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油气站场建设中的防雷接地技术应用探讨

日期:2022-03-16    来源:兆阳谈安全

国际石油网

2022
03/16
10:02
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关键词: 油气站场 油气站场防雷接地技术 石油储存

油气站场的建设具有较高的系统性,针对石油的存储来 讲,会涉及到许多大体积容器的应用,雷雨气候发生时,此 类建筑受雷电影响较为显著,受到雷击的可能性也相对较 高。所以,积极探寻和创新出多种有效的防雷接地保护技术手段,针对油气站场开展有效的防雷保护,降低雷电灾害 对其造成的不良影响至关重要。

1 雷电灾害对油气站场的不良影响分析

雷电是日常生活中出现频率较高的天气,这种天气出 现时,通常会出现雷鸣或者闪电等现象,针对石油库来讲, 雷电可对其造成的不良影响有:电磁脉冲以及直击雷等。

1.1 电磁脉冲雷电脉冲具体指,雷电和金属制电缆或者管道等发生感应,于放电时,和周边其他通道之间出现强磁场,致使磁 场范围内的金属导体产生雷电脉冲的情况。产生电流在石 油输送管道内流动,将对线路造成较大的破坏,并会导致 传输信号弱化,相关金属部件产生火花等问题,存在较大 的安全隐患。

1.2 直击雷

此类现象会形成电效应,使得石油库中设置的各类机 械装置产生热效应问题,对此类装置的正常运行和性能发 挥均存在不良影响。倘若石油库受到雷击影响后,会使得 石油库中的相关建筑遭到程度不一的不良影响,严重的情 况下,会对相关工作人员及周边居民的生命及财产安全造 成损害。

2 具体应用

2.1 工程概述

以某大型油库为例,此建筑具体包括三个区域,即石油储存、库前区以及负责开展辅助生产的区域。其中,库前 区主要发挥生活、办公等相关功能,建设建筑物较多,消防员和武警等长期驻守;石油储存区中设置了多个容量为10000 立方米的储油罐,以四罐为一组,形成一个罐区,建 设了八个罐区,且在每个罐区的周边区域均设置了高度约 为 2.5 米的防火堤,以起到有效保护油罐的作用;负责开展辅助生产的区域中,设置了各类附属性生产设备及设施。

2.2 应用要求

分析石油的集中性存储和流动性运输均可能导致静电的 产生,这种情况下,受相应因素影响,例如雷电因素,便会 引发爆炸或者石油自燃等事故产生。对石油库的建设主要 涉及到三个区域,包括石油的输入、存储及输出区域,各区 域之间主要是依靠电缆和进行石油运输的管道进行连接的。根据有关规范内容,石油库属于Ⅰ类防爆保护区域,对于相关静电预防、施工及防雷接地等具有严格要求。同时,具体开展相关施工操作时,还需要对输油管道 的封闭性加以重点关注。防雷接地工程验收环节,应进行 高质量的 1.5 倍压力试验。石油库建设过程中,应根据所设 计规范要求开展各环节防腐操作,将输油管道埋设于地下 约 1.5m 的位置处,再利用沙子填埋紧实,有助于避免电流 泄漏、线路过载等问题产生,此外,应注重对所涉及各类用电设备的种类、型号,以及使用的安装工艺、要求等进行充 分考量和严格把控。

2.3 技术要点分析

(1)报警系统

针对石油库相关的各建筑来讲,应设置独立的烟雾感 应及相关的报警装置,同时,也需要保证石油库内的控制中心能够和报警系统实现良好连接,保证中央控制中心能 够开展高质量的信息处理及控制操作。就一些存在可燃性 质的气体来讲,倘若其浓度达到 25%,并伴有烟雾产生,报 警设备应开展主动化的报警操作。针对石油库内较为宽广 位置中高度较大的区域,应进行报警设备和高音喇叭的安装操作。保证基于雷电影响出现火灾时,有关人员可在第 一时间进行灾情告警操作,及时对灾害进行有效处理,大 幅降低甚至消除其造成的不良影响。

(2)接地系统

为了保证电流可以良好的流入地下,在顶端非金属制 造的建筑物上都需要进行避雷带的设计,将设置于柱内的钢筋和地基钢筋相互连接,利用焊接设备,和规格为 4×40mm 表面镀锌的扁钢,以及建筑周围接地极中,规格为50×5mm 表面镀锌的角钢加以连接。对于设有金属制顶端,以及边壁厚度超过或者正好为 4mm 的储罐来讲,不宜进 行避雷带的设置操作,会增加雷电灾害出现可能性。具体 建设过程中,应针对基础钢筋和柱内钢筋开展通长焊接操作,并应在焊点位置处,利用沥青涂匀,有助于提升相应区 域腐蚀预防能力。 还需要重视在距地表 0.5m 处的位置安装接地测试 点,针对个别独立建筑涉及的各种设备和设施而言,接地 电阻相关标准存在较大差异性,例如,计量棚和储油罐的 接地电阻分别为 10Ω、1Ω。在个别独立建筑设置接地网满 足相关设计标准的条件下,所有的接地网需要采取并联的 方式进行连接,并保证各接地电阻的总值不超过 0.4Ω。只 有在确保具有资质的检测机构进行验收,并宣布符合标准 以后,才可以将所检测设备正式应用于工程施工中。 为了达到对雷电感应,以及电磁脉冲和进行有效预防 和保护的目的,针对电压相对较低的入户位置,需要在主 配电柜内部设置 SPD,基于 SPD 实效性的发挥,可促使电 压保护水平符合所规定标准。对工程施工过程中涉及到的 每个设备,在进行金属保护装置或者金属外壳等,存在金 属结构或者材料等设施的设置操作时,均需要确保其能够 和 PE 端子进行有效的连接。此外,需要安装Ⅱ级漏电保护设备,所涉及动力系统均应为 TN-S 制,发挥单相照明作用 的电路,应利用三线制,同时,应重视各类线路的混淆问 题,例如不能利用 PE 接地线代替零线,并切记勿对两者进 行混合应用[3]。PE 线应安装双色芯线。应采取穿管的方式,针对电缆 和电线开展相应的敷设操作,注重在配电设备内,包括配 电箱等,安装 2 个接线柱,一个发挥零线作用,另一个发挥 接地端子作用。存在爆炸预防保护功能的电动机,需要利 用质量较轻且具有防爆功能的软管,将其和地上位置进行连接的线路保护起来。结束电缆井相关施工以后,切记利 用沙土对其开展填埋操作,有助于降低雷电灾害发生几 率。

(3)防静电系统

针对石油库中的石油存储设备,例如储油罐等,应注 重安装独立的静电检测设备,通常来讲,可于存储设备表 现安装几条软铜线,以发挥静电引下线作用,长度为 16mm左右较为适宜,并确保其能够和接电线良好的连接在一 起。针对石油运输管道的分支及首端位置,应注重进行合 理的接地设置操作,重视雷电感应及静电预防保护设备的 安装。针对管道进行的法兰连接,通常需要安装 5 个左右的螺栓,并需要通过软铜线对其开展跨区域连接。具体建 设过程中,应重视充分发挥阳极防腐法的实效性,于管道 表面,以 30m 为单位,开展多个牺牲阳极保护点的安装操 作。同时,需要在各保护点处进行接地坑的建设,通常来 讲,确保此类设施的直径处于 2m 上下最为适宜,并应搭配 一个独立的接地极,将接地电阻控制在 10Ω 或者 10Ω 以 下。另外,以 100m 为单位,每隔一个单位需要进阴极保护 点设置操作,相应的平衡极线和管道间距离约 10m 的位 置,也需要设置一个。利用焊接法,将平衡线和管道加以连 接,确保铜芯间界限横截面为 16mm 左右。针对发挥油罐装车和卸车作用的区域,也应提起较高关注,并开展高质 量的静电预防设备保护设备安装操作。需要在跨区域界限 的监控区域内安装接地静电检测设备,在控制中心安装存 在静电预防功能的底板,有助于更好的发挥相关各环节工作的实效性,从根本上彻底消除由于静电影响出现相关事 故的可能性。

2.4 后期运行维护

具体开展各环节运行维护操作的过程中,应重视基于设备及管理体系的维护两个方面入手,针对石油库建设区 域中,受雷电灾害影响较为严重的罐区,进行清晰、明确的 静电防护及防雷接地要求及标准制定工作:第一,应委派专门的人员开展接地系统运维工作。第 二,对于库前区以及负责发挥辅助生产作用的区域来讲, 针对表面镀锌螺栓及个别接地连接部位锈蚀等问题,应尽 可能的通过防腐处理,利用不会受锈蚀问题困扰材质的螺 栓开展固定操作,再经由测试的方式,确保电气的连接有 效。第三,针对雷雨气候较多的季节,需要以月度为单位,每隔一个单位时间,开展一次金属罐区检查操作,并重点针对罐区内的各种附属设备、扶梯、顶端等开展有效检查, 明确各相关设备的电气连接状况,实施工频接地电阻测试,保证连接接地系统的位置处没有出现腐蚀的问题,且需要注重在发现问题的第一时间,采取有效的解决和处理 措施。

经由上述分析可以得知,石油库自身便存在较高的爆 炸、自然风险,对其开展可靠的防雷接地操作十分重要。基 于此,在实际开展相关建设操作的过程中,理应通过有效 建设防静电、接地系统等的方式,达到有效防雷、防静电的 目的,有助于确保设备设施及人员安全。

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