摘要：燃气锅炉是一种以燃气为能源的清洁型锅炉，具有绿色环保、安全节能的特点。电气设计是燃气锅炉房设计的重要组成部分，其设计的合理性对于燃气锅炉房的实际使用效能具有重要的影响。文章基于工程实践，就燃气锅炉房的电气设计进行探讨，以期能够为相关工作人员提供一些参考与借鉴。关键词：燃气锅炉；电气设计；锅炉房随着我国环境污染问题的加剧，清洁能源的高效利用受到了广泛的重视。工业燃煤锅炉是能源消耗的重要设备，也是大气染污的重要来源，采用清洁能源代替高污染的燃煤成为当前我国工业领域锅炉系统改造的重点。燃气锅炉在此背景下得到快速发展，各类改造、新建项目不断增加。相较于燃煤锅炉，燃气锅炉的应用受到诸多条件限制，在我国的推广应用并不是很广泛。本文基于工程实际，就燃气锅炉房的电气设计问题进行探讨，为燃气锅炉的推广应用提供参考。燃气锅炉房的电气设计一般包括电源设计、配电系统线路设计、火灾消防报警设计及照明设计等。本文主要就其电源设计、火灾消防报警设计及照明设计进行探讨。1.燃气锅炉房的电源设计1.1燃气锅炉房变压器数量及容量的选择燃气锅炉房的主要用电设备包括燃气锅炉、循环水泵、补水泵、鼓风机等，这些电气设备的容量一般根据燃气锅炉的容量大小进行配置。根据燃气锅炉的容量大小，其电源设计一般有两种方案：一种是专设变配电所，为燃气锅炉房的电气设备供电，燃气锅炉容量较大时一般采用专设变配电所；另一种是利用公用变电所进行供电，通常燃气锅炉容量较小时，采用这种电源设计。无论是采用专变，还是利用公变为燃气锅炉房进行供电，其容量都必须满足燃气锅炉房的总负荷要求，并有10%～20%的余量，以确定供电的稳定性。此外，考虑到燃气锅炉运行的连续性、稳定性及安全性，应采用双电源设计，备用电源在设计上最低应满足燃气锅炉房总用电负荷的60%。1.2变配电所低压配电柜配电开关及线路要求变配电所低压配电柜设计对于供电安全稳定至关重要。在进行配电柜设计时，应充分考虑电气开关及配线与燃气锅炉房整体用电负载的匹配，电气元器件的选择应适当，配线要考虑实际要求与性价比。以两台20t的燃气锅炉为例，变配电所在低配电柜设计时应设计两条配电线路，每条线路应安装一个A的低压断路器；配线应选用带N线和PE线的标准五蕊电缆，使用封闭式母线槽进行线路敷设。线路进入燃气锅炉房后，不同的电气设备（如风机、水泵等）配置独立的就地控制箱，功率较大的用电设备应设计单独的供电线路。2.燃气锅炉房的线路设计燃气锅炉房的线路设计主要包括电力线路设计和控制线路设计。2.1燃气锅炉房的电力线路设计燃气锅炉房的电力线路设计主要是从低压出线柜到各用电设备（如鼓风机、循环泵、补水泵、锅炉燃烧器等）之间的线路连接。通常情况下，出线柜到用电设备之间的线路连接采用四芯电缆，线路敷设可采用穿管埋地、地沟敷设以及电缆桥架敷设方式，如大负荷线路适宜采用地沟敷设，穿管埋地和桥架适用于中小负载线路。2.2燃气锅炉房的控制线路设计控制线路设计主要是从用电设备就地控制箱到远程集中控制柜之间的控制及联锁线路，敷设方式一般是穿管暗埋或直接走电力线路地沟或桥架。需要注意的是，当控制线路与电力线路在同一线槽或地沟时，应采用必要的隔离措施，避免电力线路发热对控制线路产生干扰。3.燃气锅炉房控制柜布局设计燃气锅炉房的锅炉间为爆炸危险场所，因此燃气锅炉电气控制系统应设独立的控制室，锅炉控制柜、风机水泵控制柜以及自动化控制柜等都应布置在集中控制室内。对于燃气锅炉改造工程，如因条件限制无法为各类电气控制柜设置独立的控制室，也应将其布置在非爆炸危险区域并设置好隔离防护措施。大容量燃气锅炉电气控制室，电气柜应根据相关设计规范要求离墙安装，柜体设计应前后双开门，正面操作、背面维护。柜体背面离墙距离应不小于1m，正面操作距离应不小于1.5m。4.防雷及接地系统设计4.1防雷2区爆炸危险环境的建构筑物为第二类防雷建筑物，其余建筑物按第三类防雷建筑物设计。对于防雷建筑物，依据GB—采取防直击雷、雷电感应（包括静电感应和电磁感应）、雷电波侵入的措施。电力设备作大气过电压及内过电压保护。配电室采取防直击雷及雷电波侵入的措施。主厂房屋顶设置避雷带，燃气放散管上加装避雷针，防止直击雷。4.2接地低压配电系统的接地形式采用TN-S接地系统，充分利用建筑物结构（包括基础）内的钢筋或钢结构等自然金属体作防雷装置（接闪器、引下线、接地装置）。当基础有防水层时，另设接地装置。5.照明设计锅炉间为2区爆炸危险场所，锅炉间照明设备、接线盒等均采用防爆型，照明回路沿墙和顶棚穿镀锌焊接钢管明敷设，穿墙处孔洞须做隔离密封。锅炉间的防爆照明灯具高度以距地3m为宜，可免去安装在顶板时为维护灯具而登高爬梯的困难，灯具可采用墙壁的安装方式，照度应达到LX。6.火灾自动报警及联动系统参照《火灾自动报警系统设计规范》的规定，燃气泄爆报警装置除应联动事故风机外，尚应联动切断供气气源阀及联动起动消防系统。锅炉间可燃气体报警仪与电磁阀及轴流风机连锁，当可燃气体浓度达到爆炸下限20%时报警并开启轴流风机，达到50%时关闭燃气管道电磁阀并关闭气源，以防泄漏事故进一步扩大。在消防控制室设置消防联动控制台，控制方式为自动和手动两种，通过联动控制台，可以实现对消火栓/自动喷水灭火系统/防排烟系统以及切断一般电源的监视与控制。建筑物除在电气控制室、仪表控制室及其他各房间设置感烟探测器外，还要其他部位设置手动报警按钮及电话插孔，消火栓按钮可以直接启动消防泵，也可以通过消防控制中心起动消防泵。在楼梯口处设置声光报警器，以便人员疏散。火灾自动报警系统与消防泵联动，可以通过直控盘直接起动消防泵。消防系统应是常高压系统，当系统管网压力小于规定值时，应自动起停消防泵。消防用电设备的配电线路敷设可明可暗，明敷时应采用具有防火保护的金属管或金属线槽；暗敷时应穿管敷设于阻燃结构体内，且保护层厚度应不小于30mm。7.爆炸危险环境中的注意事项根据相关设计规范要求，凡划入锅炉间爆炸危险环境2区的区域，其内所有电气设备均应进行防爆隔离设计，在具体设计时应充分考虑以下几个方面：一是与燃气锅炉间相邻的爆炸危险区域应尽可能实施封闭处理，并设置防火分隔阻燃体；二是对于危险区域内无法实施封闭处理的情况，可进行两道互锁门设计，确保始终有一道门处于关闭状态；三是在线路设计时，从正常环境进入爆炸危险环境时，埋管应在钢管两端用密封材料进行封堵，电缆地沟也需要进行密封材料封堵。8.消防应急照明和疏散指示系统设计消防应急照明和疏散指示系统与火灾自动报警系统、防烟与排烟系统共同构成消防设施组成，分别构成报警、疏散、灭火、救援的消防四大系统。其中，报警与疏散是消防系统的重中之重，早期发现与疏散可将消防火灾的损降至最低。消防应急照明和疏散指示系统是根据疏散群体的特征，需要不同建筑结构及平面布局，并辅以各类相关消防系统协同完成的，是项十分复杂的系统工程。8.1系统的设计消防应急照明和疏散指示系统分为集中控制型系统与非集中控制型系统。（1）集中控制型系统。集中控制型系统的设计主要包括建、构筑物疏散单元的划分，各疏散单元疏散指示方案的制订，系统形式的选择，系统灯具的设计，系统配电线路和通信线路的设计，应急照明集中电源或应急照明配电箱的设计，应急照明控制器的设计，系统控制逻辑设计等内容。（2）非集中控制型系统。非集中控制型系统的设计主要包括建、构筑物疏散单元的划分，各疏散单元疏散指示方案的制订，系统形式的选择，系统灯具的设计，系统配电线路和通信线路的设计，应急照明集中电源或应急照明配电箱的设计等内容。系统的选择：①设置消防控制室的场所应选择集中控制型系统。②设置火灾自动报警系统，但未设置消防控制室的场所宜选择集中控制型系统。③其他场所可选择非集中控制型系统。8.2灯具及电源的设计（1）灯具应选择节能光源灯具，消防应急照明灯具的光源色温不应低于K。（2）设置在距地面8m及以下的灯具应选择A型灯具。（3）灯具电源分为主电源和蓄电池电源。集中控制时，主电源采用消防电源；非集中控制时，主电源采用正常照明电源。8.3应急照明箱的设计（1）应急照明箱电压等级应与配接灯具主电源的额定电压等级相匹配。（2）应急照明箱应每隔防火分区设置1台。（3）A型应急照明箱的输出回路不应超过8路；B型应急照明箱的输出回路不应超过12路。（4）应急照明箱应选择进、出线口分开设置在箱体下部。（5）应急照明箱的主电源应由消防电源供电，备用电源采用蓄电池供电且不少于3h。（6）应急照明箱在非火灾状态下，允许系统在主电源、正常照明电源断电时，发挥辅助疏散照明功能。9.结语随着我国工业化进程的不断加快，环境污染问题日益严重，推广应用清洁型能源成为大势所趋，以燃气锅炉代替燃烧锅炉也将成为必然，与之相应的，燃气锅炉房的安全及使用问题将成为领域内未来研究探讨的重要课题之一。作者：刘旭辰田萌（作者单位：1.中国市政工程华北设计研究总院有限公司；2.天津市和平区小白楼街长春道社区居民委员会）

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