石化裝置儲罐防雷防靜電安全設計探討

摘要：針對石油化工生產裝置所處易燃易爆的環境特點，雷擊、靜電產生的電火花都會引起儲罐著火或爆炸，提出了石化裝置儲罐綜合的防雷、防靜電方案

關鍵詞：閃電；靜電感應；等電位連接；易燃易爆

中圖分類號：TU856文獻標識碼：A文章編號：1006-4117（2012）03-0309-01

前言：近年來，隨著國民經濟的快速發展，石化裝置儲罐迅速增多。大部分儲罐內的物料屬于易燃易爆物，容易發生火災和爆炸事故。雷擊、靜電產生的電火花都會引起儲罐著火或爆炸。因此，我們必須采取有效措施，保證儲罐的安全運行。

一、引起火災的主要因素

（一）閃電。據調查，石化裝置內儲罐起火的主要原因是閃電。閃電主要由感應雷和直擊雷引起。在雷雨天氣，浮頂罐的罐體、浮盤、儲存介質及其它罐頂構件均被感應為正電，當發生雷擊放電時，云層底部的負電荷與其下面正電荷迅速“中和”放電，隨著放電結束，大地及與大地有良好接觸的構筑物立即同步轉換極性而處于零電位。但是，與大地接觸不良的構筑物，放電結束時會滯留束縛（正）電荷，此時與已處于零電位的大地及其與大地等電位的構筑物（浮頂罐罐體）形成電位差，以致發生二次放電，引起電弧，導致發生火災。

（二）靜電感應。靜電產生的原因是由于在油品的收發、運輸、灌裝等過程中，每個油品分子之間或者是其他的物質與油品分子之間會產生一定的摩擦，從而導致的靜電。儲罐內金屬構件較多，若各金屬構件接地不良，容易形成孤立導體，當孤立導體上集聚的靜電到一定程度時對地形成相對電位，在一定的條件下，極易發生火花放電而導致火災。

（三）等電位連接不良。很多儲罐因建成年限已久，接地體發生腐爛或銹蝕，接地線的連接已松動，或施工不合要求；接地設施等電位連接不良；浮頂罐浮盤與罐壁缺少足夠的等電位連接等等，都易產生電弧火花引起火災。1998年黃陂縣石油總公司橫店石油儲庫“7．13”特大雷擊火災事故分析中發現，罐底接地體已大部分腐爛，位于罐體周圍的接地體連接方式不符合斷接卡要求，同時4組地網間連接不良，存在明顯電位差，未達到等電位連接要求。

針對以上引起火災的幾種原因，對于儲罐需采用相應的預防和保護措施。

二、防雷保護

（一）預防雷電危害的基本原則。1、石油和石油產品應貯存在密閉性的容器內，并避免油氣混合物在容器周圍積聚。2、油氣可能泄露或積聚的區域，應避免金屬導體間產生火花放電。3、固定頂金屬容器附件（如呼吸閥、安全閥）應裝設阻火器。4、防雷、防靜電、電氣設備、保護及信息系統等的接地，宜共用接地裝置。

（二）防雷設計。儲罐不同，防雷措施也不同，根據相關規范的要求 ：1、金屬儲罐應做防直擊雷接地，接地點不應少于2處。金屬儲罐的接地點沿儲罐周長的間距，不宜大于30米，接地電阻不宜大于10Ω。 2、裝有阻火器的地上臥式儲存易燃油品儲罐的壁厚和地上固定金屬頂儲罐的頂板厚度等于或大于4mm時，不應裝設避雷針。頂板厚度小于4mm的金屬儲罐，應裝設避雷針（網）。避雷針（網）應保護整個儲罐。 3、儲存易燃油品的浮頂儲罐或內浮頂儲罐不應裝設避雷針，但應將浮頂與罐體用2根導線做電氣連接。浮頂儲罐連接導線應選用橫截面不小于25mm2的軟銅復絞線。4、儲存易燃油品的覆土儲罐的罐體及罐室的金屬構件以及呼吸閥、量油孔等金屬附件，應做電氣連接并接地，接地電阻不宜大于10Ω。5、儲存可燃油品的金屬儲罐，不應裝設避雷針（線），但必須做防雷接地。

（三）防雷設施的檢查及應注意的問題。安裝防雷設施，必須對周圍的一切設備進行檢查，不允許有一切的金屬物品，電氣設施，以及一些架空的電線，這些都是雷電會發生危險的導火索。同時，對于防雷設施要定期的進行檢查和防范，必須時刻保持防雷設施的安全。1、凡裝設獨立或罐頂接閃器的防雷接地設施，每年雷雨季節到來之前應詳細檢查。要求安裝牢固，引下線接頭數要少，斷接卡接頭應卡密并無斷裂松動。最好用搭接焊接方式。如用螺栓連接必須擰緊，并且將軟絞線端口焊固在供螺栓連接的線夾內，其墊圈應鍍鋅。2、引下線在距地面2m至地下0.3m一段的保護設施要完好。引下線應短而直，避免轉彎和穿越鐵管等閉合結構，以免雷電流通過時因電磁感應而形成火花放電。 3、每年對接地電阻做定期檢測，雷雨季節到來之前必須測定，其獨立電阻值不應大于10歐姆，滿足不了要求或電阻值增大過快時，應挖開檢查，按不同情況進行處理或補打接地極。單純的防感應電接地，其電阻不大于30歐姆，如不符合要求，應作相應處理。

（四）對靜電危害采取的措施 對于靜電產生的危害我們主要有兩條對策：第一，靜電產生前我們要防止或者控制它的產生；第二，靜電產生后我們要對其進行中和或者是用其它措施將其導走，堅決控制它們的聚集。靜電的產生主要是一些物質材料的來回輸送，還有不同物質之間的來回運動，以及一些纖維衣物的摩擦產生。針對這些情況，我們必須采取一些控制措施，減少物質材料的輸送和不同物質之間的來回運動，主要內容如下：1、控制物料流速：液體物料在管道中的流速越高，接近管壁處的速度梯度就越高，產生的靜電量也越大。2、控制進料方式：液體經管道進入儲罐時應設防沖擊檔板。若油品從頂部進入儲罐，進料管應伸至罐底部，距底不大于100mm，以減少靜電產生。3、防止水等雜質混入油品物料：由于不同物質間的相對運動要產生靜電，因此，應盡力防止水等雜質進入物料系統。4、其它防靜電設施：除采取上述措施外，對大型罐區，在油品物料管線上還可設置靜電消除器等防止和減少靜電荷積聚的設施。

（五）加強等電位連接。等電位連接點的數量應根據儲罐大小設置，儲罐越大，要求的等電位連接點應越多，最大程度減小二者之間的阻抗，將產生電弧的可能性降至最低。為了確保浮頂罐浮盤與罐壁的等電位連接可靠性，需每年定期做以下檢查內容：1、二次密封導靜電片是否被罐壁的油膜絕緣；2、機械密封的靴板是否被罐壁的油膜絕緣；3、浮頂罐的扶梯與浮盤等電位連接是否完好；4、外浮頂及內浮頂儲罐的浮盤和罐體之間的等電位連接是否完好，軟銅導線有無斷裂和纏繞。

綜上所述，只要我們熟悉雷擊、靜電有關知識，認清其產生原因，采取有效措施，切實做好防雷擊、防靜電工作，消除火災和爆炸的各種因素，使石化生產裝置長周期平穩地運行。

作者單位：南京揚子石油化工設計工程有限責任公司

參考文獻：

[1]石油庫設計規范（GB50074-2002）

[2]石油與石油設施雷電安全規范（GB15599-2009）

[3]石油化工企業設計防火規范（GB50160－2008）

[4]石油化工裝置防雷設計規范（GB50650－2011）