刘新凯
山东金柯工程设计有限公司 山东省淄博市 255000
摘要 ：环保处理在石油化工企业中扮演着越来越重要的角色，需做好环保处理区域的电气设计。在保证污水废气处理装置正常运行，提高处理效果，有效节约能源的基础上，本文从电力系统设计和照明系统设计两方面，简要论述了环保区域的电气设计方法，为以后的污水处理设计项目提供一定的参考。
关键词：环保区域；电气设计；供配电系统设计
引言
目前，在石化企业的生产中，环保处理是减少全厂水资源污染和工业污染的关键下游设备。一般来说，它全年都在运行。大中型电气设备的可靠运行和污水废气处理是非常重要的，为了支持设备的正常运行，必须合理环保处理区域的电气系统，使环保区域持续可靠，安全连续供电，满足环保区域对污水和废水处理的要求。本文以新建某化工企业环保处理区域为例，简要论述了电气设计。
二、污水处理设施概述
本工程污水处理包括合成废水处理系统、单效蒸发及喷雾干燥处理系统、污泥脱水系统、污水站废气处理区、活性炭再生系统、氯化钠MVR蒸发系统、盐酸-氯化钠废水处理系统、氯化铵废水预处理系统、含溴废水、含铵废水及含铜废水处理系统等。本工程用电负荷主要为生产污水处理用电和各类照明维护负荷，主要工程动力设备为风机、搅拌器和水泵。其中，单台功率最大设备为含铵废水处理单元的压缩机，为345kW。
三、环保区域变配电系统设计
（一）负荷计算及供电方案确定
1.负荷计算
本工程荷载计算采用需要系数法，其中需求系数的数值综合考虑了电费、年工作时间（连续、短时间、重复工序）和同时系数的实际情况，然后在稳定负荷率下计算出可用电量，该方法相对简单有效，应用广泛在目前的石油化工工程设计中，特别是环保区域等设备都是适合长期运行且设备稳定的。本工程用电设备约495套，正常运行347套，备用148套。各设备电压均为220/380V，总装机容量6500kw，计算负荷为2723kw。
2.供电方案确定
（1）环保处理区域位于厂区北侧，距离厂区总配电室380m，考虑到低压传输的电能损耗及电缆投入太大，要求总图专业在环保处理区域预留了区域变配电室的位置。
（2）依据《供配电系统设计规范》GB 50052及工艺条件，确定多段耙式炉、急冷塔喷淋水泵、余热锅炉、锅炉给水泵等为二级负荷，计算负荷为62kW；其他用电设备均为三级负荷，计算功率为2661kW。本厂区自市政电网引两路35kV高压线路，分别引自不同的变电站，满足“来自同一个电网但其间的电气距离较远，一个电源系统任意一处出现异常运行时或发生短路故障时，另一个电源仍能不中断供电，这样的电源都可视为双重电源。”的一级供电要求。自厂区总配电室引两路10kV电源至环保区域配电室，设置两台2000kVA干式变压器并联运行，负荷率为75.6%，满足二级负荷供电要求。
（二）配电室建筑方案确定
本环保区域配电室承担全部区域供电及生产区域1#车间供电。经核算、环保区域需GGD配电柜70台，1#车间需GGD配电柜65台。
因厂区离海岸线较近，地下水位较高，且夏季可能发生海水倒灌，配电室室内外高差确定为1.5m。配电室长度超过7m，应设2个出口，并布置在配电室两端。配电室设室外梯，配电室的门均向外开启。配电室的门的高度和宽度，按最大不可拆卸部件尺寸，高度加0.5m，宽度加0.3m确定。
GGD柜成排布置的GGD柜双排面对面布置屏前最小宽度2m，屏后维护最小宽度1m；多排同向布置屏前最小宽度2m，前排屏前最小宽度1.5m，后排屏后最小宽度1.0m。
三层配电室室外楼梯平台兼做吊装平台，承重按照变压器重量确定。
一层、三层层高按照配电装置至梁底不小于0.8m及至屋顶顶不小于1.0m，综合考虑降温、舒适度、造价等因素，确定为5.0m。二层为电缆夹层，按照布置两层电缆桥架不影响疏散为原则，确定为3.0m
根据以上条件及场地情况，设置长27m、宽15m、三层配电室，一层布置1#车间用两台干式变压器及65面GGD配电柜，二层为电缆夹层，三层为环保区域用两台干式变压器及70面GGD配电柜。
四、环保区域照明系统设计
环保区域照明系统设计主要包括道路整体照明、正常照明和应急疏散照明。考虑到不同的视觉对象和车间的具体情况，本项目采用新型高效节能灯和新型LED光源，减少炫目现象，创造良好的视觉环境，确保员工的工作安全。
（一）全厂道路照明
本设备路灯共有2条横路，6条纵路，为厂区内消防道路。电源来自环保区域变电所照明检修区配电盘。采用7.0m高LED路灯，沿道路单侧布置，路灯间距30~40m，采用自动控制方式。
（二）正常照明
环保区域各装置正常照明电源由正常照明配电箱引出，配电箱电源由环保区域配电室照明检修段配电箱供电。照明光源以LED防爆工厂灯为主，所有灯具均应选用节能型产品，且应符合《建筑照明设计标准》（GB50034)。所有气体放电灯均采用节能型电子镇流器加电容补偿使cos^1≥0.90。开关、插座和照明灯具靠近可燃物时，应采取隔热、散热等防火措施：卤钨灯引入线应采用瓷管、矿棉等不燃材料作隔热保护。本工程所选灯具除安全特低电压灯具外均为一类灯具，所有I类灯具均须与保护接地线可靠连接，保护接地线(PE线)采用黄绿相间色绝缘导线。
（三）应急照明和疏散照明
依据《建筑设计防火规范》（GB50016）厂房封闭楼梯间、防烟楼梯间及其前室、公共建筑内的疏散走道；人员密集的厂房内的生产场所及疏散走道设疏散照明。在甲、乙、丙类单、多层厂房安全出口和人员密集的场所的疏散门的正上方，在疏散走道及其转角处设灯光疏散指示标志。
敞开楼梯间、封闭楼梯间、防烟楼梯间及其前室、室外楼梯间疏散的区域不应低于5．0lx。除上述规定的疏散走道，疏散通道，不应低于1．0lx。
依据《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》（GB51309），选用集中电源集中控制型系统的控制。消防应急照明灯具光源色温不低于2700K。选择A型灯具，并采用持续型灯具。设置在距地面1米及以下的标志灯的面板或灯罩不应采用易碎材料或玻璃材质。标志灯的规格应符合下列规定：1)室内高度大于4.5m的场所，应选择特大型或大型标志灯；室内高度为3.5m～4.5m的场所，应选择大型或中型标志灯；室内高度小于3.5m的场所，应选择中型或小型标志灯。
系统应急启动后，在蓄电池电源供电时的持续工作时间应满足1小时。非火灾状态下，集中电源或应急照明配电箱连锁控制非持续灯具点亮及持续灯具转入应急，不超0.5小时；主电源恢复后，各灯具恢复状态；主电源0.5小时后未恢复时，连锁配接灯具的光源熄灭。集中电源的蓄电池组和灯具自带电池达到使用寿命周期后标称的剩余容量应保证放电时间满足规定1小时。
（四）环保区域防雷接地设计
本工程采用TN-S接地系统，电气设备的防静电接地、防雷接地、保护接地和操作接地共用一个接地网。接地装置以混凝土柱为基础，混凝土柱内钢筋为自然接地体，要求整个装置的接地电阻小于或等于10欧姆（变电所与箱体之间要求小于或等于4欧姆）。如果测得的接地电阻不能满足要求，应安装手动接地体。
正常情况下，本工程非用电设备的金属外壳采用单独的接地线和接地线可靠连接。装置内所有设备通过接地线、接地干线和接地端子板连接。屋面所有突出的金属结构均能通过热镀锌圆钢和φ12钢筋避雷带可靠连接，并能与全厂及接地网连接。本工程变电所可按第二类防雷建筑物设置防护设施，其余建筑物按第三类防雷建筑物设置防护。
五、结语
综上所述，本文从石化装置污水处理设计阶段，从配电系统设计、照明系统设计、防雷接地设计三个方面，对石油化工企业环保处理装置电气系统设计的相关内容进行了简要论述提出的方案，分析了采取该措施的有效性和必要性，为新建和改建环保区域的电气设计提供了参考方向。