化工企业腐蚀环境的电气设计

【摘要】本文首先介绍了腐蚀环境的分类，其次探讨了防腐电气设备的选型要求及防腐对策，最后重点讨论了腐蚀环境的电气设计。本文的讨论具有重要的理论价值，推动着我国腐蚀环境电气设计的发展。

【关键词】化工企业；腐蚀环境；电气设计

中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

随着我国经济的发展，我国的化工企业发展迅速，并且取得了前所未有的成绩。化工企业腐蚀环境下电气的设计，关系到化工企业的更进一步发展，因此，我们应该加强对腐蚀环境下电气的设计。

二、腐蚀环境的分类

化学腐蚀性环境是指由于化学腐蚀性物质和大气中水分的存在而使得设备或材料产生破坏或变质的地方或处所。电气设施的化学腐蚀是指电气设备、元件、构件、零部件在环境介质的化学或电化学作用下而产生的材质破坏或绝缘性能劣化的现象。电气设施化学腐蚀的严酷程度以金属化学腐蚀的三要素来决定:化学腐蚀性物质的一定浓度；自然环境中一定的相对湿度参数；金属保护面本身的疵点和破绽。根据三要素的前两点可将腐蚀环境划分为三类(见表l、表2),将化学腐蚀性物质释放的严酷度划分为三级(见表3)。

三、防腐电气设备的选型要求及防腐对策

1、防腐电气设备的选型要求

对腐蚀环境的电气设备(包括器件、材料、安装附件等)应根据腐蚀环境类别来选择防腐电工产品。在选型之前,必须对电气设备安装场所属于哪一类腐蚀环境有一个清楚、确定的了解和认识。户内和户外防腐电工产品一般不能通用。防腐电工产品的气候低温条件一般为一20℃或一25℃,低于一25℃(和)腐蚀性物质释放严酷度超出了3级范围上限值的环境,其所需电气设备须由用户或电气工程设计部门提出特殊订货要求,与制造厂家协商解决。

生产有机化工产品场所,特别是生产有机溶剂的场所,对电缆选用何种材质的护套必须引起重视,充分考虑材料的环境耐腐蚀性。爆炸危险环境中一般存在着腐蚀性物质,又是腐蚀性程度高低不一,在设计造型时,应选用防爆兼防腐型产品。

2、电气设备的防腐对策

在各类环境条件中使用的电气设备,都有针对性的防护保证技术来满足设备对环境适应性的要求。比如对电磁环境的保护,必须采取滤波、屏蔽和接地等措施予以解决。应当着重说明,防护保证技术不只是制造厂家独家的事情,有的固然应由产品设计、工艺制造部门来保证,有的必须由工程设计、安装调试、运行维修等部门来完成。

(1)正确选择防腐材料。选材是首要的防护技术。选材的目的是保证设备和部件能够正常运行,保证合理的使用寿命和最低的经济支出。

(2)合理设计密封结构。电工产品采用密封结构将电器元件密封在外壳内是行之有效的防腐手段之一。对外壳的连接间隙必须采取填充和密封措施,对户内旋转电机轴承部位采用曲路环结构,对户外旋转电机采用曲路环加甩水环结构都是成功的实践。静止设备采用口结构加密封填料的做法,已经广为采用。高分子液体密封材料(液体垫圈),导电密胶和橡胶封泥的采用,已经引起普遍的重视。

(3)合理选择金属表面涂镀工艺。电工产品采用金属外壳是不可避免的,金属电气安装构件在工程中所占比重几乎远远超过非金属材料。为了保护金属表面,一般采用表面涂漆和金属镀层来控制腐蚀速度,漆膜和镀层的边角不均匀覆盖和庇点裂缝的不可避免是引起腐蚀的工艺缺陷的主要方面。目前户内产品广泛采用的环氧粉末静电喷涂热固工艺和户外产品推广采用的氯磺化聚乙烯防腐涂料涂刷工艺比较成熟。

(4)重视防凝露。空气中的水蒸气含量与气温密切相关,在密封的电气设备外壳内,特别是在密封的高压电气设备和密封的空间内,容易由于内部温度骤然低于外部环境温度而使内部的水蒸气冷凝成水珠,并粘附在外壳内壁和绝缘上,使绝缘水平下降,产生电气短路事故。在密封的空间内加装防潮加热器或者在电气开关室内安装去湿机,是防止凝露的有效措施。

(5)合理设计外形和外形尺寸。外壳设计要考虑不易积灰和积水。对电机接线盒和电器出线部位,要充分考虑可维修性,要适当放大爬电途径和电气间隙。

(6)合理选用外表颜色。从防腐技术角度考虑,正确选择颜色能保证产品的环境适应性。比如户外防腐电气设备采用浅色,能使表面处理层持久耐用,而且有利于散热。塑料静电喷涂热固工艺在技术上的日趋成熟,但塑料可供选用的颜色还较少,有待进一步完善和优化选择。

四、腐蚀环境的电气设计

1、配电室位置选择

本装置只设置低压配电室，电源由变电所专线引来，化工腐蚀场所的配电室位置的选择，除了满足国家规范外，还应考虑避开全年的主导风向的下风侧。既考虑远离J岛蚀物质的释放源，还要考虑减少线损和节约用地。装置配电室采用户内布置，将其设置在全厂主导风向的上风侧，并且用正压通风措施来解决配电柜的防腐问题。

2、电缆敷设及其它

（1）电缆的敷设

车间腐蚀环境的电缆外线，采用架空方式引来后直埋敷设。选用塑料护套电缆深埋(埋深1．2米)并回填中性土壤，避开可能遭受化学腐蚀液体的侵蚀地带。当电缆根数较多不宜直埋时，采用塑料护套电缆架空敷设，宜与工艺管道、水道、热力管道共架敷设。

（2）户内、户外配电线路敷设

车闻内腐蚀环境的配电线路采用全塑电缆明敷设，不宜在l类腐蚀环境中采用绝缘电线穿管的敷设方式。户外采用防腐铝绞线和耐辐照塑料绝缘电线，不宜采用裸铝线。

3、电气设施的防腐

对于具有化学腐蚀环境的电气设施，为了避免化学腐蚀性物质的侵入，在电气设备的外壳接缝间隙和外壳出入口以及管道的间隙采取密封．为了避免电气设施的金属外壳及其附件遭受化学腐蚀，在外壳及其附件的表面予以涂漆。使金属与腐蚀性物质相隔绝。

4、电机配电、控制设备防腐

由于车间内含有酸雾且很潮湿，在这样的环境内电机的配电设备，采取与现场隔离的方式集中安装在配电室。而现场控制设备则根据l类腐蚀环境选择相应的型号安装于现场。

5、灯具和照明配电线路防腐

在有腐蚀性物质的高大的厂房内选用具有高效、寿命长、显色改进型气体电光源(如金属卤化物灯)以减少灯具的数量和维护工作。照明配电线路采用全塑电缆和护套电线沿墙及屋面明敷设或电缆桥架内敷设。不能采用导线穿管明敷设或暗装。

6、改善环境条件加强耐腐能力

根据化学腐蚀环境的三要素可知，腐蚀环境电工产品的腐蚀主要取决于环境中腐蚀介质的浓度与电工产品本身的防腐能力，因此，我们可以从两方面考虑，一直治本，二是治标。

所谓治本就是降低车间内腐蚀性介质的浓度，从根本上使电工产品减轻或免受化学腐蚀。首先首先,工艺专业应有效地优化工艺流程,将较大的盛装腐蚀性物质的容器,如贮槽,反应器等尽量布置于室外;整个厂房采用敞开或半敞开式框架结构,使通风良好。使腐蚀性介质的跑、冒、滴、漏尽量减至最少。其次,电气工程设计者应与工艺、通风等专业密切配合,加强车间内的通风,对于洁净度要求较高的厂房,增大新风量和进风次数;腐蚀性物质释放源较集中的地方,装设轴流风机局部通风，改善车间内环境条件。

五、结束语

化工企业工作条件复杂，在有腐蚀的条件下，由于腐蚀的存在使得化工企业的各项设施都有可能受到腐蚀。因此，在腐蚀环境下电气的设计研究就显得尤为重要，也对化工企业的更好发展有重要作用。

参考文献

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[2]胡敬业.蚀环境电气装置的选用和有关措施[J].海化工设计院,2012.

[3]朱雪波,李锐,杨元月.化工腐蚀环境电气设计防护选择[J].山西化工,1998. [4]廖天波.化工企业腐蚀环境的电气设计[J] 化工设计通讯,1999