石油化工裝置防雷設(shè)計(jì)

孟凡超

摘 要：石油化工裝置是石油化工企業(yè)重要的生產(chǎn)裝置，其規(guī)模較大，放置于室外，其坐落的區(qū)域一直彌漫著可燃性爆炸氣體，是極其危險(xiǎn)的易燃、易爆場所。石油化工裝置由眾多的塔、罐、容器等金屬材質(zhì)組成，并且隨著企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展，電子信息系統(tǒng)以及相應(yīng)的電子儀器儀表廣泛分布在石油化工裝置上，從而極大的增加了雷擊的潛在危險(xiǎn)。為此，文章首先就石油化工裝置的防雷設(shè)計(jì)必要性以及防雷分類進(jìn)行闡述，然后分別從石油化工的建筑物、戶外裝置、變電所以及原油鋼儲(chǔ)罐的放電進(jìn)行研究，并詳細(xì)說明了防雷設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：石油化工裝置；防雷設(shè)計(jì)；接地裝置；雷擊災(zāi)害

中圖分類號(hào)：TQ086.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）12-0092-02

Abstract： Petrochemical plant is an important production unit in petrochemical enterprises， its scale is large， placed in the outdoor， its area has been filled with flammable explosive gas， is an extremely dangerous flammable， explosive site. Petrochemical plant is composed of many metal materials such as tower， tank， container and so on. With the development of production automation， electronic information system and corresponding electronic instruments are widely distributed in petrochemical plant. This greatly increases the potential danger of lightning strikes. Therefore， the necessity of lightning protection design and the classification of lightning protection for petrochemical plants are described in this paper， and then the discharge of petrochemical buildings， outdoor installations， substations and crude oil steel storage tanks is studied respectively， and the precautions in lightning protection design are described in detail.

Keywords： petrochemical equipment； thunder protection design； grounding device； lightning strike disaster

《石油化工裝置防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50650-2011）的頒布為我國石油化工裝置的防雷設(shè)計(jì)的發(fā)展提供了有力支持，不僅提供了相應(yīng)的參考標(biāo)準(zhǔn)以及審查依據(jù)，同時(shí)還就防雷設(shè)計(jì)中不明確之處提出了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，從而有效的提升了石油化工防雷保護(hù)措施的有效性、針對(duì)性以及實(shí)用性。

1 石油化工裝置防雷設(shè)計(jì)的必要性

雷電的產(chǎn)生原因主要為云層的運(yùn)動(dòng)，由于不同云層所帶電荷的不同，或者云層與大地之間的電勢差超過一定限度，都會(huì)產(chǎn)生放電，是一種較為常見的自然現(xiàn)象，同時(shí)也是自然災(zāi)害中最為嚴(yán)重的一種。雷擊不僅會(huì)嚴(yán)重破壞器械設(shè)備，同時(shí)還嚴(yán)重威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，是世界十大自然災(zāi)害之一。雷擊災(zāi)害大致可以分為以下幾種：直擊雷、感應(yīng)雷、雷電反擊、雷電波侵入以及雷擊電磁脈沖。石油化工裝置所存在的場所是易燃易爆炸的危險(xiǎn)場所，并由大量的塔、罐、容器以及管線等金屬材質(zhì)構(gòu)成，并裸露于室外，因此極易遭受雷擊災(zāi)害。不同的石油化工裝置所遭受的雷擊影響不同，進(jìn)行雷電防護(hù)時(shí)需要針對(duì)裝置的不同特點(diǎn)而設(shè)防，只有如此才能提高雷電防護(hù)措施和裝置的有效性，才能有效的保證石油化工企業(yè)的正常生產(chǎn)，為此，本文便深入探究石油化工不同區(qū)域防雷設(shè)計(jì)的注意要點(diǎn)。

2 石油化工裝置區(qū)防雷的分類

按照相關(guān)石油化工裝置防雷區(qū)分類標(biāo)準(zhǔn)，按照爆炸的危險(xiǎn)程度可以分為第一類防雷區(qū)域、第二類防雷區(qū)域以及第三類防雷區(qū)域。原則上0區(qū)、1區(qū)以及10區(qū)環(huán)境屬于第一類防雷區(qū)域，2區(qū)和11區(qū)環(huán)境則屬于第二類防雷區(qū)域，其他則屬于第三類防雷區(qū)域。但按照上述分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)際的爆炸危險(xiǎn)程度分類時(shí)，還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)要素：石油化工裝置的特性、雷擊可能性以及雷擊所造成的后果。例如水泵房屬于1區(qū)環(huán)境，是易爆炸的第一類防雷區(qū)域，但放置在高塔附近的水泵房所遭受雷擊的可能性大大減小，因此通常被劃分為第二類防雷區(qū)域。輸送原料的泵房在設(shè)置有效的通風(fēng)設(shè)施后一般劃歸類于2區(qū)環(huán)境，但由于其遭受雷擊后的后果會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，并危機(jī)工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此該類型泵房被劃分為第一類防雷區(qū)域。

3 石油化工裝置中的建筑物防雷

根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057）的相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn)，在針對(duì)石油化工裝置的建筑物進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮的防雷建筑有泵房、成品庫、擠壓造料廠房以及綜合樓等建筑物，在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格按照相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn)。

在針對(duì)石油化工裝置區(qū)進(jìn)行防雷分類后，需要分別針對(duì)三種不同區(qū)域的雷擊災(zāi)害類型進(jìn)行相應(yīng)的防雷設(shè)計(jì)。第一類防雷區(qū)域需要針對(duì)的雷擊災(zāi)害類型有直擊雷、感應(yīng)雷以及雷電波侵入，第二類防雷區(qū)域需要針對(duì)的雷擊災(zāi)害類型有直擊雷、感應(yīng)雷、雷電波侵入及高壓電反擊，第三類防雷區(qū)域需要針對(duì)的雷擊災(zāi)害類型有直擊雷、雷電波侵入、高電壓反擊。另外，在裝有電子信息設(shè)備以及自動(dòng)控制器械的建筑物都要針對(duì)雷擊電磁脈沖災(zāi)害進(jìn)行防護(hù)。相關(guān)的防護(hù)措施與標(biāo)準(zhǔn)在《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057）中都有著詳細(xì)的闡述，在此筆者就不進(jìn)行過多的介紹。

4 石油化工戶外裝置的防雷

在《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057）中便對(duì)石油化工戶外裝置的防雷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有著相應(yīng)的闡述，但存在著一定的缺失，如天線塔、油罐等化工戶外裝置的防雷設(shè)計(jì)便不能按在該項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行。

在《石油化工企業(yè)生產(chǎn)裝置電力設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》（SH3038）中，著重的對(duì)石油化工戶外裝置的防雷設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。是石油化工裝置的戶外裝置有機(jī)泵、儲(chǔ)罐、換熱器、料倉、塔等等，這些機(jī)械設(shè)備一般才有管線來連接，在這些設(shè)備中，最易遭受雷擊災(zāi)害的有高塔、料倉、高層構(gòu)架以及高層設(shè)備，為了避免這些裝置設(shè)備遭受雷擊，需要進(jìn)行以下幾個(gè)方面的具體操作：首先是針對(duì)高塔、儲(chǔ)罐、換熱器以及料倉這類由金屬材質(zhì)構(gòu)成的裝置，進(jìn)行接地處理，接地點(diǎn)數(shù)量要大于兩處，且兩接地點(diǎn)之間的間隔不能超過30m，超過距離限制則需要增加接地點(diǎn)的數(shù)量，另外沖擊接地電阻也不能超過3012，只有如此才能保證這些戶外裝置與接地裝置形成一個(gè)有效的防雷裝置；其次便是放散管，這類排放易燃易爆炸氣體的裝置，一旦遭受雷擊便會(huì)造成嚴(yán)重的后果，因此將阻火器安裝到放散管上，然后將放散管與接地裝置進(jìn)行相連，便能有效的降低遭受雷擊的幾率，及時(shí)遭受雷擊，阻火器的存在也能迅速控制火焰的發(fā)生，從而將雷擊災(zāi)害控制到最低，如果不能裝阻火器，則需要安裝避雷針或避雷網(wǎng)充當(dāng)接閃器；戶外裝置與建筑物之間的連接是靠許多的管道與管線，為了防止管道、管線傳導(dǎo)雷電波，因此管道與管線需要進(jìn)行接地處理。

5 石油化工裝置變電所的防雷

石油化工裝置的運(yùn)行離不開電力裝置，而變電所作為電力裝置的重要組成，需要進(jìn)行相應(yīng)的雷電防護(hù)。電力裝置產(chǎn)生過電壓的原因由很多種，雷電原因便是其中之一，過電壓會(huì)對(duì)變電所產(chǎn)生巨大影響，因此針對(duì)電力裝置與變電所進(jìn)行統(tǒng)一的防雷設(shè)計(jì)是有必要的。另外，隨著越來越多的電子信息設(shè)備被應(yīng)用于電力裝置中，因此在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)的過程中，要額外注意雷擊電磁脈沖的防護(hù)。

6 石油化工原油鋼儲(chǔ)罐的防雷

原油鋼儲(chǔ)罐作為易燃易爆原油的儲(chǔ)罐，這類危險(xiǎn)裝置的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格遵守國家頒布《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50074）中的要求與標(biāo)準(zhǔn)。這類大型儲(chǔ)罐不能安裝避雷針與避雷網(wǎng)，同時(shí)也不能在附近建造高塔。應(yīng)采用鍍錫軟銅復(fù)絞線連接儲(chǔ)罐中各個(gè)金屬部件形成電氣連接，然后在通過罐壁接地處理來完成相應(yīng)的防雷設(shè)計(jì)，主義事項(xiàng)有鍍錫軟銅復(fù)絞線的直徑規(guī)格要大于16mm2，罐壁接地點(diǎn)要均勻分布，且間距不能超過18m，接地電阻也不能超過20。只有如此才能有效的減小原油鋼儲(chǔ)罐遭受雷擊的概率。

7 石油化工裝置防雷設(shè)計(jì)圖紙審查要點(diǎn)

7.1石油化工裝置防雷設(shè)計(jì)圖紙審查的依據(jù)

（1）《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50057-2010；（2）《石油化工裝置防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50650-2011；（3）《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB 50343-2012；（4）《防雷裝置設(shè)計(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)規(guī)范》QX/T 106-2009。

7.2 石油化工裝置防雷設(shè)計(jì)圖紙審查的內(nèi)容

要想做好石油化工裝置的防雷設(shè)計(jì)，需要形成一個(gè)系統(tǒng)，按照相應(yīng)系統(tǒng)論的方式，來審查石油化工裝置防雷設(shè)計(jì)圖紙。

（1）設(shè)計(jì)審查所需的圖紙。石油化工企業(yè)在針對(duì)石油化工裝置的防雷設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行審查，需要就承建方提供的以下設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行詳細(xì)的審查：總平面圖，包含所有石油化工裝置圖，如泵房、塔區(qū)、容器區(qū)、罐區(qū)、料倉、管架、冷卻塔、機(jī)械設(shè)備區(qū)等等；電氣設(shè)計(jì)說明，如配電干線圖、基礎(chǔ)接地平面圖、屋頂防雷平面圖等電位兩節(jié)施工圖。（2）石油化工裝置的防雷分類審查。在針對(duì)防雷分類審查時(shí)，需要參考《石油化工裝置防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50650-2011中的相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)裝置場所混合氣體的成分、環(huán)境狀況以及氣體消散條件等因素來進(jìn)行劃分，分別為廠區(qū)房屋類以及戶外裝置區(qū)類。

8 結(jié)束語

防雷裝置大致由以下三個(gè)部分組成，分別為接閃器、引下線以及接地裝置，只有三者結(jié)合、共同作用，形成一個(gè)完整的系統(tǒng)，才能有效的防止雷電災(zāi)害的發(fā)生。在防雷裝置進(jìn)行實(shí)際安裝的過程中，接閃器與引下線可以通過石油化工裝置來代替，但需要保證接地裝置與石油化工裝置之間的良好電氣通路。

石油化工裝置的接地，是通過一個(gè)個(gè)接地形成的接地網(wǎng)來完成的，如工作接地、防雷接地等等，只有如此才能最大程度的保證安全生產(chǎn)。另外，上文提到的原油鋼儲(chǔ)罐防雷措施并不能有效的保證原油鋼儲(chǔ)罐能完全避免雷擊災(zāi)害，而一旦原油鋼儲(chǔ)罐遭受雷擊，便需要依靠泡沫消防系統(tǒng)來控制災(zāi)害的蔓延，因此這道防護(hù)措施需要管理層高度重視起來。

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