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石油化工码头防雷防静电装置改进方案

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  摘  要:石油化工码头及其仓储设施防雷防静电装置一直作为安全监管的重点,加强防雷防静电装置的维护保养,提高防雷防静电能力,防止和减少雷静电灾害事故的发生,最大限度地消除雷击事故隐患,保障港口设施安全可靠和高效运行极其重要。文章结合工作实际,通过对防雷防静电装置案例分析,排查防雷防静电设施的缺陷,探讨并改进防雷防静电装置防护措施。
  关键词:石油化工码头;防雷防静电装置;改进
  中图分类号:TM866        文献标志码:A         文章编号:2095-2945(2019)16-0127-03
  Abstract: The lightning and static protection devices of petrochemical wharves and their storage facilities have always been the focus of safety supervision, strengthening the maintenance of lightning and static protection devices, improving the ability of lightning protection and static electricity protection, and preventing and reducing the occurrence of lightning and static electricity disasters. It is extremely important to eliminate the hidden dangers of lightning accidents to the maximum extent and to ensure the safe, reliable and efficient operation of port facilities. In this paper, combined with the working practice, through the case analysis of lightning and static protection devices, the defects of lightning protection and static protection facilities are investigated, and the protective measures of lightning protection and static protection devices are discussed and improved.
  Keywords: petrochemical wharf; lightning protection and static electricity protection device; improvement
  1 基本防雷技術措施
  1.1 接地
  就是让雷电电流顺利地流入大地,有效泄放雷电能量,降低瞬间的电压幅值。接地是所有防雷措施的基础,接地电阻越小,过电压值越低,防雷效果越好。
  1.2 均衡
  就是等电位接地,使系统所在环境及系统本身所有金属导电体的电位在雷电波瞬间入侵时保持基本相等,不产生足以致损的电位差。等电位连接关键是地网的规范连接。
  1.3 屏蔽
  就是用金属网、箔、壳、管等导体把需要保护的对象包围起来,阻隔闪电的脉冲电磁场从空间入侵的通道。屏蔽是防止雷电电磁脉冲辐射对电子设备影响的最有效方法,关键是线材的屏蔽选择。
  1.4 分流
  就是在一切从室外来的导线(包括电力电源线、电话线、信号线、天线的馈线等)与接地线之间并联一种适当的避雷器,当直接雷或感应雷在线路上产生的过电压波沿着这些导线进入室内或设备时,避雷器的电阻突然降到低值,近于短路状态,将闪电电流分流入地。
  分流是防护各种电气电子设备的关键措施。雷电流在分流之后,仍会有少部分沿导线进入设备,故在导线进入机壳前应进行多级分流。
  2 输油管道
  2.1 问题描述
  易燃易爆液体化工传输管道,分布码头道路两侧,并行、爬高、拐弯等长千米。管线粗细不等,内岩棉保温外镀锌铁皮保护层,管架为水泥和钢混用基础。管廊上架设通长桥架,强弱电分层敷设与管道并驱,沿线配压力表、流量计等控压、控流和控温设备设施。
  2.2 现状分析
  管廊上下起伏、纵横交错,管道保持一定流速和温度,传输产生静电、集聚电荷,及附近江边地貌温压湿等变化,综合环境电磁场、高压静电场客观存在。
  现场有数处扁钢接地点,原接地装置勘测基本符合规范,但多处锈蚀可靠性较差。大部分管道本体接地电阻值符合要求,管道保护层接地电阻为无穷大,各个管道间阻值不等。电缆桥架与管道间阻值不等。长距离没有接地装置,且无专门共用接地。
  2.3 改进措施
  2.3.1 增设接地点:长管线无分支每隔100m静电接地,管线起伏架高、拐弯分支处接地,管道及金属护套接地,管线阀门、增压处系统接地,电缆槽及5m范围内的金属体共用接地。
  2.3.2 接地物、接地点除锈及现场清理:主要将管道接地部位进行除锈清洁处理和现场环境的清理,以利于接地系统各环节的连接操作。
  2.3.3 制作与加工端子板、接地极及接地标识牌(图1)。
  2.3.4 增设管道本体跨接线40×4热镀锌扁钢横向焊接(图2)。   2.3.5 增设管道外金属保护层横向单芯多股護套铜线4mm2铆接(图3)。
  2.3.6 增设接地母线和主接地母线,把并行多管间跨接线、法兰跨接线、分支连接线以及拐弯处接地的所有连接线根据连接线的距离分别接入接地母线,汇入主接地母线,引入接地干线,再连接到接地极。使用“M”式连接(图4),使每个接地点的复杂接地连接合理规范,利于静电及各种杂散电流迅速入地。
  2.3.7 接地干线用热镀锌扁钢或等截面积的热镀锌圆钢,连接点焊接和拴接均可。
  2.3.8 共用接地:在每个接地点设置1个接入大地的
  接地极(接地体)。深挖70cm以上坑垂直埋设2500mm的50×50×5的热镀锌角钢。入地接地体尽可能设在江侧低阻土壤。接地节点的连接方法:铆接、螺栓、焊接、抱箍等,在每个接地点增设接地标识牌。共用接地点其冲击接地电阻不得大于10Ω。
  2.4 难点探讨
  非新建输油管线修复和加固须在一定条件下才能焊接施工。每个接地点引下1根接地干线,管线本体接地阻值符合要求,新增主接地母线替代接地母线直接焊接座拖横梁。采用热镀锌钢材,施工注意动火作业防范措施,焊接、铆接均牢靠,节点满焊,防锈防腐处理。
  3 控制机房
  3.1 问题描述
  机房概况:楼高9米,长18米,宽7米。南侧与金属管线高架连接,搭建钢结构房,西侧距储罐10米,且高楼4米左右。靠墙还有一棵高于楼房的树。户外有传统防直接雷保护装置,1根引下线和主接地。工频接地电阻为1.5Ω。
  供电系统概况:配电房直供单相220V入机房1#分配电箱,多路输出至PLC柜和楼外油罐现场仪表等设备。两个整流器分别输出多路+24V供工控设备,机房照明、空调、二楼部分用电等从机房2#三相分配电箱输出。
  3.2 现状分析
  周围建筑物高,无等电位连接,机房不在他们的保护范围,易遭直接雷和感应雷的双重袭击。外防雷装置基本符合规范,有一定的导走部分雷电流效果。但引下线少,地上无断接卡,连接处接触面太小,与楼内外接地系统不共用。施工不规范,效果难以保证其稳定性。
  机房交直流供电系统布线较乱,PLC柜、整流器等负载的金属外壳均无防雷装置和保护接地保护。用数字万用表200电阻档对地测量均通,约有零点几欧,断开供电线路后再测量,结果是无穷大,属假象接地。进出信号在设备端口及网络通信均未安装SPD防雷保护。机房内防静电板未接地。
  以上问题,使机房内各处电位不等,造成防干扰能力差,从而使设备工作不稳定,更经不起强大雷电的袭击。通过电源线路被感应的瞬间雷电无释放回路,在机房内的各种线路端口形成高电位和反极电压,对附近的低电位和金属物放电造成值班人员看到雷电火光。
  3.3 改进措施
  3.3.1 增加一根引下线,以加速分流雷电流。加大各种连接处的接触面,并做防锈处理。楼主接地、南侧钢架房共用接地、机房接地端子板、楼附近内外走线槽(架)及金属管道联合接地或力求建立有效的等电位接地系统。
  3.3.2 规范分配电箱接线,在所有分配电箱的电源入端加装三相、单相防雷器,24V直流防雷器,换防雷插座。设置接地端子板,就近接入等电位系统。
  3.3.3 建立机房等电位均压环,整理静电板,使每块静电板都良好接地。
  3.3.4 PLC柜的进出信号在设备端口安装SPD信号防雷器,以阻断和释放雷电流入地。将PLC柜内设备及柜体接地保护按S型和M型组合接地式,建立端子板,通过端子板与等电位系统连接。
  3.3.5 网络通信服务器和信号端口串接防雷器,并将接地保护并入等电位和共用接地系统。
  3.3.6 附近建筑物离楼5米外管线高架处增加一处接地。
  4 结束语
  石油化工码头及其仓储设施防雷防静电装置涉及面广,有储罐泵房、码头趸船,污染源自动监测站房、变电所等具体设施,也有输油臂、固定吊、高杆灯等具体设备。
  防雷防静电装置现场检查常见问题:双面焊接不规范,接地干线搭接长度不够扁钢宽度的两倍。机泵、过滤器的外壳部分没有全部静电接地,镀锌螺栓不是不锈钢M10。工艺新增加自控装置电动阀、流量计、传感器不在防雷保护范围内。历史遗留或不符合规范标准的现行状况均需重视并采取有效措施改进。化工锈蚀严重,有的整改难度大,储罐接地干线根部断裂,非大修才能整改。有的需探讨,电力线路安装各种保护间隙避雷器,只能把线对地的电压限制到小于6000V,而线对线无法控制。本文举例的两起防雷装置改进措施后未发生不良影响。
  石油化工码头及其仓储设施防雷防静电装置,一方面提前“防”范,从个人穿戴防静电劳保用品做起,学习规范,定期检测,强化防静电操作,另一方面发现问题,多去现场勘查,了解生产流程和产品性能,查找设计资料论证,探讨安全适用的防雷方案,委托有资质单位早实施“放”的改进措施。防雷防静电工作任重道远。
  参考文献:
  [1]顾宁.加油(气)站防雷防静电装置检测[J].科技创新与应用,2014(31):282.
  [2]孟凡超.石油化工装置防雷设计[J].科技创新与应用,2018(12):92-93.
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