摘要:油庫屬于易燃易爆場所,做好油庫防雷設計安裝是避免遭受雷電威脅的主要措施。本文首先分析闡述了化工油庫特點及其防雷重要性,根據油庫特點對油庫防雷措施進行設計分析,確保雷電天氣無意外事故出現,保障企業安全生產順利開展。
關鍵詞:化工油庫;直擊雷;雷電感應;防護設計
引言
化工企業油庫生產場所由于具有很大的特殊性,決定了其具有很大的危險性,會發生爆炸、火災等災害,尤其在雷雨天氣條件下,造成巨大的經濟損失和人員傷亡事件。由于化工企業油庫大都暴露在室外,受強雷雨天氣影響,一旦遭受雷擊可導致高壓連續產生,操作壓力高、裝置規模大,出現雷擊災害事故的機率上升。要避免和降低油庫遭受雷擊,就需要良好的防雷設計來降低雷擊事故的發生,同時還要加強油庫周圍環境的防雷安全保護,確保雷電天氣無意外事故出現,保障企業安全生產順利開展。
1化工油庫特點及其防雷重要性
化工企業用油庫包括戶內和戶外各種裝置,其中用于儲存油類的工藝裝置通常為塔、容器、儲罐等,這些裝置大都為室外露天擺置高壓存放,泵體等一些小型設備安置在室內,還有安設在控制室等處的一些精密儀器以及變配電室。油庫中不同的設備、構建筑物具有不同的特點和用途,其防雷要求各異,而且即使技術再精湛,也不可能做到所有工藝裝置、管道、連接點都天衣無縫,達到絕對密封性,罐中可燃氣體多少都存在著泄露現象,同時根據設備工藝要求,裝置上存在著正常的釋放點和有故障時而產生的釋放點,同樣會出現可燃氣體向周圍環境中的泄放,這些可燃氣體泄放到空氣中后,一旦遇高溫、電弧或火花等極易引起爆炸,造成火災事故。
油罐的露天放置和高壓存放現象,使得油罐在雷雨天氣下較其他建筑物(體)遭受雷擊的風險更大,而且油罐周圍的泵房、變配電室等弱電設備也極易遭受雷擊,可見,整個油庫處于較為復雜的環境之中。雷雨天氣條件下,人為對油庫內部及周邊環境的嚴密控制能力明顯降低,雷云與大地之間產生放電過程,其中先導放電接近地面時,受高場強烈電離空氣影響,先導放電端部可出現等離子區,該等離子區域沿先導放電通道向上傳播形成一條具有高電導率的等離子體通道,協助雷云中電荷與大地異性電荷中和后發生迅速、巨大的主放電過程,短時間內產生幾十千安、甚至幾百千安的電流,致使放電通道溫度升高至20000℃以上,雷電流擊中油罐可致其崩潰、爆炸等,而且雷電流電磁感應會在雷擊點周圍產生交變電磁場,經線路感生出感應電流,引起油庫變電設備局部過熱或形成火花放電造成火災事故;而且油庫周圍環境發生雷擊放電,各種管道、線路均會產生過電壓,干擾或損壞電子元件??梢?,雷雨天氣的放電過程很大程度增加油庫危險事故發生率,油庫防雷安全工作至關重要。
2 油庫防雷技術分析
2.1 直擊雷防護設計
油庫直擊雷防護裝置由接閃器、引下線和接地裝置組成。接閃器為金屬構件,常見的油庫接閃器為接閃桿,雷電直接擊中接閃桿,雷電流再經引下線和接地裝置最后導入大地。在設計安裝時,被防護物體應與接閃桿保持足夠的距離,這樣才能確保被保護物處于接閃桿安全防護范圍內,避免防護不足或接閃桿導入電流而引起電磁感應造成雷電二次效應,或是選用截面積≥50mm?的熱鍍鋅鋼鉸線或銅絞線。
引下線的作用是將擊中接閃器的雷電流引入地下,因此在選用引下線材質時,需要特別注意引下線材質的機械強度、耐腐蝕性和熱穩定性。油庫防雷裝置引下線通常為兩根,以保證引下線的暢通,暗裝引下線體應適當放大線體截面積。還可利用油庫中金屬構件作為引下線,雷電流沿罐體結構中的金屬構件直接向大地泄流,保證電氣形成通路,避免電壓累積。
接地裝置是將引下線帶來的雷電流泄入大地的裝置。接地體埋設在地下,有垂直埋設和水平埋設兩種方式,引下線通常一直埋入地下與地下接地體相連接;油庫直擊雷防護設計中應視油庫所處具體環境選擇合適的接地體。一般情況下,水平埋設接地體應埋入地下不超過0.5m的深度,采用多根接地體排列成陣與深入地下的引下線下端連接;垂直埋設接地體以垂直向埋入地下,采用與水平接地體一樣數量的接地體排列成行垂直埋入土壤,其上端與引下線下端牢固相連。如果利用油罐自身作為接閃器時,壁厚不應小于2.5mm,當油罐一旦被雷擊穿,其內的介質對周圍環境造成危險時,壁厚不應小于4mm。雷電擊中罐頂后,可迅速將雷電泄入大地,否則雷電流沿輸油管線消散致使電位增高,對周圍建筑物(體)產生反擊,或是雷電流經輸油管線進入油泵房引發二次雷擊事故,因此要保證接地油罐電阻≤4Ω。
2.2 油庫配電及信息系統防雷設計
2.2.1 配電系統防雷技術
化工企業油庫大部分裝置處于露天環境,極易遭受雷電威脅引發火災或爆炸,其中雷電電磁脈沖是造成油庫配電系統及信息系統受損的原因之一。油庫架空輸電線路極易遭受雷雨天氣直擊雷襲擊,當受到直擊雷時,金屬線路所有浪涌可達到100KA及以上。因此要做好現代大型油庫電力線路系統防雷安全保護措施,應采取多級系統保護法,一是利用泄流電路吸收過電壓暫態能量,然后再將雷電流泄入地下,二是利用限壓電路作為浪涌保護器裝置,通過限制電路中產生的殘壓來實現對線路的保護。通過泄流、限壓雙重防雷保護措施的相互配合,最終對油庫配電設備、系統起到較好的防雷保護作用。
2.2.2 信息系統防雷技術
油庫電子信息監控系統在油庫安全保護方面發揮著重要作用,電子信息系統屬弱電設備,而且大部分油庫電子信息系統設備絕緣強度不高,抗擊電磁脈沖干擾的能力不強等,一旦防護不到位就會遭受雷電危害,雷電電磁脈沖通過傳導、輻射、耦合的方式進入設備致使油庫監控系統癱瘓,甚至出現人員傷亡事件。根據各個電子信息系統特點設計屏蔽、接地以及安裝浪涌保護器等具有針對性、實用性的防雷方法。油庫場區內電氣、儀表、通信設備等外露可導電部分應就近與接地線可靠連接,所連接接地線需采用-25×4mm的熱鍍鋅扁鋼至通信設備、電動閥、儀表,并沿儀表、通信設備基礎引上地面0.5m處預留接地點,其他設備系統可采用-40×4mm的熱鍍鋅扁鋼連接接地干線。
3 結語
化工企業油庫儲存的原料和產品大多為易燃易爆品,儲存罐通常安置在室外露天地帶,雷暴天氣極易遭受雷擊而引發災害事故,因此應做好油庫防雷安全管理,避免和降低油庫雷擊災害發生率。除做好桿塔、油罐及多個金屬管道的外部防雷外,還應加強室內配電系統、信息系統等內部防雷設計,防范雷電感應、雷電波和雷電電磁脈沖侵害,根據化工企業油庫所處環境條件、實際情況等進行防雷設計分析,確保油庫環境整體防雷安全,盡可能將雷電災害發生機率降至最低。
參考文獻
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作者簡介:楊燕(1983.3-),女,漢,浙江省杭州市建德市人;本科學歷,助工 ,從事雷電防御工作。