CN110021893A - 一种海上升压站 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种海上升压站，包括：基座；设置在基座上的第一空间，第一空间内存在能引发爆炸的气体；设置在基座上的第二空间，第二空间能隔离气体或使进入到第二空间中的气体的浓度降低，以避免爆炸在第二空间中发生；设置在第二空间中并且不具有防爆性能的电气设备，电气设备的功能能够在第一空间内实现。上述的海上升压站，具有第一空间和第二空间，并且令易燃易爆的气体和易产生电火花的电气设备分别位于第一空间和第二空间中，实现了易燃易爆气体和电火花的隔离，或者实现了易燃易爆气体浓度的降低，即使电火花出现也不会引发爆炸，从而令海上升压站发生爆炸的风险得到了显著的降低甚至完全被消除，更加可靠的保证了海上升压站的安全运行。

Description

一种海上升压站

技术领域

本发明涉及海上风电技术领域，特别涉及一种海上升压站。

背景技术

在海上风电场中，海上升压站用于汇集海上风机产生的电能并对电能进行增压。海上升压站具有蓄电池室和柴发室，并且蓄电池室和柴发室内设置有保证海上升压站正常运行的多种电器设备。海上升压站的运行过程中，会在蓄电池室和柴发室内产生氢气等易燃、易爆的危险气体(即蓄电池室和柴发室为防爆区域)，而为了降低爆炸风险，通常采用的方法是令设置在蓄电池室和柴发室内的电气设备为防爆型，即在电气设备的结构和性能上采取一定的技术措施，以降低引起周围爆炸性气体环境发生点燃爆炸的风险，而从应用现状来看，防爆电气设备存在以下缺点：

1、重量大：防爆电气设备与常规设备相比，其有厚重的金属外壳、密封组件等，总体重量较重，这对海上升压站的起重、运输和安装是不利的。

2、体积大：海上升压站结构紧凑，空间资源宝贵，由于采用了防爆的制造工艺，所以会使得防爆电气设备比同功率的电气设备体积大。

3、经济性差、成本高：防爆电气设备比常规电气设备成本高，造成海上升压站的整体成本升高。

4、存在安全隐患：不规范、不正确的安装，将会使防爆电气设备的防爆性能失效。在安装施工作业中，常见以下问题：①电缆穿线没有使用密封圈；②防爆密封圈和电缆尺寸不相符；③一个防爆密封圈穿了多根电缆，难以实现密封；④冗余的电缆引入口未设置盲垫，现场操作中只是用防爆泥(即电缆胶泥)封堵。另外，防爆电气降级报废处理不及时，也会危及安全生产，还有电气线路中因绝缘破坏出现漏电或短路所引起的放电火花或电弧。这些问题的存在，都会影响防爆电气设备运行的安全性。

5、需要日常检修维护和专业检修维护：爆炸性气体环境的防爆安全性能，不仅依赖安全性能良好的防爆电气设备和做工精良的电气安装，而且还指望安全可靠的运行和仔细谨慎的维护来保证，这是一个系统安全工程。检修维护是为了维持在役防爆电气设备处于安全状态的例行活动，而海上升压站的设计是无人值守的，在海上交通不便和复杂的情况下，给后期防爆电气设备的检修维护带来了很大的难度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种海上升压站，其能够降低甚至消除发生爆炸的风险。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种海上升压站，包括：

基座；

设置在所述基座上的第一空间，所述第一空间内存在能够引发爆炸的气体；

设置在所述基座上的第二空间，所述第二空间能够隔离所述气体或使进入到所述第二空间中的所述气体的浓度降低，以避免爆炸在所述第二空间中发生；

设置在所述第二空间中并且不具有防爆性能的电气设备，所述电气设备的功能能够在所述第一空间内实现。

优选的，上述海上升压站中，所述第一空间为蓄电池室和/或柴油发电机室的室内空间。

优选的，上述海上升压站中，所述第二空间为电气设备安装室的室内空间，所述电气设备安装室与所述蓄电池室和/或所述柴油发电机室相邻设置。

优选的，上述海上升压站中，所述第二空间为所述蓄电池室和/或所述柴油发电机室的室外空间，设置在所述室外空间中的电气设备位于所述基座上。

优选的，上述海上升压站中，所述电气设备包括：

空调，所述空调的出风管道伸入到所述第一空间中，以能够对所述第一空间进行制冷和/或制热；

对所述空调进行控制的第一电控箱。

优选的，上述海上升压站中，所述电气设备包括：

风机，所述风机的吸气管道伸入到所述第一空间中，以能够将所述气体从所述第一空间中吸出，并使所述第一空间外部的空气进入到所述第一空间中；

对所述风机进行控制的第二电控箱。

优选的，上述海上升压站中，所述电气设备包括设置在所述风机的排气管道上的电动风阀和电动防火阀。

优选的，上述海上升压站中，所述电气设备包括盐雾过滤器，所述盐雾过滤器的下游管道伸入到所述第一空间中，以能够对进入到所述第一空间中的空气进行盐雾过滤。

优选的，上述海上升压站中，所述电气设备的管道穿过所述第一空间的墙体，并且所述管道与所述墙体之间密封连接。

优选的，上述海上升压站中，所述电气设备具有防护结构。

本发明提供的海上升压站，具有第一空间和第二空间，并且令易燃易爆的气体和易产生电火花的电气设备分别位于第一空间和第二空间中，实现了易燃易爆气体和电火花的隔离，或者实现了易燃易爆气体浓度的降低，即使电火花出现也不会引发爆炸，从而令海上升压站发生爆炸的风险得到了显著的降低甚至完全被消除，更加可靠的保证了海上升压站的安全运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的海上升压站的一种优选结构的示意图；

图2为海上升压站的另一种优选结构的示意图。

以上图1和图2中：

1-第一空间，2-第二空间，3-空调，4-第一电控箱，5-风机，6-第二电控箱，7-吸气管道，8-排气管道，9-电动风阀，10-电动防火阀，11-盐雾过滤器，12-氢气检测器。

具体实施方式

本发明提供了一种海上升压站，其能够降低甚至消除发生爆炸的风险。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的海上升压站，主要包括基座(图中未示出)、第一空间1、第二空间2和电气设备，其中，第一空间1和第二空间2均设置在基座上，并且第一空间1内能够产生或者说存在可以引发爆炸的易燃易爆的气体，该气体可以为氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、丁烷、天然气、乙烯、丙烯、乙炔中的一种或多种，而第二空间2则能够隔离上述气体，或者使进入到第二空间2中的上述气体的浓度降低，从而避免爆炸在第二空间2中发生，电气设备设置在第二空间2中，从而令电气设备容易产生电火花的开关装置、动力电缆和控制电缆等设置在了非防爆区域，由于第二空间2隔离了易燃易爆的气体或者使易燃易爆的气体的浓度降低，所以即使电气设备产生电火花也不会引发爆炸，又由于电气设备不会再引发爆炸，所以这些电气设备可以为不具有防爆性能的电气设备，即为非防爆电气设备，同时为了保证第一空间1内其他设备的正常工作，还需要使设置在第二空间2中的这些电气设备的功能能够在第一空间1中实现。上述的电气设备指的是安装位置改变后，不影响其对第一空间1正常实现功能的设备，而对于改变安装位置后无法再对第一空间1正常实现功能的电气设备(例如照明灯，其被移出第一空间1后就无法再对第一空间1进行照明)，则不在此列。

上述结构的海上升压站具有以下优点：

(1)降低了海上升压站的整体重量，重量的减轻有利于升压站的海上吊装、运输，降低了对起重船和运输船的要求；

(2)减小了电气设备的占用面积，非防爆型的电气设备占地面积小，更有利于升压站的小型化、轻量化设计；

(3)降低了电气设备的采购成本，非防爆电气设备比防爆电气设备制造工艺简单，故成本较低，使得每座海上升压站节约成本100-150万元；

(4)提高了安全指数，电气设备处在非防爆区域内，这样从根本上解决了电火花与可燃性气体的接触，提高了电气设备运行的安全性；非防爆电气设备的应用，避免了防爆电气设备安装不正确、不规范以及未及时降级报废处理而造成的安全隐患；

(5)减少了后期检修维护工作，非防爆电气设备的应用，减少了针对防爆电气设备进行的日常检修维护工作和专业检修维护工作，令总体维护效率提高了10％。

本实施例中，优选第一空间1为蓄电池室和/或柴油发电机室的室内空间。因为在海上升压站中，蓄电池室和柴油发电机室为发生爆炸风险最高的区域，所以本申请优选对该区域内的结构和设置方式进行改进。此外，本实施例中的第一空间1也可以为海上升压站中存在爆炸风险的其他区域，对此本实施例不作限定。

具体的，满足工作要求的第二空间2的设置方式可以有多种选择，在一种优选设置方式中，令第二空间2为新增的另一房间的室内空间，本实施例中将另一房间称为电气设备安装室，此时第二空间2即为电气设备安装室的室内空间，并且为了方便电气设备的功能在第一空间1中实现，优选电气设备安装室与蓄电池室和/或柴油发电机室相邻设置，如图1所示。在此种设置方式中，第二空间2实现了对易燃易爆气体的隔离。如此设置，可以将原来设置在蓄电池室和/或柴油发电机室内的电气设备就近转移至相邻的电气设备安装室中，并且使得电气设备通过使用管道穿过电气设备安装室与蓄电池室和/或柴油发电机室之间的墙体，就能够使电气设备的功能在蓄电池室和/或柴油发电机室中实现。

此外，在另一种优选设置方式中，可以令第二空间2为蓄电池室和/或柴油发电机室的室外空间，非防爆电气设备设置在室外空间中并位于基座上，如图2所示。也就是说，可以不再增设房间来专门容纳电气设备，而是直接将电气设备由蓄电池室和/或柴油发电机室的室内转移至室外，从而令改进更加简单、易行。在此种设置方式中，第二空间2能够使得进入到其中的易燃易爆气体的浓度降低。同时，在此种室外设置的方式中，电气设备会受到风吹、日晒、雨淋以及海水的腐蚀，所以为了保证电气设备的工作寿命，本实施例还优选令电气设备具有防护结构，以提高电气设备的防护等级。该防护结构可以是在电气设备的表面增设的结构，也可以是电气设备原有的结构，例如壳体等，通过提升壳体的防护等级来达到防护目的。具体的，本实施例优选位于室外的电气设备的防护等级至少为IP54。

本实施例中，能够被转移至第二空间2中的电气设备包括立柜式空调3、第一电控箱4、风机5、第二电控箱6、电动风阀9、电动防火阀10和盐雾过滤器11。其中：

空调3对第一空间1功能实现的方式为：在设置时使空调3的出风管道伸入到第一空间1中，并通过空调3的工作，使空调3制得的冷风和/或热风能够流经出风管道端部的出风口进入到第一空间1中，以对第一空间1进行制冷和/或制热；而第一电控箱4则通过与空调3电连接的导线对空调3进行控制。

风机5对第一空间1功能实现的方式为：在设置时使与风机5连通的吸气管道7伸入到第一空间1中，当设置在第一空间1中的氢气检测器12报警时，令风机5开始工作，第一空间1中易燃易爆的气体就能够被风机5从第一空间1中吸出，具体的是，气体被吸入到吸气管道7中，并流经吸气管道7、风机5和排气管道8后被排至室外，气体在被排出的同时，第一空间1外侧的新鲜空气会在负压的作用下从其他通道进入到第一空间1内；而壁挂式的第二电控箱6则通过与风机5电连接的导线对风机5进行控制。其中，当第一空间1为蓄电池室时，风机5的工作频率和工作时长为：平时每间隔14天(336h)运行1次，每次运行30分钟。当第一空间1为柴油发电机室时，风机5的工作频率为：平时每天保证1小时运行，并且在柴油机运行时随同运行，在柴油机不运行时间歇性运行。

电动风阀9和电动防火阀10设置在风机5的排气管道8上，当第二空间2为室内空间时，排气管道8伸出至房间之外，如图1所示；当第二空间2为室外空间时，排气管道8位于室外空间中，如图2所示。电动风阀9和电动防火阀10对第一空间1功能实现的方式为：电动风阀9与风机5动作联锁，平常电动风阀9关闭，当风机5运行时，电动风阀9联动开启；电动防火阀10与火灾报警信号(第一空间1内设置有能够检测火灾的检测器，该检测器能够发出火灾报警信号)联锁，平常电动防火阀10开启，当收到火灾信号时，电动防火阀10关闭。

盐雾过滤器11对第一空间1功能实现的方式为：在设置时令盐雾过滤器11的下游管道伸入到第一空间1中，当第一空间1外界的空气进入到上游管道并在流经盐雾过滤器11时，盐雾过滤器11能够对空气中的盐雾过滤，被过滤后的空气流经下游管道后，进入到第一空间1中，从而实现第一空间1与外界的空气流通。其中，盐雾过滤器11上也设置有电动风阀9和电动防火阀10，此处设置的电动风阀9和电动防火阀10的结构、工作方式，与设置在排气管道8上的电动风阀9和电动防火阀10的结构、工作方式基本相同，区别仅在于气流在其中的流动方向相反。同时，第一空间1在平常换气时，还令盐雾过滤器11上的电动风阀9和排气管道8上的电动风阀9、盐雾过滤器11上的电动防火阀10和排气管道8上的电动防火阀10联动，以保证第一空间1内外空气的正常流通。

进一步的，本实施例还令电气设备的管道(该管道包括上述内容中提到的空调3的出风管道、风机5的吸气管道7以及盐雾过滤器11的下游管道)在穿过第一空间1的墙体时，管道与墙体之间密封连接。在第二空间2为室内空间时，令管道与墙体之间密封连接，可以避免第一空间1内的易燃易爆气体进入到第二空间2中；当第二空间2为室外空间时，令管道与墙体之间密封连接，可以避免外界潮湿的空气进入到第一空间1中而对第一空间1内的设备造成腐蚀。

本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述，每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处，海上升压站的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的结构而得到。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种海上升压站，其特征在于，包括：

基座；

设置在所述基座上的第一空间，所述第一空间内存在能够引发爆炸的气体；

设置在所述基座上的第二空间，所述第二空间能够隔离所述气体或使进入到所述第二空间中的所述气体的浓度降低，以避免爆炸在所述第二空间中发生；

设置在所述第二空间中并且不具有防爆性能的电气设备，所述电气设备的功能能够在所述第一空间内实现。

2.根据权利要求1所述的海上升压站，其特征在于，所述第一空间为蓄电池室和/或柴油发电机室的室内空间。

3.根据权利要求2所述的海上升压站，其特征在于，所述第二空间为电气设备安装室的室内空间，所述电气设备安装室与所述蓄电池室和/或所述柴油发电机室相邻设置。

4.根据权利要求2所述的海上升压站，其特征在于，所述第二空间为所述蓄电池室和/或所述柴油发电机室的室外空间，设置在所述室外空间中的电气设备位于所述基座上。

5.根据权利要求1所述的海上升压站，其特征在于，所述电气设备包括：

空调，所述空调的出风管道伸入到所述第一空间中，以能够对所述第一空间进行制冷和/或制热；

对所述空调进行控制的第一电控箱。

6.根据权利要求1所述的海上升压站，其特征在于，所述电气设备包括：

风机，所述风机的吸气管道伸入到所述第一空间中，以能够将所述气体从所述第一空间中吸出，并使所述第一空间外部的空气进入到所述第一空间中；

对所述风机进行控制的第二电控箱。

7.根据权利要求6所述的海上升压站，其特征在于，所述电气设备包括设置在所述风机的排气管道上的电动风阀和电动防火阀。

8.根据权利要求1所述的海上升压站，其特征在于，所述电气设备包括盐雾过滤器，所述盐雾过滤器的下游管道伸入到所述第一空间中，以能够对进入到所述第一空间中的空气进行盐雾过滤。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的海上升压站，其特征在于，所述电气设备的管道穿过所述第一空间的墙体，并且所述管道与所述墙体之间密封连接。

10.根据权利要求4所述的海上升压站，其特征在于，所述电气设备具有防护结构。