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石油化工装置防雷设计应注意的几个问题

时间:2021-11-17 10:11:56作者:

1引言

雷电是一种常见的气象现象,它是伴随雷云运动而产生的。通常当一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层或者是带电云层对大地之间的电压高到**值时,就会发生放电,这就形成雷击。


雷击对建筑物、设备、人、畜危害甚大,雷击灾害被列为十大自然灾害之一。雷害分为:直击雷、感应雷、雷电反击、雷电波侵人(引人高电位)和雷击电磁脉冲。


石油化工装置是存在易燃易爆介质的爆炸和火灾危险场所,其操作压力高、装置规模大,更增加了其危险程度;装置的主要部分露天化,其塔、罐、容器、泵和管线等大部分在室外,有的塔高100多米;装置自动化程度高,采用电子计算机和大量电子仪表。


由于石油化工装置具有这些特点,不同的雷会对装置不同部位带来危害,所以在装置不同部位对雷电进行不同的设防,才能对雷电危害产生有效的作用。本文探讨了在石油化工装置防雷设计中应注意的问题。


2石油化工装置区防雷的分类

原则上具有0区、1区和10区的爆炸危险环境(或建筑物)可划为**类防雷区域(或建筑物);

具有2区和11区爆炸危险环境(或建筑物)可划为第二类防雷区域(或建筑物);

不属于**、二类防雷区域(或建筑物)的属于第三类防雷区域(或建筑物)。

在应用上述分类原则进行防雷区域分类时,要考虑装置的生产特点、重要性以及发生雷电事故的可能性和后果等因素。


例如:一个布置在高塔附近的水泵房,尽管泵房属于爆炸危险1区环境,但因其不可能遭受直接雷击,所以可以把它划为第二类防雷建筑物。而对于向石化联合企业输送原料的泵房,当其设置了有效通风设施后,其爆炸危险区划为2区,但因其遭雷击就可能使工厂停产,造成巨大经济损失和人员伤亡,该泵房应划为**类防雷建筑物。


3石油化工装置中的建筑物防雷

石油化工装置中的建筑物主要有:泵房、成品库、压缩机房、挤压造料厂房、综合楼(由办公室、化验室、仪表控制室等进行不同组合)等。这部分建筑物的防雷设计应遵照国家标准《建筑物防雷设计规范》(GB50057).


首先对各建筑物进行防雷分类。在防雷分类的基础上,**类防雷建筑物要对直击雷、感应雷、雷电波侵人进行设防; 第二类防雷建筑物要对直击雷、感应雷、雷电波侵人及高压电反击进行设防;第三类防雷建筑物要对直击雷、雷电波侵人、高电压反击进行设防。另外,不论哪类防雷建筑物,只要建筑物内有计算机电子信息设备、或自动控制设备都要对雷击电磁脉冲进行设防。


在《建筑物防雷设计规范》( GB50057)中,对各类防雷建筑物的不同雷害防护措施都有详细规定,在此不再赘述。


4石油化工户外装置的防雷

《建筑物防雷设计规范》( GB50057)的**.0.2条指出“本规范不适用于天线塔、共用天线电视接收系统、油罐、化工户外装置的防雷设计”。石油化工户外装置的防雷设计不能以该规范为设计依据。行业标准《石油化工企业生产装置电力设计技术规范》(SH3038)第十章防雷、接地中对石油化工户外装置防雷作了规定。


石油化工装置在户外布置了机泵、储罐、储槽、换热器、料仓、塔等,这些设备通过管线连接。它们之中易受雷害的是高塔、料仓、高层构架、放空管及布置在框架顶层的设备。对户外装置的防雷就要使这些设备、管线或构架免受雷害。具体做法如下:


(1)对高层金属构架、壁厚大于4mm的金属密闭容器(包括塔、储罐、储槽、换热器、料仓等)及管道直接接地,接地点不应少于两处,两接地点距离不大于30 m,若大于30m增加接地点,冲击接地电阻不应大于30Ω。这种做法就是让构架、容器、管道等本身承担接闪器和引下线的作用,与接地装置组合成一个完整的防雷装置。壁厚大于4mm的金属设备和管道,当雷电对其直击后,不会对其造成损伤。


(2)排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管的接闪处理首先应考虑装阻火器,装有阻火器的放散管,不用装接闪器,只要把该管与接地装置连接,就可避免雷害,因其排出的危险介质遭雷击引燃后,阻火器会使引燃的火焰熄灭,对装置不构成危害。若因故不能装设阻火器,则要装避雷针或架空避雷网作接闪器,使放散管排出的危险介质不能因雷击而引燃。


(3)户外一般总会有管道进出建筑物,为防雷电波沿管道引人建筑物,在管道进出建筑物处需进行接地。


5石油化工装置变电所的防雷

石油化工装置变电所是电力装置的组成部分。雷电对电力装置引起过电压是电力装置过电压的一种,故对变电所的防雷纳人过电压保护统一设防,其设计应执行《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》( GBJ640)。因现在电力装置应用电子信息元件愈来愈多,所以还要特别注意对雷击电磁脉冲的防护。


6石油化工原油钢储罐的防雷

储罐防雷设计应遵循现行国家标准《石油库设计规范》( GB50074 )。大型储罐不应装设避雷针。


同时也不宜在大型储罐附近设立高于大型储罐的照明投光塔或监视云台高塔。应选用一根横截面不小于16mm2镀锡软铜复绞线,把储罐内各金属构件与罐体或浮顶做电气连接,并通过罐壁接地,并使罐壁接地点沿圆周均匀分布,沿周长间距不宜大于18m。接地点接地电阻不宜大于2Ω。只有这样才可以减少大型储罐遭受感应雷引发浮顶边缘密封处的火灾。


近几年来采用RGA装置的新技术是减少浮顶边缘密封处火灾的有效方法。但是,大型外浮顶原油钢储罐这些防雷做法也很难做到不会遭受雷电冲击、引发浮顶边缘密封处火灾。


7结束语

防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成,三者组成一个完整的系统,若缺少其中任一部分,就不能把雷电流引人大地,当然接闪器和引下线有时不需要单独设置,而是利用设备或管道本身承担这部分功能。这种情况下,它们与接地装置保持良好的电气通路就是不可少的保障。


石油化工装置的接地是要把工作接地、防雷接地、防静电接地、保护接地连成一个可靠的接地网,只有这样才能安全、有效。


大型外浮项原油钢储罐以上的防雷做法也很难做到不会遭受雷电危害而引发浮顶边缘密封处火灾,一旦火灾发生,泡沫消防系统及时可靠地使用是**一道防患措施,应引起高度重视。


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信息发布:致安博远

信息来源:今日头条

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