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1、石油化工油库的防雷设计摘要:本文首先介绍了石油化工生产场所不同于一般民用建筑的特殊性,然后根据雷电形成的原理,雷电发生过程中的各种现象简要介绍了雷电灾害如何对石油化油库造成影响以及影响的程度和后果。据此,进一步分析了石油化工场所的防雷特点,并通过对南宁某油库进行全面的防雷工程设计说明如何为石油化工厂设计防雷方案,涵盖了直击雷防护、感应雷防护、雷电波防护、电磁脉冲防护等方面。 关键词:石油化工厂接地雷电感应电磁脉冲 :TU856:Ａ:1672-3791(2011)01(c)-0077-02 石油化工生产场所所具有的特殊性决定它具有一定的危险性——会发生爆炸、火灾
2、等灾害,在一定条件下,造成巨大的经济损失和人员伤亡。雷电对于石油化工厂的影响主要表现在石油化工厂装置大都暴露于空气中,由于雷雨天气的影响导致高压连续产生,由于其操作压力高、装置规模大,在雷雨天气中有着更大的危险性。而这需要良好的防雷设计来避免雷击事故的发生,同时格外需要良好的防雷、防静电设计以确保雷雨天气无意外发生。 1石油化工油库一般结构及其防雷特点 1.1石油化工油库单体建筑类别及分布结构 石油化工油类工艺装置主要是储存用的塔、容器等,多数均为露天布置;同时包含泵房及变配电室等。针对不同设备、构建筑物的特点、用途,对防雷有着不同的要求[1]。 石油化工油
3、库在生产区内布置设备时,根据生产的需要将设备分为户内和户外两种。选择在室外摆置的设备有杆塔、化工用容器、储罐等,而另一些小型设备如泵体则布置在室内,另外还有精密仪器需要安置在控制室等处。 1.2石油化工油库防雷特点 从技术方面上讲,不可能所有工艺装置、管道、连接点能达到绝对密封,可燃气体或多或少都有可能泄露;其次,根据工艺的要求,生产设备上会存在正常的释放点或者在有故障时而产生释放点,这样同样会将可燃气体泄放到周围环境中去,一旦遇到火花、电弧、高温环境就很可能引起爆炸或者火灾事故。 1.3雷电对石油化工装置的危害 雷电流对生产设备及电力系统的影响:(1)雷电流会
4、产生幅值很高的冲击电压,产生的巨大能量足以烧毁电力系统线路上的各种装置[2]。(2)雷电流还会产生极高热效应,可能会导致金属导线熔化或气化,形成开路或短路,在此情况下往往引发火灾和爆炸。(3)雷电流的机械效应,当雷电击中物体导致雷击物遭受严重的扭曲、撕裂、崩溃、爆炸等现象。(4)雷电流产生的静电感应可能会使被击金属设备感生出大量与雷电性质相反的电荷,静电感应电压可以击穿数十厘米的空气间隙进而引发火花放电。(5)雷电流的电磁感应会在雷击点周围引发交变电磁场,在线路上感生出感应电流,引起变电器的局部过热或形成火花放电而导致火灾。 雷电流对石油化工厂弱电系统的影响:(1)雷
5、电流会对控制室内的仪器仪表、控制系统及其线路和电子设备等产生干扰和损坏。(2)当空中携有大量电荷的积雨云从工厂控制室上空经过时,积雨云之间放电所形成的电磁辐射会通过耦合的方式在控制室内的线路或者电子元件上造成干扰或损坏。(3)当工厂控制室周围发生雷击放电时,会在各种管道、线路上感应过电压,其造成电子元件干扰或损坏[3]。 2南宁某石油化油库的防雷建设 2.1该石油化工厂的现场勘查资料 该石油化工厂为矩形面积,所占地6650m2,场地东侧为工艺装置区安放储油罐,占地1650m2,工艺区西北角设置水标间5.1m×9.0m一间、标定棚18.0m×9.0m一间,场地东
6、侧为综合用房主设装车业务室和监控业务室。具体位置关系如图1所示。 (其中:1门卫;2综合用房;3工艺装置区;4进展ESD区;5水标间;6标定棚;7站内道路;8围栏;9大门。) 根据地质报告,本工程场地原始地貌为平原,地形变化不大,且地势稍高,坡度很小,地下水位稍高。本场地属于低土壤电阻率的地方,经现场实测,其表土层的土壤电阻率为39.2Ωm。本工厂所在地为南宁,各地平均气温介于16℃～21℃,雨量充沛。年雷暴日天数日为84.602天,容易受雷暴影响。 2.2工艺装置区的防雷设计 (1)根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92[4]中第8.3.1条规定
7、:“对爆炸、火灾危险场所内可能产生静电危险的设备和管道,均应采取静电接地措施”。 在消防泵房、变配电室北测道路以北的各单体接地极采用锌包钢接地极,接地线锌包钢接地圆线,该路以南的各单体接地极采用∠50×5×2500热镀锌角钢,接地线采用-40×4热镀锌扁钢,南北两个地X采用-40×4热镀锌扁钢进行两处连接,要求整个联合接地电阻不大于4Ω。接地装置顶部埋深不小于0.8m。当防雷接地装置距离建筑物或道路、人行道小于3m时要求局部埋深不小于1m。 (2)在消防泵房、变配电室北测道路以北的下列各单体四座直径60m,容量50000m3的0#柴油
