一、前言
在医药工业洁净厂房中,不少工序常常会涉及危险品的使用:例如在提取工序,常采用乙醇作为溶剂;在合成过程中,采用乙腈、二氯甲烷等作为溶剂或反应物;在氢化反应中,采用氢气作为原料;甲苯、甲醇也常作为原辅料,不参与反应,但是为固体物料提供反应的溶媒环境。在这种爆炸危险环境下,医药工业洁净厂房同时需要满足其相应的洁净度要求,那么电气设计需要注意以下几方面。
二、爆炸危险区域
在设计的初期,电气专业就需要跟工艺、建筑、暖通等专业进行密切协作,通过正压手段,减小爆炸危险区域的范围。在医药工业洁净厂房中,由于要维持生产的洁净度,通常都需要保持一定的正压,避免洁净环境外未经过滤处理的空气进入洁净区。防爆洁净区通常也会设计成相对正压的环境(普通防爆区一般为负压),我们通常可以在防爆洁净区与普通洁净区之间设置防爆门斗,对生产区和洁净走廊保持正压。依据《建筑设计防火规范》GB50016 -2014第3.3.8条:变、配电站不应设置在甲、乙类厂房内或贴邻,且不应设置在爆炸性气体、粉尘环境的危险区域内。供甲、乙类厂房专用的10KV及以下的变、配电站,当采用无门、窗、洞口的防火墙分隔时,可一面贴邻,并应符合现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058等标准的规定。据此,在设置防爆洁净厂房的配电室时,电气专业应跟工艺、建筑等专业进行沟通商定,将配电室、消防值班室、控制室、办公室、卫生间等集中设置在防爆洁净厂房的一端,以实现一面贴邻。
三、电气设备的选型及安装
防爆洁净区的电气设计,在满足防爆要求的前提下,应兼顾洁净区的环境需要(通常防爆洁净区的洁净等级不高,一般为十万级或万级)。电气设备的选型应严格遵循《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058- -2014的要求,根据环境的不同,选择不同级别的电气设备,其通常外形笨重,且需要明装。但《医药工业洁净厂房设计规范》GB50457- -2008同时规定,医药洁净室(区)内的配电设备,应选择不易积尘、便于擦拭和外壳不易锈蚀的小型加盖暗装配电箱及插座箱。医药洁净室(区)内不宜设置大型落地安装的配电设备,功率较大的设备宜由配电室直接供电。
如果将配电箱直接设置在防爆洁净区内,首先会对洁净度产生影响,因为明装的防爆配电箱容易积尘,其次防爆配电箱比普通配电箱价格贵,不经济。对此,我们通常可以将配电箱设置在防爆区外,在洁净度相对较低的非防煤区域设置技术夹道,嵌墙安装。
防爆净化灯宜吸顶明装,灯具与顶棚接缝处应采取密封措施。需采用嵌入顶棚暗装时,安装缝隙应密封,其灯具结构应便于清扫,以及便于在顶棚下更换灯管及检修。
四、可燃气体探测报警
在医药工业洁净厂房的防爆洁净区内,应设置可燃气体探测器,这样就能够在保护区域内泄漏可燃气体的浓度,低于爆炸下限的条件下,提前报警,从而预防由于可燃气体泄漏引发的火灾和爆炸事故的发生。另外,可燃气体探测器应设置在可能产生泄露的法兰、连接件和管道的附近,还应根据环境的不同,调整探测器的安装位置。当探测气体密度小于空气密度时,探测器应设置在被保护空间的顶部:当探测气体密度大于空气密度时,探测器应设置在被保护空间的下部;当探测气体密度与空气密度相当时,探测器应设置在被保护空间的中间部位。可燃气体报警控制器应接入洁净厂房的火灾自动报警系统,当可燃气体探测器发出报警信号时,与其联动的事故风机应立即动作,并启动声光报警器,其他相关的消防联动,可由消防控制室执行。
五、电气线路设计
防爆洁净区内的配线管,应采用低压流体输送用镀锌焊接钢管,其一方面满足防爆需求,另一方面由于管材外皮光滑,不易积尘,便于清洁,亦可满足洁净需求。敷设电气线路的桥架,导管等,在穿过的不同区域之间墙、楼板或技术夹层处的孔洞,应采用非燃性材料密封,一方面防止可燃气体对外泄露,另一方面防止外界环境污染洁净区。电气应与其他专业密切沟通,敷设线路时宜避开可能受到机械损伤、振动、腐蚀、紫外照射以及可能受熱的地方,不能避开时,应采取预防措施。
六、防雷接地
依据《建筑物防雷设计规范》CB50057-2010,防爆医药工业洁净厂房通常属于第二类防雷建筑物。一般在建筑物屋面上设置不大于10m*10m或12m*8m的接闪网进行保护。屋面排放的爆炸危险气体的放散管、呼吸阀、排风管等,应加装阻火器,同时应设置接闪器,保护到管帽或管口附近。
在防爆洁净区内,许多场合存在着静电危害,可能导致电子设备的损害,引燦危险物质,或因尘埃吸附而影响空气洁净度。因此医药工业洁净厂房内,防静电接地十分重要,应采用防静电地面,且各种容易产生静电的流动液体、气体或粉体的管道,都应采取防静电措施。另外,在防爆洁净区内,各种金属工艺设备、电机、管道及钢平台较多,其间交错复杂,容易产生感应电位,为了预防不同电位金属件之间产生电火花引爆危险物质,还应采取等电位连接措施。通常在钢筋混凝土柱上预埋铁块,铁块与柱内主筋(引下线)焊接,从而与整个建筑物的接地系统连接。防爆洁净区内所有需要等电位接地或防静电接地的设施,均接至此预埋铁块上;若接点较多,个人认为可以在房间内0.3m处明敷一圈不锈钢扁钢(过门处暗敷),扁钢与柱上预埋铁块焊接,所有需要接地的设备,就近搭接到扁钢处。
医药工业洁净厂房的防雷接地、工作接地、等电位接地、防静电接地等接地系统,宜采用综合接地方式,接地电阻值应小于或等于1Ω。
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