某儲油罐維修中的防雷防靜電接地設計

摘 要:了解儲油罐維修中的防雷防靜電設計，探討儲油罐的防雷防靜電的原理及做法。

關鍵詞:儲油罐 防雷 防靜電 接地

中圖分類號:TE88文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(a)-0033-01

某原油穩定站有已建1#5000m3儲油罐、2#10000m3儲油罐檢修后已運行十年，原有接地裝置的接地線連接處局部已經開裂，并且接地極腐蝕嚴重，原罐頂裝有避雷針保護。現對其重新做防雷防靜電接地設計。

1 防雷設計

1.1 雷電的種類及危害

雷電破壞形式通常有三種。直擊雷破壞、感應雷破壞和雷電波侵入的破壞。直接雷擊是指雷云與地面上較高物體之間的直接放電，直接雷擊的熱效應和機械效應會使地面物體燒焦和破壞。感應雷擊是由于雷云的靜電感應或放電時的電磁感應作用，使地面金屬物體上聚集大量電荷，從而引起嚴重后果。它對建筑物不起直接破壞作用，但對油罐、油氣聚集的場所有引燃引爆危險。故感應雷擊又稱間接雷擊或雷電二次作用。雷電波侵入的破壞是當雷擊室外架空線路或金屬管道時，產生很高的沖擊電壓，并沿線路或管道迅速傳入室內，從而引起室內易燃物品的燃燒或爆炸。這種事故多發生在線路和管道沒有良好避雷措施的情況下。

雷擊災害的破壞巨大，尤其對于儲油罐等易燃易爆場所，造成的惡性事故，連鎖破壞巨大，因此做好儲油罐防雷是非常重要的。

1.2 儲油罐的防雷設計

(1)根據《石油天然氣工程設計防火規范》GB50183-2004規定，固定頂儲罐的壁厚大于或等于4mm且裝有阻火器，不應裝設避雷針，但必須設防雷接地。1#、2#儲油罐的這兩個條件能滿足，故拆除原罐頂避雷針，重新作接地裝置。

(2)1#、2#鋼儲罐作環型防雷接地，引下接地點沿罐周均勻或對稱布置，利用1#罐原3個引下接地點，2#罐原4個引下接地點，其間距不大于30m。每個引下接地點設專用接地連接板，與罐底部以前預留焊接的200×200×6(mm)鋼板相焊接。環形接地裝置距罐壁的距離應大于等于3m，每一接地點的沖擊接地電阻不大于10Ω。

(3)油罐上安裝的火災自動報警器、高低液位報警器等信息系統傳輸電纜采用鎧裝屏蔽電纜，其金屬外殼應與油罐做可靠的電氣連接。

總之，雷擊是造成石油儲罐火災爆炸的重要原因，石油儲存企業必須將預防雷電災害作為安全管理的重要內容，加強石油儲罐防雷措施。石油儲罐安裝設計的雷電災害防護裝置，應當符合國務院氣象主管機構規定的使用要求。

2 防靜電設計

2.1 靜電的產生和危害

靜電的產生:呈電中性的兩種不同物質，都可通過相互摩擦或緊密接觸后迅速剝離時，由于他們對電子的吸引力不同，就會發生電子轉移。如果該物體與大地絕緣則電荷無法泄露，停留在物體的內部或表面呈相對靜止狀態，這種電荷即稱靜電[1]。

油品產生靜電有幾種形式:流動帶電、噴射帶電、沖擊帶電、沉降帶電。油庫在儲存和運輸油品過程中，不可避免地發生各類流動的內部摩擦以及油品與管道、容器和相互摩擦，摩擦產生的靜電如不及時泄放，就可能聚集起來達到很高的電位。靜電的力學現象和放電現象會引發災害。在油品的儲運過程中，靜電造成的危害性事故主要是爆炸和火災。

靜電作為火源引起火災和爆炸的必要和充分條件是:

(1)有產生靜電的來源，并得以積聚。(2)能引起火花放電，并能達到點燃的能量。(3)靜電火花周圍有爆炸性混合氣體存在。

2.2 防靜電設計

在油品儲運過程中，防止靜電事故的安全措施除了在日常生產管理上嚴格控制，在設計中應該做到的是:做好接地和跨接。靜電接地和跨接是為了導走或消除導電體上的靜電，是消除靜電危害的最有效措施。根據《石油庫設計規范》(GB50074-2002)和《石油化工企業設計防火規范》(GB50183-2004)的規定，防靜電接地裝置的接地電阻不宜大于100歐。鋼油罐應采取防靜電措施，其防雷接地裝置可兼作防靜電接地裝置。

儲罐內各金屬構件必須與罐體等電位連接并接地，否則金屬浮體等很容易形成孤立導體。當帶有靜電荷的油品注入儲罐時，它將聚集電荷，對地形成電位，在一定的條件下，極易發生火花放電而導致危害。在罐頂取樣操作平臺上，操作口的兩側應各設一組接地端子，為取樣繩索、檢尺等工具接地用，接地端子應避開氣體排放口，在取樣器端也可使用焊接[2]。

為消除人體靜電，在扶梯進口處用人體觸摸接地的方式進行人體放電是必須的。可以在罐前設置觸摸式靜電消除裝置，或利用一段已做好接地的扶梯(約1m長)，采用不銹鋼，供人體放電用。

管線進入工藝裝置區按防雷設計要求均有接地，已滿足靜電接地要求。戶外管線的靜電接地一般要單獨設計，要引起重視以免漏項。在管線的始末端、分支處、直管段一般80～100m的間隔處，應設置防靜電接地。平行管道凈距小于100mm時，應每隔20m加跨接線。當管道交叉凈距小于100mm時，應加跨接線[3]。直埋地下管線與土壤接觸足以達到靜電接地電阻值的要求。

此外，還有非導體管段上的金屬件必須接地，尤其中間的金屬接頭不要遺忘，以防造成靜電積聚，比如說軟管上金屬金具的接地。

3 接地設計

無論是防雷設計還是防靜電設計，都需要做好接地。應遵循國家標準GB50169-2006《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》。

接地連接的支干線與接地體等處，應采用焊接法或用螺栓緊固法相連接。埋地部分均用焊接。如采用搭接焊，其搭接長度必須是扁鋼寬度的2倍或圓鋼直徑的6倍，如用螺拴緊固連接時，其金屬接觸面應去銹、除油污，加防松螺帽或防松墊片，倘被連接的兩端為不同材質時，則應按電化學序列選用電化腐蝕墊片，以防止接觸面受到腐蝕。接地極結構要便于在使用中測試其接地電阻，以保證良好的接地。

4 結語

從儲油罐安全運行的角度看，油罐維修中的防雷接地改造和防靜電設計是非常重要的。

《中華人民共和國氣象法》第三十一條規定:防雷裝置設計審核和竣工驗收由縣以上地方氣象主管機構實施。《防雷減災管理辦法》(中國氣象局令第8號)規定:防雷裝置實行定期檢測制度，對爆炸危險環境場所的防雷裝置應當每半年檢測一次。由具有防雷檢測資質的單位對防雷裝置檢測后，應當出具檢測報告。

在使用過程中，應注意對防雷、防靜電設施的保護。接地裝置的老化、銹蝕，或外力對地上接地線、連接端的損壞，都會影響防護可靠性，定期檢測接地電阻值。若有損壞及時修復，確保安全可靠。

參考文獻

[1]宋生奎，張永國，齊永生.石油儲運行業須慎防靜電危害.石油知識，2007(5):36-37.

[2]胡乃科，曹青山.油品儲運中的防靜電措施.油氣儲運，2001，20(2):53-54.

[3]石油化工靜電接地設計規范.SH 3097-2000.