石油化工装置防雷设计

设计创新

Technology Innovation and Application2018年12期

石油化工装置防雷设计

孟凡超

(中海油石化工程有限公司，山东青岛266000)

摘要：石油化工装置是石油化工企业重要的生产装置，其规模较大，放置于室外，其坐落的区域一直弥漫着可燃性爆炸气体，是 极其危险的易燃、易爆场所。石油化工装置由众多的塔、罐、容器等金属材质组成，并且随着企业生产自动化的发展，电子信息系统以及 相应的电子仪器仪表广泛分布在石油化工装置上，从而极大的增加了雷击的潜在危险。为此，文章首先就石油化工装置的防雷设计必 要性以及防雷分类进行阐述，然后分别从石油化工的建筑物、户外装置、变电所以及原油钢储罐的放电进行研究，并详细说明了防雷设 计中的注意事项。

关键词：石油化工装置；防雷设计；接地装置；雷击灾害中图分类号:TQ086.2

文献标志码：A

文章编号=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 pro - tection 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

《石油化工装置防雷设计规范（GB 50650-2011)的颁布 为我国石油化工装置的防雷设计的发展提供了有力支持，不 仅提供了相应的参考标准以及审查依据，同时还就防雷设计 中不明确之处提出了相应的标准，从而有效的提升了石油化 工防雷保护措施的有效性、针对性以及实用性。

1石油化工装置防雷设计的必要性

雷电的产生原因主要为云层的运动，由于不同云层所带 电荷的不同，或者云层与大地之间的电势差超过一定限度，都 会产生放电，是一种较为常见的自然现象，同时也是自然灾害 中最为严重的一种。雷击不仅会严重破坏器械设备，同时还严 重威胁着人们的生命财产安全，是世界十大自然灾害之一。雷 击灾害大致可以分为以下几种:直击雷、感应雷、雷电反击、雷 电波侵人以及雷击电磁脉冲。石油化工装置所存在的场所是 易燃易爆炸的危险场所，并由大量的塔、罐、容器以及管线等 金属材质构成，并裸露于室外，因此极易遭受雷击灾害。不同 的石油化工装置所遭受的雷击影响不同，进行雷电防护时需 要针对装置的不同特点而设防，只有如此才能提高雷电防护 措施和装置的有效性，才能有效的保证石油化工企业的正常 生产，为此，本文便深人探究石油化工不同区域防雷设计的注 意要点。

2石油化工装置区防雷的分类

按照相关石油化工装置防雷区分类标准，按照爆炸的危

险程度可以分为第一类防雷区域、第二类防雷区域以及第三 类防雷区域。原则上0区、1区以及10区环境属于第一类防

雷区域，2区和11区环境则属于第二类防雷区域，其他则属 于第三类防雷区域。但按照上述分类标准进行实际的爆炸危 险程度分类时，还应考虑以下几点要素：石油化工装置的特 性、雷击可能性以及雷击所造成的后果。例如水泵房属于1区 环境，是易爆炸的第一类防雷区域，但放置在高塔附近的水泵 房所遭受雷击的可能性大大减小，因此通常被划分为第二类 防雷区域。输送原料的栗房在设置有效的通风设施后一般划 归类于2区环境，但由于其遭受雷击后的后果会造成严重的 经济损失，并危机工作人员的生命财产安全，因此该类型栗房 被划分为第一类防雷区域。

3石油化工装置中的建筑物防雷根据〈健筑物防雷设计规范XGB50057)的相关要求与标 准，在针对石油化工装置的建筑物进行防雷设计时，需要考虑 的防雷建筑有栗房、成品库、挤压造料厂房以及综合楼等建筑 物，在进行防雷设计时要严格按照相关要求与标准。在针对石油化工装置区进行防雷分类后，需要分别针对 三种不同区域的雷击灾害类型进行相应的防雷设计。第一类 防雷区域需要针对的雷击灾害类型有直击雷、感应雷以及雷 电波侵人，第二类防雷区域需要针对的雷击灾害类型有直击 雷、感应雷、雷电波侵人及高压电反击，第三类防雷区域需要

作者筒介：孟凡超（1990-)，性别：男，民族：汉族，籍贯:山东省聊城市，学历：硕士研究生，职位：电气工程师，研究方向：化工电气及建筑电气设

计。

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针对的雷击灾害类型有直击雷、雷电波侵人、高电压反击。另 外，在装有电子信息设备以及自动控制器械的建筑物都要针 对雷击电磁脉冲灾害进行防护。相关的防护措施与标准在《建 筑物防雷设计规范》(GB50057)中者睹着详细的阐述，在此笔 者就不进行过多的介绍。

4石油化工户外装置的防雷

在《建筑物防雷设计规范XGB50057)中便对石油化工户 外装置的防雷设计标准有着相应的阐述，但存在着一定的缺

(1)《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010; (2)《石油化

工装置防雷设计规范》GB 50650-2011;⑶《建筑物电子信息 系统防雷技术规范》GB 50343-2012;⑷《防雷装置设计技术 评价规范》QX/T 106-2009。

7.2石油化工装置防雷设计图纸审查的内容

要想做好石油化工装置的防雷设计，需要形成一个系统， 按照相应系统论的方式，来审查石油化工装置防雷设计图纸。

(员)设计审查所需的图纸。石油化工企业在针对石油化工

失，如天线塔、油罐等化工户夕卜装置的防雷设计便不能按在该 装置的防雷设计图纸进行审查，需要就承建方提供的以下设

项谢十规范进行。在《石油化工企业生产装置电力设计技术规范》 (SH3038冲，着重的对石油化工户外装置的防雷设计进行了 详细的规定。是石油化工装置的户外装置有机泵、储罐、换热 器、料仓、塔等等，这些机械设备一般才有管线来连接，在这些 设备中，最易遭受雷击灾害的有高塔、料仓、高层构架以及高 层设备，为了避免这些装置设备遭受雷击，需要进行以下几个 方面的具体操作:首先是针对高塔、储罐、换热器以及料仓这 类由金属材质构成的装置，进行接地处理，接地点数量要大于 两处，且两接地点之间的间隔不能超过30m，超过距离限制则 需要增加接地点的数量，另外冲击接地电阻也不能超过 3012,只有如此才能保证这些户外装置与接地装置形成一个 有效的防雷装置;其次便是放散管，这类排放易燃易爆炸气体 的装置，一旦遭受雷击便会造成严重的后果，因此将阻火器安

装到放散管上，然后将放散管与接地装置进行相连，便能有效 的降低遭受雷击的几率，及时遭受雷击，阻火器的存在也能迅 速控制火焰的发生，从而将雷击灾害控制到最低，如果不能装 阻火器，则需要安装避雷针或避雷网充当接闪器;户外装置与 建筑物之间的连接是靠许多的管道与管线，为了防止管道、管 线传导雷电波，因此管道与管线需要进行接地处理。

5石油化工装置变电所的防雷

石油化工装置的运行离不开电力装置，而变电所作为电 力装置的重要组成，需要进行相应的雷电防护。电力装置产生 过电压的原因由很多种，雷电原因便是其中之一，过电压会对 变电所产生巨大影响，因此针对电力装置与变电所进行统一 的防雷设计是有必要的。另外，随着越来越多的电子信息设备 被应用于电力装置中，因此在进行防雷设计的过程中，要额外 注意雷击电磁脉冲的防护。

6石油化工原油钢储罐的防雷

原油钢储罐作为易燃易爆原油的储罐，这类危险装置的 防雷设计应严格遵守国家颁布《石油库设计规范（GB50074) 中的要求与标准。这类大型储罐不能安装避雷针与避雷网，同 时也不能在附近建造高塔。应采用镀锡软铜复绞线连接储罐 中各个金属部件形成电气连接，然后在通过罐壁接地处理来 完成相应的防雷设计，主义事项有镀锡软铜复绞线的直径规 格要大于16mm2,罐壁接地点要均匀分布，且间距不能超过 18m，接地电阻也不能超过20。只有如此才能有效的减小原油 钢储罐遭受雷击的概率。

7石油化工装置防雷设计图纸审查要点

7.1石油化工装置防雷设计图纸审查的依据

计图纸进行详细的审查：总平面图，包含所有石油化工装置

图，

如栗房、塔区、容器区、罐区、料仓、管架、冷却塔、机械设备 区等等;电气设计说明，如配电干线图、基础接地平面图、屋顶 防雷平面图等电位两节施工图。⑵石油化工装置的防雷分类

审查。在针对防雷分类审查时，需要参考《石油化工装置防雷 设计规范》GB 50650-2011中的相关要求与标准，根据装置场 所混合气体的成分、环境状况以及气体消散条件等因素来进

行划分，分别为厂区房屋类以及户外装置区类。

8结束语

防雷装置大致由以下三个部分组成，分别为接闪器、引下 线以及接地装置，只有三者结合、共同作用，形成一个完整的 系统，才能有效的防止雷电灾害的发生。在防雷装置进行实际 安装的过程中，接闪器与引下线可以通过石油化工装置来代 替，但需要保证接地装置与石油化工装置之间的良好电气通

路。

石油化工装置的接地，是通过一个个接地形成的接地网 来完成的，如工作接地、防蔚妾地等等，只有如此才能最大程 度的保证安全生产。另外，上文提到的原油钢储罐防雷措施并 不能有效的保 证原油钢储罐能完全避免雷击灾害，而一旦原 油钢储罐遭受雷击，便需要依靠泡沫消防系统来控制灾害的 蔓延，因此这道防护措施需要管理层高度重视起来。

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