duì)于防爆撓性連接管，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量了解所連設(shè)備或管材接口的螺紋規(guī)格，如NrP螺紋、公制螺紋(粗、細(xì)牙)、英制圓錐及圓柱管螺紋等，否則可造成配合不了或密封性差，影響防爆性能。許多防爆電器采用電纜進(jìn)出，并已說明相應(yīng)的電纜外徑，設(shè)計(jì)、應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意這點(diǎn)，因?yàn)檫@涉及接口密封圈與電纜配合是否緊密，若不注意可造成過大則不易安裝；過小則易漏氣，影響安全性。

5 結(jié)語

電氣設(shè)計(jì)在化工企業(yè)生產(chǎn)中非常關(guān)鍵，在化工電氣設(shè)計(jì)過程中一定要加強(qiáng)對(duì)安全可靠與經(jīng)濟(jì)合理的重視程度。不僅要借鑒國(guó)外成功的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，還要不斷的實(shí)踐進(jìn)而使電氣設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)逐漸完善，從而推動(dòng)我國(guó)化工企業(yè)電氣設(shè)計(jì)得到進(jìn)一步發(fā)展，使電氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)作得到保障。此外，還需要對(duì)有關(guān)設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)加強(qiáng)重視，做好電氣實(shí)施的選型工作，對(duì)設(shè)計(jì)過程中的所有環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格監(jiān)督，確保設(shè)計(jì)方案的可靠性，為企業(yè)的穩(wěn)定可靠生產(chǎn)打下良好的基礎(chǔ)。