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中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A
Design and research on integrated intelligent control system for large scale military warehouse
WANG Kequn
(No. 91640 Troops of PLA, Zhanjiang Guangdong 524064, China)
Abstract: Through the software design and development of integrated intelligent control system of large scale warehouse ventilation, improve the integrated intelligent control ability, the traditional control system uses X86 architecture GNU development tools for the integrated design of the control system, the system of the multi thread processing performance and control precision is not good. Software development in the embedded system Linux kernel environment, analysis of large scale military warehouse ventilation control system software module integrated intelligent design and function, to form a large military warehouse fan integrated intelligent control system is mainly composed of process management, memory management, file system, device management, network system. Control information acquisition, control data processing, control output and human-computer interaction. Based on Linux2.6.32 platform, control algorithm program load, using Qt/Embedded 4.6 to create a control system in embedded devices on the graphical user interface, visual control, complete the centrifugal fan integrated intelligent control program is compiled, installed software, integrated design. System debugging and test results show that the large scale warehouse fan integrated intelligent control system of intelligent control, the output error is low, control stability, object oriented is better than control, good quality.
Key words: large military warehouse fan; intelligent control; software development; embedded Linux
0 引言
大型軍用倉庫存儲武器和戰備物資,對倉庫的防潮和通風性能具有較高的要求。隨著集成自動控制技術的不斷發展,對控制系統的控制魯棒性和控制的品質要求越來越高,采用嵌入式控制芯片結合控制系統的軟件設計,進行大型軍用倉庫通風機的集成智能控制,能有效提高大型軍用倉庫通風機的機電控制、電氣控制等方面的控制性能。大型軍用倉庫通風機是建立在物聯網環境下的,通過信息傳感設備,實時采集大型軍用倉庫通風機的工況信息,實現對大型軍用倉庫通風機的實時監控和信息通信,在物聯網環境下,進行對大型軍用倉庫通風機的集成控制,將在計算機測量與微機控制等領域展示較高的應用前景,相關的控制系統設計受到人們的關注。
對大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統的開發設計主要分為硬件設計和軟件設計兩大部分,本文在前期的硬件設計的基礎上,重點對通風機控制系統的軟件模塊進行開發設計,傳統方法中,對大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統的設計方法主要有ARM尋址技術的軟件開發方法、基于GPRS通信接口設計和PID模糊神經網絡控制的大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統開發方法、基于Android嵌入式系統的離心通風機多模集成智能控制方法等[1-3],通過嵌入式軟件開發設計,實現了大型軍用倉庫通風機多模集成智能控制,取得了較好的控制品質,相關文獻進行了具體的論述,其中,文獻[4]提出一種基于射頻識別RFID技術和多模VIX總線控制的大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統設計方法,通過遠程監測、智能傳感器數據采集和遠程多模式操控,實現對大型軍用倉庫通風機的智能控制,但是該控制系統在采用AD7656驅動主控系統進行控制程序加載中,容易產生基線漂移和失真,控制的收斂性不好。文獻[5]提出一種基于IEEE488.2標準下Bus采集的大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統的軟件開發,在主機agent發送的各種監測數據進行控制程序加載,構建HP E1485A/B多模控制模塊,進行通風機的魯棒性控制,取得了較好的控制效果,但是該系統使用Qt/Embedded作為GUI,在控制器的人機交互模塊產生數據誤碼輸出,控制系統的穩健性不好,傳統的控制系統采用X86架構的GNU開發工具進行控制系統集成設計,系統的多線程處理性能不好。
針對上述問題,本文提出一種基于嵌入式Linux內核驅動環境下的大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統的軟件開發設計方法,首先進行了大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統的總體設計和功能模塊分析,進行嵌入式Linux的體系結構構架,在Linux內核大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統的子系統分別是進程管理、內存管理、文件系統、設備管理、網絡系統等,對控制系統進行軟件開發集成設計,最后通過系統調試和仿真實驗進行了性能測試,本文設計的大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統表現出了較好的控制穩健性,得出有效性結論。
1 總體設計及功能指標分析
1.1 大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統總體設計
首先分析大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統總體設計并進行功能模塊分析和介紹,大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統建立在通用計算機平臺上,控制系統可以在不同的操作系統上進行大型軍用倉庫通風機的機電信息采集和數據加工處理,為了提高控制系統的兼容性,大型軍用倉庫通風機控制系統可以安裝windows系統,也可以安裝Linux系統。大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統采用ARM作為核心控制單元,在嵌入式Linux的內核結構中進行軟件開發設計,集成智能控制系統采用的是PID控制算法,進行大型軍用倉庫通風機的進程管理和控制信息數據調制解調處理,通過CAN發送程序[6-9]。
在大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統設計中,Linux內核由幾個重要的子系統組成,分別是進程管理、內存管理、文件系統、設備管理、網絡系統等。其中,離心通風機集成智能控制系統的進程管理主要完成進程的創建、中止、進程間的通信及任務調度,這個是Linux內核最核心的地方,由于Linux中可以支持多個文件系統,能實現多線程管理和控制。進程管理的相關文件是在Linux內核源碼目錄的kernel中實現的,在系統的開發過程中需要良好的人機交互能力,在控制系統的接口程序部分,需要構建可視化的操作界面,系統使用Qt/Embedded作為GUI,進行控制系統的可視化操作,根據上述分析,構建大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統軟件模塊總體設計框圖如圖1所示。
1.2 控制系統的功能模塊技術指標分析
根據上述對大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統軟件模塊總體設計結構,進行系統的功能模塊分析,本文設計的大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統的技術指標描述如下:
(1)大型軍用倉庫通風機控制信息采集的多通道數據記錄動態范圍:-40dB~+40dB,PCI總線模塊的放大量為100dB,輸出控制信息的幅度 V;
(2)集成智能控制系統中收發轉換采樣通道:8通道同步、異步輸入;
(3)離心通風機的控制信息離散采樣率: 200 KHz;
(4)VME總線傳輸的A/D分辨率:10位(至少);
(5)編譯內核的D/A分辨率:12位(至少);
(6)MXI總線控制的D/A轉換速率: 200KHz;
根據上述功能模塊分析和控制系統的技術指標描述,進行大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統的軟件開發設計。
2 控制系統軟件開發設計與實現
2.1嵌入式Linux定制及內核結構構建
在上述進行了大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統軟件模塊的總體設計及功能指標分析的基礎上,進行控制系統的軟件開發模塊化設計,對大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統的嵌入式Linux內核結構進行構建,采用了Make menuconfig 進行大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統內核的配置。大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統Linux內核配置過程如圖2所示。
圖2 大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統Linux內核配置過程
Fig. 2 Large scale military warehouse ventilator integrated intelligent control system Linux kernel configuration process
在圖2所示的集成智能控制系統Linux內核配置選項中,使用make menuconfig命令進行配置,配置完成后,進行大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統的嵌入式Linux定制和控制程序的編譯,編譯主要代碼描述為:
Generates Settings --->
Mkyaffsimage filesystem --->
[*]downloaded //通風機集成智能控制算法下載
Applets links(as soft-links) --->
(/home/Documents/nfs) linux-gnueabi Installation prefix
[*]Lash(arm-angstrom-linux)// lib目錄下提供內核
根據上述分析,實現大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統的控制算法編譯和程序加載。
2.2 集成智能控制系統的軟件開發功能模塊實現
在上述進行了大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統的嵌入式Linux內核結構設計和程序編譯的基礎上,進行軟件的模塊化開發和多線程控制設計,軟件設計以Linux2.6.32內核為平臺,通過網線、232串口、USB進行控制系統的應用程序開發,大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統的邏輯時序控制信號通過高性能的MAX7000AE嵌入式處理芯片進行控制算法程序加載,通過調用request_irq()函數來申請離心通風機集成智能控制的中斷,調用free_irq()函數來釋放離心通風機集成智能控制的時鐘中斷,中斷字設計為:
#define MISC_ MISC_DYNAMIC 255 //主設備號
#define s3c2440_pwm "pwm"http://設備文件名
int ret unregister_chrdev();
ret = s3c2440_pwm_open(&misc);
在成功向離心通風機集成智能控制系統注冊了設備驅動程序后,分別對s3c2440_pwm_open,s3c2440_pwm_close和s3c2440_pwm_ioctl三個函數進行編程,用DDS(直接數字合成)技術芯片AD9850進行控制系統的AD轉換和數據采樣調試,采用4片AD8582用于送模擬信號預處理機進行/IOSTRB譯碼,采用Server/Client實現上位機通信,先用WIN32 API函數CreateFile( )函數打開設備,s3c2440_pwm_ioctl的程序定義為:
static struct miscdevice misc = {
.minor = struct inode *inode _MINOR,
.name = struct file *filp,
.fops = &dev_fops s3c2440_adc,
};
其中,s3c2440_adc_open()和s3c2440_adc_release()負責控制大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統中嵌入式進程的S3C2440內部A/D轉換的打開和關閉,輸入命令source install-qt-embedded-x86.sh,開始離心通風機集成智能控制的可視化程序的編譯、安裝,如圖3所示。
安裝完成后,會在指定的安裝目錄下生成Qt/Embedded,在控制系統的用戶界面中,首先需要選擇測量模式和控制模式,實現系統的可視化智能控制。
3 系統仿真實驗與調試
為了測試本文設計的大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統的應用性能,進行系統調試和仿真實驗分析,實現性能測試,實驗中,在嵌入式設備上運行Qt C++ API,Qt/Embedded的加載程序,在Qt/X11中構建大型軍用倉庫通風機集成智能控制的Linux內核,調試過程使用Agilent 33220A 函數信號發生器,實時時鐘電壓3.3V,內核電壓1.26V,打開Visual DSP++自帶的ICE Test掃描JTAG口進行控制信號采集,采集的輸入通道為4塊采集卡的任意通道,得到大型軍用倉庫通風機控制參量采集通道可視化模塊如圖4所示。
根據圖4的系統界面進行采集參數設定,進行控制性能測試仿真,大型軍用倉庫通風機控制信號輸入為兩個疊加的不同頻率正弦波,采用本文設計的控制系統,進行控制信息處理和PID控制算法加載,實現大型軍用倉庫通風機的遠程多線程智能控制,得到控制的輸入輸出波形如圖5所示。
從圖可見,采用本文設計的大型軍用倉庫通風機控制系統,能有效實現大型軍用倉庫通風機的集成智能控制,具有較好的輸出控制增益,提高了控制的精度和品質,為了對比性能,采用本文方法和傳統方法,以控制輸出的電機電壓偏移為測試指標,得到對比結果如圖6所示,從圖可見,采用本文方法進行大型軍用倉庫通風機控制,輸出性能較好,誤差較低,失真較小,展示了較好的控制魯棒性和品質。
圖6 控制性能對比
Fig. 6 Control performance comparison
4 結束語
本文采用嵌入式控制芯片結合控制系統的軟件設計,進行大型軍用倉庫通風機的集成智能控制,能有效提高大型軍用倉庫通風機的機電控制、電氣控制等方面的控制性能。本文提出一種基于嵌入式Linux內核驅動環境下的大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統的軟件開發設計方法,首先進行了大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統的總體設計和功能模塊分析,進行嵌入式Linux的體系結構構架,實現集成智能控制系統的模塊化集成設計和軟件開發,系統測試結果表明,采用本文設計的大型軍用倉庫通風機集成智能控制系統,能有效提高控制精度和品質,控制系統的可視化人機交互性能和兼容性能較好,展示了較好的應用價值。
參考文獻:
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中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A
隨著物流市場的發展,立體式倉庫的應用也越來越廣泛,倉庫作為物流企業管理、銷售的中心,在現代物流經濟中起著重要作用。而立體式倉庫的出現使得物流企業的運營成本和經濟收益都得到了極大的優化,整體式立體倉庫作為立體式倉庫的一種,其所具有的空間利用率高、建設工期短、投資少等優點,使得整體立體式倉庫在近年得到了廣泛發展。
整體立體式倉庫概述
自動立體式倉庫是利用立體式的倉庫設備實現倉庫操作簡便化、存取自動化以及高層合理化的倉庫形式,其主要由貨架、工作臺、巷道式堆垛起重機以及操作系統等組成,其貨架與傳統倉庫貨架不同,多是采用鋼結構或鋼筋結構的結構體或建筑物,根據自動立體倉庫建筑的形式可以將其分為兩類,一類是分離式,即貨架與倉庫建筑物是單獨存在的,而相對的另一類整體式則是貨架與倉庫建筑本身連接在一起,成為倉庫自身的一部分。整體立體倉庫具有結構輕、抗震性能好以及整體性良好等優點,其貨架作為倉庫的骨架支撐著墻面和屋面,因而整體立體倉庫的技術關鍵點是貨架系統,貨架系統的制造、安裝與整個倉庫的穩定和存儲能力有直接關系。由于其性能突出,近年在物流行業中得到了廣泛應用,發展前景無限。
二、整體式立體倉庫的貨架設計依據
由于整體立體倉庫的技術關鍵點在倉庫的貨架系統,所以其設計依據也主要體現貨架系統方面,貨架的受力分析和計算是這一技術的重點。對貨架系統設計受力分析主要從以下幾個方面來進行:
1、受力恒荷載方面,恒荷載力主要是來自結構自身自重以及其所承受的來自周圍相連接結構的重量,由于整體立體倉庫的貨架與倉庫自身相連,因而在設計時不僅要考慮貨架自身的重量,還要考慮貨架所承受的屋面、墻板和房架等的重量;2、受力活載荷方面,活載荷主要是由結構上的人群、工具、材料或自然產生的荷載,對于整體立體倉庫的貨架而言,受力活載荷則主要是來自日常貨架上的貨物重量和托盤重量,以及倉庫屋頂所承受的雨雪重量;3、豎向沖擊荷載方面,豎向沖擊荷載是在結構受到垂直方向高速的力作用時產生的,對于貨架而言就是在機器向貨架上存放貨物時所產生的荷載力;4、風載方面,風載即風的動壓力,是流動空氣對工程結構產生的作用,一般來說高度越高或跨度大的結構,其所承受的風荷載越大。而整體立體倉庫的建設者為了盡可能擴大存儲空間,一般都會將倉庫的高度設置得較高,而倉庫高度升高之后,其貨架所承受的風荷載力也會增大,因而設計師在設計時也要將風荷載考慮進去,計算風荷載對貨架立柱產生的影響;5、抗震裂度方面,抗震是建筑物重要技術關鍵點,為保證倉庫的穩定性和抗震性,設計師要提前將倉庫所能承受的最大荷載計算清楚,包括在全庫空載、風荷載起作用的情況下倉庫的受力情況,在全庫滿載、水平地震作用的情況下倉庫的受力情況,以及在倉庫一側滿載、一側空載情況下的受力情況。只有將這些情況下的受力情況都考慮到,才能保證設計出來的倉庫結構具有良好的抗震性。而影響立體倉庫穩定性的關鍵因素就是貨架的型式,貨架型式主要有兩種,一是整體焊接式貨架,二是組裝式貨架,由于組裝式貨架的穩定性不如整體焊接式優秀,因而目前整體立體倉庫中貨架一般選擇應用整體焊接式貨架,以獲得良好抗震性能。
整體式立體倉庫的技術特點
1、有效利用倉庫空間。整體立體倉庫由于其貨架自身與屋面相連,在起支撐作用的同時也向上擴展了倉庫空間,使得倉庫能夠裝載的貨物量更多,在經濟效益和空間利用率上較分離立體倉庫更為優秀,因而更多的企業商選擇投資整體立體倉庫。
2、庫內無結構立柱。由于整體立體倉庫的貨架本身就能夠充當結構支柱的作用,不需要另立結構支柱來支撐屋面和墻面,因而使得立體倉庫中貨架和立柱占用的空間大大減少,貨物存儲的空間大大增加,避免了因結構立柱的影響而使得貨位出現浪費的問題。同時沒有結構立柱,設計師在設計時受施工現場大小的限制就會減小,不用考慮結構立柱給倉庫帶來的額外寬度。
3、抗震性能較好。整體立體倉庫將貨架與屋面、墻面、房架以及倉庫鋼結構聯系起來形成一個整體,使得其相較于分離式倉庫而言,抗震能力大大增強,能夠抵抗震級較低的地震,減少了地震對企業造成的經濟損失。也正是由于其抗震性能較為突出,因而在地震多發的臺灣和日本得到了應用推廣。
4、庫內設備安裝施工便利,速度快。由于整體立體倉庫其貨架與建筑物形成一個整體,節省了建設結構立柱的材料,且在最初施工過程中就已經貨架安裝在倉庫內,省去了后期安裝的麻煩,因而較分離式倉庫而言施工安裝更加便利。
整體式立體倉庫的相關技術
1、水平梁
由于整體立體倉庫所承受的恒載、動載和風荷載較大,在荷載力過大的情形下,貨架基礎可能會發生沉降變形,因而需要在貨架基礎和堆垛機下裝設水平梁,然后將貨架和堆垛機都安裝在已經裝設好的水平梁上,這樣能夠保證貨架基礎的水平度。同時,水平梁技術還能夠在庫內貨物和設備重量分布均勻時平衡倉庫兩邊的受力,減輕不均勻的垂直荷載對倉庫強度的破壞性。另外,水平梁的應用也使得貨架基礎設計更加簡單,縮短了建設工期,節省了建設費用,尤其適合于巷道和高度都很長的大型立體倉庫。
2、通風系統
由于整體立體倉庫所承受的風荷載較大,因而對通風系統的建設技術有特殊要求。整體立體式倉庫的通風系統不僅要具有調節庫內溫度,保持空氣流通的作用,而且還要具有調節倉庫內外壓強差,調節風荷載對倉庫的影響作用。因而對于風荷載較大的整體立體式倉庫,設計師往往應用特殊的通風系統來幫助調節倉庫風荷載,保持倉庫受力平衡。通常設計師會選擇的方案是在倉庫彩鋼板圍護的底層設置百葉窗,并在倉庫庫頂裝設旋轉風機,并通過操作控制系統來控制通風直徑和打開百葉窗的數量,保持倉庫內外荷載的平衡。
3、消防技術
整體立體式倉庫由于其規模較大,目前應用整體立體式倉庫的企業都是大型企業或流通中心,因而其中的貨物和設備非常多,加上工作人員有限,因而對其進行消防管理就比較困難,在發生火災時光靠人力來撲救是絕對來不及的。因此為了避免火災帶來的巨大損失,現代的整體立體倉庫中往往都采用自動式消防系統。自動消防系統能夠監測倉庫內的溫濕度情況,在倉庫溫濕度超過一定界限時發出警報并自動控制倉庫內的消防裝置進行滅火,同時也可由工作人員手動啟動,以保證能夠及時撲滅火災,將災害損失降到最低。在設置倉庫內的消防裝置時,倉庫管理部門可根據庫內貨物的性質來確定具體的滅火裝置。
4、彩板圍護
彩色鋼板是一種新興建筑材料,其具有防火、保溫、維護方便、美觀等優點,在近幾年建筑業中得到了廣泛應用。由于其具有防火、安裝方便等優點,在倉庫系統中也得到了應用,倉庫管理部門可以根據自身所在地的溫濕度、庫內存放貨物的性質以及倉庫的消防要求來選擇不同厚度和夾芯材料的彩色鋼板。
結語:
整體立體式倉庫將貨架與倉庫的承重機構融合在一起,因而貨架系統的受力分析就成為制約整個倉庫各方面性能的關鍵,貨架的強度、剛度和精度對倉庫的穩定性和使用壽命具有重要影響,因而整體立體式倉庫的施工自動化要求也較高,前期的建設周期也較長,這也是整體立體倉庫發展緩慢的原因。但隨著科學技術的發展,倉庫技術不斷向自動化、系統化和無人化方向發展,使得整體立體倉庫在未來的發展前景無限。
參考文獻:
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2 油漆倉庫的火災危險性
2.1根據《危險貨物分類和品名編號》(GB6944—2005)、《危險貨物品名表》(GB12268—2005)、《危險化學品名錄》(2002年),油漆產品的主要理化性能指標及危險特性如下:危險貨物編號:32198;危險性類別:第3,2類中閃點液體;燃爆危險性:未干情況下易燃。危險特性:易燃,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑能發生強烈反應。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇火源會著火回燃。
2.2油漆倉庫應按存儲物品的火災危險性類別為甲類第1項,倉庫建筑進行設計建造。儲存的物品中,油漆是易燃易爆物質,以下幾種情況可以引發火災危險。(1)若可燃物料接觸到點火源或揮發的氣體達到爆炸極限,遇火源,容易發生火災、爆炸危險。(2)操作失誤引起物料泄漏,未及時處理時,可能引發火災。(3)夏季室外溫度高,物料未及時入庫,暴曬,超過自燃點或發生反應,可能引起火災。(4)易燃、易爆品超量存放時,增大了爆炸、火災的危險性。
3 油漆倉庫的總圖防火設計
3.1根據工藝流程及生產要求,結合廠區場地實際情況及交通運輸條件,按《建筑設計防火規范》(GB50016-2006)規定進行總圖布置。按《建筑設計防火規范》(GB 50016—2006)表3.5.1規定劃分防火間距:甲類倉庫之間的防火間距不小于20m,甲類倉庫與其他類別建筑的防火間距不小于15m(一、二級),與廠內主要道路和次要道路的路邊分別不小于10m和5m。并按規定設置消防車道。
4 油漆倉庫的土建防火設計
4.1按照《建筑抗震設防分類標準》(GB50223—2008)8.0.3條要求,油漆倉庫應按重點設防類。應按高于本地區抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施。
4.2油漆倉庫按《建筑設計防火規范》(GB 50016—2006)表3.3.2規定要求滿足每座倉庫的最大允許占地面積750m2;每個防火分區的最大允許建筑面積250m2。并按3.3.3條倉庫內設置自動滅火系統時,每座倉庫最大允許占地面積和每個防火分區最大允許建筑面積可增加一倍。
4.3油漆倉庫的耐火等級為一、二級,油漆倉庫內防火分區之間采用實體防火墻相隔。解決方案:建筑結構采用鋼筋混凝土柱+鋼梁(外刷防火涂料)排架(或框排架)的結構形式。外墻、防火墻可采用配筋砌體,屋面采用有防火保護的鋼梁和輕鋼屋面滿足以防爆泄壓和耐火時間要求。
4.4油漆倉庫的疏散用門應為向疏散方向開啟的平開門,首層靠墻的外側可設推拉門或卷簾門,但不應采用推拉門或卷簾門:每個防火分區設置安全出口不應小于2個,其他情況按《建筑設計防火規范》(GB 50016—2006)3.8節要求執行。
4.5油漆倉庫防爆泄壓設計按《建筑設計防火規范》(GB50016—2006)3,6節進行設計,按筆者經驗油漆倉庫的泄壓比C值可取0.110進行計算。
5 油漆倉庫的電氣、通風防火設計
5.1油漆倉庫的照明,燈具采用防爆型節能燈。
5.2依據《工業民用電力裝置的設計規范》按第二類建構筑物設置防雷裝置。防雷保護裝置由防雷網、引下線和接地極組成,并且與接地系統相連。其構筑物屋面和采用避雷帶或避雷針作為防直擊雷措施和感應雷的措施。
5.3所有配電設備,用電設備設備正常不帶電的金屬外殼均設置保護接地,所有可能產生靜電的工藝設備、管道、管架均設置靜電接地。接地系統主要包括環繞變電所的接地干線和生產區域的接地干線,接地支線和接地極線,組成公共接地網。接地裝置采用熱鍍鋅和扁鋼,聯合接地電阻不大于1Ω。
5.4油漆倉庫內應設置火災自動報警系統,保護等級按一級保護對象設置。并設置感煙探測器,在每個防火分區的出入口設置手動報警按鈕及報警警鈴,火災自動報警控制器可接收感煙探測器的火災報警信號。
5.5每個油漆倉庫內應設置可燃氣體檢測獨立的報警系統,其數據采集系統采用專用的數據采集單元或設備。每個油漆倉庫內檢測點與釋放源的距離不大于7.5m,報警器具有相對獨立、互不影響的報警功能,能區分和識別報警區位號。
5.6各倉庫內設有排風兼事故排風機(防爆型),上下均設排風口,在室外均設有開關,風管、風機法蘭、支吊架均做防靜電處理。通風系統的通風管采用非燃燒材料制作。風機由室外設置的控制箱控制,經常啟動,確保庫房通風良好。設置了事故排風系統與火災報警系統的自動連鎖。
6 油漆倉庫的滅火設施設計
6.1根據《建筑設計防火規范》(GB50016—2006)、《中華人民共和國消防法》和《企業事業單位專職消防隊組織條例》等有關規定的要求,應設置設全廠性消防水系統。
6.2倉庫的同一時間內的火災次數1次,1次滅火的室外消火栓用水量按,表8.2.2—2建筑物體積確定,并按用水量確定事故水池以收集事故水。
中圖分類號 S339.3+2 文獻標識碼 B 文章編號 1007-5739(2014)17-0071-02
種子貯藏是種子產業的重要環節,是保證種子質量的重要措施,科學、安全貯藏種子,能使種子在較長時間內保持活力,提高種子的播種質量,從而保證農業生產的用種安全[1-2]。種子貯藏的任務就是采用合理的貯藏設備和科學的貯藏技術,人為地控制貯藏條件,使種子劣變降低到最低限度,最有效地保持較高的種子發芽率和活力,從而確保種子的播種價值。
種子中的貯藏物質是其最主要的化學成分,在種子的干重中占了很大的比例,關系到來年種子是否能夠正常出苗[3]。因此,做好種子的貯藏工作至關重要。現將種子貯藏技術總結如下。
1 種子入庫前的準備
1.1 種子入庫的標準
種子的貯藏工作,從收獲環節開始,一定要適時收獲、及時干燥。種子貯藏期間的穩定性因作物的種類、成熟度及收獲季節等不同而有顯著差異。例如,在相同水分條件下,一般油料作物種子比含淀粉或蛋白質較多的種子難貯藏。對貯藏種子水分的要求也不相同,如禾谷類作物種子水分在13%以下(GB4404.1―2008),豆類在12%以下(GB4404.2―2010)。我國主要農作物種子質量標準,以品種純度、凈度、發芽率和水分4項指標進行分級,檢驗合格后入倉,種子在進倉前不僅要按不同種類嚴格分開,還應根據成熟度、水分及純凈度等情況分別堆放和處理,同時對種子進行分批劃分,每批種子不論數量多少都應具有均勻性,總之做到“五分開”,即新、陳種子,干、濕種子,有蟲、無蟲種子及不同種類和不同純凈度的種子分開貯藏,以提高貯藏的穩定性。
1.2 倉庫的準備
貯藏種子要使用專用倉庫,達到既能通風,又能密封的目的,以調節倉庫內的溫濕度,使用前要進行全面檢查,以確保倉庫無滲漏,門窗安全,關閉靈活,防鼠設備完好,消防設備齊全[4-5]。
做好倉庫的清倉和消毒工作,是防止品種混雜和病蟲滋生的基礎。全部清理倉庫內的異物及倉具;要及時地將倉外雜草鏟除,并將污水排除,保證倉外環境的清潔。之后對已整理的空倉要進行消毒處理,使倉蟲、微生物無法生存、繁殖而死亡,通常采用噴灑和熏蒸2種消毒方法,一般用敵百蟲、敵敵畏及磷化鋁等藥劑,施藥后要關閉門窗72 h,后必須通風24 h種子才能進倉。
2 種子入庫
種子入庫是在精選和干燥的基礎上進行的,種子質量指標達到《農作物種子質量標準》規定的標準。對精選加工后的種子,根據自身特性、貯藏時間、包裝方法、貯藏方式選擇包裝材料的種類進行合理包裝并附有標簽,確保種子在貯藏和運輸過程中不變質,保持原有的質量和活力[6]。種子入庫后要進行合理堆放,堆垛之間應留有適當的空間,便于通風、檢查及管理。
3 種子入庫后管理
3.1 化學藥劑熏蒸處理
倉庫經過消毒后雖然清潔,但新入庫的種子往往帶有為害種子、影響種子生活力和活力的害蟲和微生物。種子入庫后,根據種子的類別及貯藏季節的不同,及時進行化學藥劑處理,使害蟲和微生物停止活動或致死,同時還可以起到抑菌防霉的作用,常用磷化鋁熏蒸劑熏蒸,投藥后密封倉庫3~5 d,然后通風5~7 d排出毒氣,但施藥時一定要注意安全,倉庫周邊要設警示標志。
3.2 適時通風
種子入庫后都需要在適當的時候進行通風,種子是活的有機體,生命活動一直在進行著,環境可對種子體內的代謝起作用,逐漸地使倉庫內的溫濕度狀況發生改變,引起種子的吸濕回潮、蟲霉、發熱等。根據貯藏種子的特性及季節,進行通風處理,以有效地達到降低溫度和水分的目的。在通風前應測定倉庫內外的溫度和相對濕度的大小,以決定能否通風。
3.3 種子的檢查
種子在貯藏期間,會因外界氣候、貯藏期長短,自身發生變化,一些生理特性會發生改變。因此,貯藏期間要定期檢查種子的溫度、水分、害蟲、發芽率、活力等,并做好記錄,以采取相應的措施改善貯藏條件,確保種子的安全。檢查位置要設計合理,取樣均勻。檢查種溫,根據種子的堆放方式劃區定點,在9:00―10:00用溫度計測量種子堆上、中、下層的溫度;檢查水分,根據季節不同選擇測量點,一般是“春查面、夏查底”,按照按照國家標準(GB/T3543.4―1995《農作物種子檢驗規程 水分測定》)進行分析;檢查害蟲,根據外界氣溫的變化及害蟲的生活習性設點取樣,采用篩檢法進行檢查;檢查種子的發芽率及活力,定點取樣,按照國家標準(GB/T3543.4―1995《農作物種子檢驗規程 發芽試驗》)進行分析,重點在高溫或低溫之后、藥劑熏蒸前后及出倉前檢查[7]。
4 參考文獻
[1] 中華人民共和國國家標準GB/T3543.3―1995農作物種子檢驗規程[S].1版.北京:中國標準出版社,1995.
[2] 種子貯藏原理與技術[M].1版.北京:中國農業出版社,2011.
[3] 中華人民共和國國家標準GB4404.1―2008農作物種子質量標準[S].北京:中國標準出版社出版,2008.
[4] 嚴水美.種子儲藏保管工作的實踐經驗[J].現代農業科技,2011(10):35.
中圖分類號:TU892文獻標識碼: A 文章編號:
1、概述
液體硫磺出裝置后,一般根據需要以硫磺顆粒固體的方式出廠,或以硫磺液體的方式出廠。若以固體顆粒出廠,則由泵輸送到成型機廠房,經造粒機成型后,變成固體顆粒,在經自動包裝機包裝后進入硫磺倉庫,以火車或汽車運輸出廠。若以液體出廠,則由泵輸送到液硫儲罐,在由液硫泵加壓輸送到汽車裝車站臺,以槽車運輸出廠。
2、倉庫的平面布置
硫磺倉庫和廠房一般布置在一個建筑物內,一般靠近工廠鐵路布置在裝置的邊界處。成型機布置在廠房的二層,自動包裝機布置在廠房的一層。一層廠房的地面高度一般為1.2m,和火車的車廂基本平齊,層高由包裝機決定。硫磺倉庫一般單層布置,靠近鐵路側一般設置站臺,站臺寬4~6m,站臺上設置防雨棚。站臺距離鐵路中心線的距離為1.7m左右
3、廠房及倉庫的面積確定
3.1 廠房寬度的確定
廠房寬度根據二層造粒機的數量及所需的檢修空間確定。某硫磺項目共4臺造粒機,基礎寬1732mm,凈距2000mm~3000mm,留有一定的檢修吊裝空間,廠房寬度定為30m。
3.2 廠房高度的確定
廠房地面一般定為高出火車鐵軌1.2m,和火車的車廂基本平齊,便于裝車。二層高度根據料斗所需的高度確定。某煉廠項目廠房高度定為14.3m(標高)。
某硫磺項目由于設置了吊車,考慮吊裝需要,廠房高度就需相應增加,最終廠房高度定為16.2m(標高)。
3.3 廠房長度的確定
首先確定二層所需長度,二層長度由造粒機長度、皮帶輸送機及其檢修操作空間確定,再者考慮一層包裝碼垛機一體化生產線所需的長度,最終確定廠房長度。
造粒機基礎長度12.8m,再考慮檢修空間,二層長度定為31.5m。 廠房的地面層布置自動包裝碼垛機,碼垛機一般設置兩條生產線,靠近兩側布置。二層長度大于碼垛機的長度,廠房長度最終就由二層長度確定定為31.5m。
如果地面層只設置包裝機,它的廠房長度只需滿足二層所需長度就可以了,最終按二層所需長度確定。
3.4倉庫長度的確定
倉庫的長度是根據裝置產量而定的。如某項目規模為22萬噸/年,
日產量220000/360=611t
倉庫一般按2~15天的儲存量考慮,若按15天考慮,則倉庫需儲存611X15=9165 t
固體硫磺的密度是1950Kg/m3,則需要儲存硫磺的體積為9165000/1950=4700 m3,硫磺碼垛按2m高計算,再考慮到回轉車輛空間,利用率按70%考慮,則倉庫長度L=4700/2x31.5x0.7=106m
即倉庫的最小長度106m。考慮充分利用場地該硫磺倉庫的長度最終定為122.6m。
同上某項目規模為6萬噸/年,按上述計算方法,日產量60000/360=167t,
需儲存硫磺的體積為15X167000/1950=1285m3,則倉庫長度L=1285/2x31.5x0.7=31m
即倉庫的最小長度31m。該硫磺倉庫的長度最終定為42m。
4、防火設計
硫磺有以下特性:
1.硫磺具有較強的化學活潑性,在空氣中會生成少量SO2和硫酸。
2.硫磺的閃點2610C,在沒有外界熱源的情況下,由于本身發生物理、化學變化而產生熱量,這些熱量在適宜的條件下積蓄,使硫磺達到并超過其自燃點2320C,就會發生自燃。
3.硫磺顆粒度如果小于2mm,倉庫視為粉塵環境,當硫磺粉塵在空氣中的含量達到35g/m3時,就會發生爆炸。
結合硫磺的特性,倉庫的設計還應考慮以下防護要求:
4.1結構形式
硫磺自身自燃與硫磺倉庫的空氣壓力、空氣流速、壓力上升速度、和空氣中含氧量都有密切關系。因此硫磺倉庫的通風散熱是防火設計的重要環節之一。硫磺廠房由于生產溫度的需要,可做成封閉式,硫磺儲存倉庫可做成半敞開式,便于通風,且在一樓廠房應設置機械排風口。硫磺倉庫可視為粉塵環境,有爆炸危險性的可能[1],應采用不發生火花的地面,需要時應設防水層。
4.2倉庫的面積
從機械化操作及工業生產的要求來看,倉庫面積越大,防火墻越少,越方便,效率越高。可一旦著火,損失也越大。因此限定倉庫及防火墻間的最大面積,可以給滅火和疏散物資創造有利條件,贏得時間,減少火災損失。根據《建筑設計防火規范》[2]要求,硫磺倉庫每座庫房的面積不大于2000m2,防火墻間的最大面積不大于500m2。若裝有自動滅火設備的庫房,其建筑面積可增加1倍。如果大于這個面積應增加相應的消防設施。
4.3防火墻
防火墻是阻隔火災蔓延的重要措施。防火墻必須滿足4h的耐火極限、240mm厚的普通磚墻就可以滿足要求。防火墻上盡量不開門窗,硫磺倉庫屬于粉塵環境,硫磺倉庫和廠房之間應設置防火墻,但由于一層的自動包裝機要穿過防火墻,穿墻處應設置自動防火門。
4.4防火間距[3]
硫磺倉庫距甲類物品庫房的防火間距為15m,與重要公共建筑設施的防火間距不宜小于30m,與其它民用建筑的防火間距不宜小于25m。
5、液硫出廠設施的布置
液硫出廠的另一方式是以液體形式出廠,首先液硫進入液硫儲罐。液硫儲罐選用拱頂罐[4],內壁刷防腐涂料,罐頂和罐外壁采用隔熱層,罐內設加熱器,以防液硫凝固。液硫儲罐的液硫自液硫泵輸送到汽車裝車站臺。如果由于罐成組布置的需要,可以把液硫罐布置在罐區內。
由于汽車罐車運送油品、石油化工產品、液化石油氣等,都屬于危險品運輸,因此裝車臺的位置應設在廠(庫)區全年最小頻率風向的上風側。為便于車輛進出,作業區要靠近公路,在人流較少的廠(庫)區邊緣。出口和入口道路不要與鐵路平面交叉。棧臺距離液硫儲罐應最少15米距離,但不宜太遠,盡量減少液硫儲罐與棧臺之間的液硫管線。
裝車臺可以根據車的車位、場地的大小、自動化程度、裝載的品種等因素來確定其型式,一般分通過式和旁靠式兩種型式。站臺上裝或下裝鶴管,鶴管應選用蒸汽加套伴熱型。下圖分別是通過式和旁靠式站臺布置示意圖。
旁靠式裝車臺
6、結束語
硫磺出廠部分是硫磺裝置的重要組成部分,是以固體出廠還是固體和液體同時出廠,應根據石化企業的市場需求確定,及早規劃,做好平面布置。
參考文獻:
1.《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》 GB50058-1992
一、燃煤發電企業的危化品
凡是具有爆炸、易燃、毒害、腐蝕、放射性等性質,在運輸、裝卸、儲存保管過程中容易造成人身傷亡和財產損失而需要特別防護的貨物均屬危化品。我公司目前使用的危化品主要有:毒害物品(如液氨、丙酮等)、腐蝕性物品(如硫酸、鹽酸、燒堿等)、壓縮氣體和液化氣體(如易燃氣體乙炔、氫氣、助燃氣體氧氣等)、易燃液體(如己醇、丙酮、煤油等)。公司對危化品的危險源進行了評估,其中主要有:酸、堿、氨車的接卸,有可能發生酸堿氨的泄漏,造成傷人、水體污染、土地污染;化學試劑有害氣體揮發,造成人員中毒;易燃易爆品未隔離遇火種,發生爆炸;油泄漏,造成地面污染、人員滑倒傷人、對皮膚造成傷害;氧氣、乙炔使用未按規定擺放、固定、漏氣,發生爆炸傷人。針對這些危險源采取相應的控制措施:制訂電業安全工作規程(化學工作)、化學危險品管理規定、化學實驗室管理辦法、化學藥品庫管理規定、化學主要危險品事故處理預案、公司危險化學品概述與防范及處理措施、化驗人員和倉管人員取危化品證上崗等。
二、危化品倉儲管理的一般性要求
1.設計及施工
中圖分類號:TU7文獻標識碼:A 文章編號:
一、南寧市物流倉儲狀況綜述
南寧市作為廣西首府,同時作為中國西南出海大通道的重要部分,經濟地理區位優勢使得其正在成為區域性國際物流和商貿中心,區域間的物流自然被提到極為重要的位置。隨著北部灣經濟區的保稅物流中心的進駐,以及成為東盟博覽會的永久舉辦城市,中國—東盟博覽會為南寧物流業提供了廣闊的市場空間,目前,中國與東盟的貿易額每年在400億美元左右,年均增長率在15%以上,而廣西與越南的貿易額年均在35億元人民幣以上,這些數字也同時表明了南寧物流的基本增量,刻畫出投資與發展南寧物流業的良好前景,南寧物流業的發展日益迅速。在被調查的多家南寧市物流企業中的行業性質所占比重有運輸占54%,倉儲所占比重為0,綜合所占比重為31%,快遞15%,綜合分析南寧作為中國西南出海大通道的重要部分,經濟地理區位優勢使得其正在成為區域性國際物流和商貿中心,區域間的物流自然被提到極為重要的位置所以目前南寧物流業從事的行業以運輸為主導綜合為輔,但倉儲的企業尚未有或太少,在發展的過程中應有待發展倉儲物流企業。
二、倉儲式倉庫建設存在的主要問題分析
目前南寧市倉儲管理及倉儲式倉庫建設存在的問題主要包括硬件設施和軟件配套兩個方面,主要集中在以下幾大問題:
1、缺乏現代化技術職稱,智能化管理水平低下。目前南寧市的倉儲設備大都處于設備老舊狀態,多以人工作業為主。由于新的裝卸設備價格昂貴,大部分的原有倉庫業主無法提供太多的資金進行倉庫改造和技術更新,使得有些設備老化沒辦法及時更換,導致倉儲作業效率較低,增加了裝卸作業的難度。比如五里亭蔬菜批發市場等很多倉庫作業仍舊靠人工操作。這種倉儲技術方面發展的不平衡狀態,嚴重地影響著南寧市倉儲行業整體的運作效率。
2、倉儲業態不均衡,內部規劃不合理,貨物堆存不合理。部分新建倉庫在規劃建設過程中,沒有進行倉儲物流業態的分布規劃,多個交易市場進行集中物流市場爭奪,而且倉庫平面布置區域安排不合理,只強調充分利用空間,沒有考慮前后作業的銜接和商品在庫內的堆放。
3、忽視消防安全及巡檢,建設施工及管理人員消防意識淡薄。在倉儲式倉庫建設過程中,部分施工人員及管理人員不重視消防安全及巡檢,在倉儲管理過程中,出現電路短路以及明煙明火等消防隱患引發的小型火災。
4、缺乏現代倉儲管理人才。倉儲行業需要掌握一定專業技術的人才,也需要善于操作的運用型人才,更需要倉儲管理型人才。據有關統計數據顯示,2012年我國物流人才缺口60萬,倉儲人才尤其是倉儲管理型人才缺乏更為嚴重。
5、倉儲管理軟件信息系統不完善,法律法規不健全,部分倉儲物管缺乏貨物掃描儀。目前南寧市的倉庫管理方面,管理信息系統不完善,信息化和網絡化的程度低。
三、倉儲式倉庫建設設計及施工管理要點
1、對倉庫內部空間進行合理規劃。依據專業化、規范化、效率化的原則對倉庫的使用進行分工和分區,合理安排貨位,布局作業路線,合理的使用倉庫。還要遵循以任務為目標,專業分工、管理幅度和管理層次合理的原則。還可以使倉儲人員管理到位,責任明確,員工激勵和監督能有效進行,保證倉儲管理有條不紊,員工的勞動業績得以準確反映,便于考核,避免作業交叉管理重疊或出現真空地帶。
2、嚴格按照消防標準進行施工作業控制,加強消防安全意識。火災是倉庫的災難性事故。倉庫安全工作的重中之重就是防火。庫房電線必須裝置在金屬或硬質塑料套盒內,電器線路和燈頭應當安裝在庫房通道的上方,和堆垛保持安全距離。建立專門吸煙區,加強防火意識宣傳。對消防器材和設備要有專人負責管理,定期檢查維修,保持完整好用。還要經常性的防火宣傳教育,普及消防知識,不斷提高全體倉庫職工防火的警惕性,讓倉庫職工學會基本的防火滅火知識。
3、建立專業的倉儲管理信息系統,加大網絡利用率。為適應現代物流要求,要加強資源整合,建立倉儲網絡。要提高倉庫利用率、實現有效的庫存控制,就要建立有效的信息網絡,實現倉儲信息共享,積極推進企業倉儲管理信息化。運用現代信息技術構建公共信息平臺,實現公共信息網絡與倉儲網絡的有效結合,提升企業倉儲信息化水平。在自動化倉庫中,貨物倉儲管理、環境管理、作業控制等倉儲管理工作是通過信息管理、掃描技術、條形碼、射頻通信、數據處理等技術完成的。這些技術可以實現指揮倉庫堆垛機、傳送帶、自動導引車、自動分揀等設備自動化完成倉儲作業。對于危險品、冷庫暖庫、糧食等特殊倉儲,都有必要采取自動化倉庫。
4、倉庫總平面布置應根據倉庫的使用性質、功能、工藝要求,合理布局,應爭取最好的朝向和自然通風。二層及以上的多層倉庫應設置貨梯(人貨兩用),貨梯在一層應有獨立的出入口,方便使用。倉庫的安全出口不應少于2個。當一座倉庫的占地面積小于等于300㎡時,可設置1個安全出口。倉庫用地自然坡度小于5%時,宜采用平坡式設計,自然坡度大于8%時,宜采用臺階式設計。場地設計平均標高取為±0.00mm,倉庫主建筑物室內外高差不宜小于0.30m,棚倉、露天堆場的內外高差宜0.15m。庫區道路應滿足運輸、消防、安全、衛生等方面的要求。庫區主車道應為雙車道,宜呈環形設計,采用公路型混凝土路面,單車道路寬度不應小于4m,雙車道路不應小于7m。通行大型車輛的路段,道路轉彎半徑不小于12.0m;通行消防車輛路段,道路轉彎半徑不小于9.0m。存儲主網、配網大型設備的倉庫道路應具備通行重型貨車及大型運輸車輛(最大總重量<50t)的條件,其他類型倉庫道路應具備通行中型貨車(最大總重量≤14t)的條件。棚倉及露天堆場宜設置叉車、貨車、汽車吊可直接通行的通道,以利于大型物資卸裝,通道其寬度不應小于3.5m。樓地面應滿足平整、耐磨、不起塵、防滑、防污染、隔聲、易于清潔等要求。地坪基礎承載根據倉庫要求進行設計,采用鋼筋混凝土結構。在最大載荷下,地坪的沉降變形比例應小于1/1000。 倉庫結構形式根據存放物資種類、運輸設備、搬運設備等條件,可采用鋼筋混凝土框架結構、鋼結構等形式。建筑結構安全等級為二級,設計使用年限均為50年。倉庫結構采用鋼結構時,其合理的柱距為7.5m,其最大合理跨距為24m,一般采用多跨組合形式,單層的層高不宜小于8m。庫屋面宜采用彩鋼板屋面,并安裝采光帶,且應采用有組織排水。棚倉一般采用鋼結構或輕鋼結構。采暖通風系統根據現行國家標準《采暖通風與空氣調節設計規范》的有關規定,倉庫采用市政供水系統供水或符合國家現行標準《生活飲用水衛生標準》規定的水源供水。消防系統依據現行國家標準《建筑設計防火規范》的有關規定,合理設置庫區防火間距。依據現行國家標準《建筑滅火器配置設計規范》的有關規定,應配備消防設施和器材。依據現行國家標準《建筑設計防火規范》的有關規定,倉庫應設火災自動報警裝置。
四、結束語
倉儲式倉庫建設是一個長期的規劃及建設過程,技術改造工作刻不容緩。因此要在物流總體規劃下,做好舊型倉庫的改造工作,并且優化設計,選用成熟的研究成果,選擇技術先進、性能良好、質量可靠、效率高、損耗低的機械運裝設備,促進我市倉儲式倉庫建設事業的健康發展。
參考文獻:
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中圖分類號:F274;D631.44 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)01-0006-02
雷擊的危害:
雷電是自然大氣中的一種電荷放電現象,常伴有強烈的閃光和巨大的響聲。當云內、云際、云地間的電場強度達到一定強度時,就會擊穿大氣,形成導電通道,發生閃電放電現象。
雷電的危害主要是指雷云與大地之間放電現象帶來的雷擊事故,采石場地面炸藥倉庫雷擊事故的危害主要來源于二個方面:
一、是直擊雷的危害。直擊雷的危害主要來源于雷電直接擊中地面物體時產生的機械力、熱效應和電效應等對物體產生的危害。
雷電直接擊中物體的一瞬間,強大的雷電流和高電位,會產生巨大的能量,并以機械效應、熱效應和電效應的形式表現出來。雷電的機械效應主要以沖擊波和內壓力,使被擊中物體發生爆破和錯位;熱效應會使雷擊點附近溫度升高,甚至超過6000℃,導致被擊物體燃燒,金屬熔化;雷電的電效應會使雷擊點及附近金屬物體電荷急極升高,使載流導體變形要,甚至折斷。
二、閃電感應:閃電電磁感應、閃電靜電感應危害。是指雷電產生的電磁感應和靜電感應所造成的危害。
由于雷電流非常強大,雷電流的峰值和陡度極大,所以在其周圍產生強大的電磁場感應電動勢。處在放電通道附近的金屬導體、電氣電子設備感應出過高的過電壓和過電流,導致金屬間產生火花、電氣電子設備被擊壞;使附近金屬導體帶上高電位,同時該高電位與大地連接的其它金屬體發生空氣間隙擊穿,形成雷電反擊,從而可能引發多個金屬體之間的一系列反擊,導致與諸連接的金屬體和電氣電子設備被擊圩,甚至危及人員生命安全。
采石場地面炸藥倉庫的環境特點
炸藥倉庫通常具有以下特點:⑴地理位置:炸藥倉庫通常建立在較無人住的郊外等地;⑵實施條件:無論是在郊外還是在山區往往都不具備符合要求的防雷措施;⑶土壤電阻:由于地處山區,土壤電阻率都較大;⑷內部 環境:內部都儲存有大量的炸藥、雷管等易燃易爆物品。
從以上幾個特點不難發現,從雷電防護角度來看,炸藥倉庫一般都運行于高風險環境下,炸藥的妥善存儲是安全生產的頭等大事,雷電防護是炸藥倉庫設計中必須考慮的重要環節。隨著國家經濟的快速發展,能源及資源的需求量不斷增長,金屬及非金屬礦山數量也隨之迅速增加,防雷設計在這一領域的重視程度也達到了一個新的高度。
根據《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2010年版)第3.0.2.1條第一項的規定,采石場的地面炸藥倉庫為第一類防雷建筑物,應設防直擊雷措施、閃電感應、閃電電磁感應、閃電靜電感應措施。
1、直擊雷的防護措施
《建筑物防雷設計規范》規定第一類防雷建筑物應裝設獨立接閃針或架空接閃線(網)。經調查發現,采石場的地面炸藥倉庫均設置在一些偏遠、邊緣地帶,大多為低矮的獨立建筑物。所以采用單支或雙支接閃針保護即可。
根據《建筑物防雷設計規范》,獨立接閃針的支柱及其接地裝置至被保護建筑物的距離不得小于3米。在實際工程中,要實地測量得到倉庫的長、寬、高及四置環境等參數,再計算得出接閃針的高度和保護范圍。
1.1 單支接閃針保護范圍的計算
參照《建筑物防雷設計規范》附錄四滾球法計算確定接閃器的保護范圍。接閃針在hx高度上的保護半徑(如圖1所示)
AD=rx=√h(2hr-h)-√hx(2hr-hx)。
式中:
rx--------接閃針在hx高度上的保護半徑
hr-----------滾球半徑,取hr=30米
hx--------被保護物高度,即是建筑物高度加一米
h----------接閃針高度
反過去可計算確定接閃針高度。
1.2 雙支等高接閃針的保護范圍的計算
參照《建筑物防雷設計規范》附錄四雙支等高接閃針的保護范圍的計算。當兩針間距離D
hx=hr-√(hr-h)2+(D/2)2,可計算出接閃針高度h。要確定x平面上的保護范圍,先以單支接閃針的保護半徑rx為半徑,以兩支接閃針為圓心作弧線相交,再以兩交點為圓心,以單支接閃針的(ro-rx)為半徑作弧線與半徑為rx的弧線相切,所圍成的圖形就是雙等高接閃針在hx高度的保護范圍。(ro=√h(2hr-h))
另一種方法是作圖法,如圖2所示:
A、B為接閃針,O為中點,HG=√hx(2hr-hx)
HG=EG=FG=r1,AE=BE=rx
因為三角形AOG是直角三角形,用勾股定律計算出rx,將hr、hx、rx代入公式:h=hr-√hx2-(rx+r1),可求得接閃針的高度。
2、防閃電感應措施
炸藥倉庫雖然安裝了防直擊雷設施,可雷電放電通道的不確定性,不同強度雷電的雷擊點的不同性,所以倉庫還應安裝防閃電感應措施。
地面炸藥倉庫一般櫧矯婊蠐械桶女兒墻,應沿屋面四圍設置接閃帶,并在屋面設置5m×5m或6m×4m的接閃網格,每不大于12米設置一根引下線與接地裝置相連。炸藥倉庫存放的都是易燃易爆的火工產品,為防止室內溫度過高,要求倉庫通風條件良好,都在倉庫四面墻上設置許多柵格金屬通風窗,分上下兩層。倉庫的門和門套一般也是金屬材料,當發生雷擊或閃電感應時,這些金屬柵格欄、門窗和屋面板筋都會感應帶有很高的電壓,如不及時壓降清零,就會產生火花放電現象,危及庫內炸藥、雷管等,甚至發生爆炸。另外,球形雷也時有發生,隨著氣流的移動,球形雷也會襲擊倉庫,產生的火花放電現象會產生非常嚴重和后果。所以,倉庫的金屬門窗、通風柵格欄和屋面板筋應進行防雷接地。將屋面板筋、金屬柵格欄上下兩層與地網可靠連接,倉庫的門也要與地網可靠連接。接閃網與引下線構成一個法拉第籠,可有效地防止防閃電感應有效地保護炸藥倉庫的安全。
2.1 消除人體靜電措施
人體在活動的過程中,由于各種因素,使人體帶有大量的電荷。在干燥的冬季,衣服上的靜電就更加明顯,可高達幾千伏甚至上萬伏的電壓。人體衣服上的靜電電荷電壓雖然不大,可其產生的電火花放電對倉庫內易燃易爆危險品產生很大的影響,嚴重時會發生爆炸。這樣就必須清除人體身上的靜電,保證安全操作,保證炸藥倉庫的安全。
消除靜電的措施一般為靜電球,設置在倉庫入口旁邊或在進入倉庫的通道邊上。靜電球由不銹鋼金屬球、金屬管與接地網連接組成,當工作人員進入倉庫前用手觸摸靜電球,消除身上的靜電,確保操作安全。
3、接地裝置的設計
一般認為,接地電阻越小,散流越快,地電位升高率越小,對人的危害越小。由于炸藥倉庫大都是獨立低矮的小建筑物,因此一般采用人工接地網,接地網繞建筑物做成環形地網。如山地土壤電阻率偏大,可采用換土或施加降阻劑方法。
接地裝置的設置參照《建筑物防雷設計規范》第4.2.1.8、4.2.1.5及4.2.2.3條規定。炸藥倉庫應具有兩個獨立的接地裝置,即是接閃針和防閃電感應,電磁感應接地網獨立接地網,兩個獨立地網間距應不小于3米。接閃針獨立接地裝置應采用環形人工地網。環形人工地網由水平接地裝置和垂直接地裝置組成。接地網距被保護的建筑物應不3小于米。可圍繞倉庫鋪設,也可在倉庫外鋪設。工頻接地電阻不應大于10Ω。
4、結束語
以上是采石場炸藥倉庫的防雷設計,在施工過程中還要和實際相結合。理論結合實踐,才能做出好工程。
參考文獻:
XXX 物流園區總規劃占地面積約1000畝,其中配件倉儲中心項目規劃倉儲面積約12萬m2,分3期建設,其中項目一期建設規劃倉儲面積約4萬m2。
項目建成后,新的全球配送中心對于提高配件供應及時性,提升客戶價值,確立并鞏固公司核心競爭優勢方面都會發揮積極的作用。 2 、項目需求
1)配送中心及周邊布局規劃
配送中心及周邊布局包括倉庫占地面積、配送中心內部布局、停車坪、辦公區、綠化帶、貨車通道、貨車卸貨區、大件物品露天存放區等。
2)倉庫建設規劃
倉庫建設規劃涉及:
倉庫類型:磚墻結構、鋼結構等;
倉庫高度:貨架高度以及頂部區域高度;
倉庫面積: 倉庫總面積及倉庫內部各功能區域面積;
倉庫地面:普通水泥地面、綠色金剛砂地面等;
倉庫裝卸平臺:T 、Z 型卸貨平臺等。
3)倉庫內部布局規劃
入庫區:卸貨平臺、入庫暫存區、入庫檢驗區、包裝作業區等。 貨架區:高位貨架區、重型貨架區、托盤式單選貨架區、閣樓式貨架區、平面堆放區、易碎品存放區、呆滯返司件儲備區、懸臂式貨架區、貨柜式貨架區等。
出庫區:包裝作業區、待出庫暫存區、裝貨平臺等。
倉庫內部綜合布局:
4)倉庫設施設備
貨架種類:高位貨架、重型貨架、懸臂式、閣樓式、平面庫區、貨柜式貨架等。
叉車:巷道堆垛機、高位叉車、液壓托車、電動叉車、手推車等。 其他:照明、消防(滅火器配備、庫區消防門隔離)、監控、通風、雨棚等。
5)功能及流程設計
功能及流程設計:入庫、上架、分揀、包裝、出庫等。
人員組織結構:各功能區域所需要人數。
6)IT 系統需求
WMS 系統:配件基本信息模塊、儲區管理模塊、入庫模塊、上架模塊、出庫模塊、RF 終端作業模塊、查詢模塊、庫存管理模塊、績效分析模塊等。
二、常用倉儲設備
倉庫設備是按識別和使用來進行分類的,其中設施及設備按其主要用途和特征可劃分為裝卸搬運設備、保管設備、計量設備、養護檢驗設備、通風照明設備、安全設備、其他用品與工具等。
1.不同類型的倉儲設備
(1)裝卸搬運設備。這一類設備是商品出入庫和在庫堆碼以及翻垛作業而使用的設備,它對于改進倉儲管理、減輕倉儲勞動強度、提高收發貨勞動效率、減少操作中的商品損失具有重要作用。現有的倉庫裝卸搬運設備一般分為以下幾類。①裝卸堆垛設備。它包括各型起重機、吊車、叉車、堆碼機等。其中巷道堆碼起重機是倉庫中的專用起重、堆垛、裝卸設備,主要應用于巷道式貨架倉庫中。由于叉車兼有裝卸和搬運功能,現代倉儲企業均應配備一定數量的叉車,如果用貨架存貨,且貨物存放到三層以上,一般還應配置堆垛機,以便于取貨。②搬運傳送設備。包括各種手推車、電瓶車、內燃機搬運車、拉車、運貨卡車,各式平面和垂直傳送裝置等。近年來,倉庫叉車增多,使用托盤和滑片逐漸增加。托盤是倉庫叉車用以裝卸、堆碼、輸送商品的配套設備,能擴大商品的盛載面,有平托盤、箱型托盤、柱托盤等。
(2)保管設備。這是倉庫保管商品的主要設備,對于在庫商品質量的維護有著重要的作用。在各種類型的倉庫中,保管設備都是不可缺少的,且數量很大。保管設備通常可分為以下幾種。①苫墊用品。主要包括苫布、墊垛用品等。這類設備在機械化水平低、倉庫建筑標準低的條件下,是倉庫必要的保管用品。②存貨用具。包括各種貨架、貨櫥等。貨架是倉庫中常用的物品保管設備,是倉儲面積的擴大和延伸。
(3)計量設備。計量設備是商品進出庫的計量、點數的度量衡設備,對商品進出庫工作效率關系重大。
(4)養護檢驗設備。這種設備是商品入庫驗收與在庫養護、測試、化驗,以及防止商品發生變質、失效的一系列機具、儀器、儀表等技術裝備。主要有測濕儀、紅外線裝置、空氣調節器以及測試、化驗使用的部分儀器和工具。此類設備在大型及特種倉庫中使用較多,小型通用倉庫使用較少。
(5)通風、照明、保暖設備。
(6)消防安全設備。包括保障消防安全和勞動安全的必要設備,如各種報警器、滅火器材、勞動保護用品等。
(7)其他用品及工具。這是雜項的工具、用品,按實際需要選購配備。凡不歸屬以上六類的各種用品和工具都列入此類,如小型打包機、標號打印機等。此外,加工作業的倉庫還需配備專用的加工生產機械設備,如自動分選機、液體分裝機、打包機等。
2.倉儲設備的合理化配置
倉儲設備是完成貨物進庫、出庫和儲存所用的設備。在配置時要考慮倉儲運作特點,選用合適的倉儲設備。
(1)由于倉儲機械主要用于貨物的移動和起升,因此其作業范圍相對較小,對貨物的搬運有高度的要求,速度應較低。
(2)運動線路較固定。
(3)為提高工作效率,要求倉儲機械的專業化程度高。
(4)標準化程度高。一方面,商品流通對商品的外觀和包裝提出了標準化要求,另一方面,商品包裝的標準化也促進了物流設備的標準化進程。
(5)機械化、自動化程度高。
(6)節能性和經濟性要求高。為控制倉儲成本,在設計和選用倉儲機械時必須考慮其節能性和經濟性。
(7)環保性要求高。倉儲機械由于工作環境的特殊性,必須嚴格控制其對環境的污染程度,如對噪聲、排放的控制等。
(8)安全性要求高。在倉儲作業過程中,要在復雜的環境和有限的空間中保證人員、設備和貨物的安全,對倉儲機械的安全性要求很高。
三、無錫高新物流公司普通倉庫設備配備分析
無錫高新物流公司是一家國有大型物流企業,以經營倉儲業務為主。該公司所存貨物以托盤貨物為主,大部分貨物重量在2t/托以下,倉庫高度10m,根據公司存放貨物情況和客戶要求,該公司對倉庫設備配置如下。
(1)3t的叉車2臺。由于庫內沒有食品類貨物,故可以使用國產柴油叉車,每臺叉車比進口電動叉車節約約10萬元。
(2)堆垛機一臺。用于庫內貨物上架。由于該公司倉庫層較高,貨架可利用高度可達9m,因此用堆垛機后可大大提高貨架的利用率。