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浅谈石油化工企业防雷及防静电接地设计
发布日期:
2022-03-14

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摘要:石化行业易发生火灾和爆炸风险的行业。厂区内常常建有甲乙类的厂房、仓库、户外装置及罐区,雷击或者静电产生的电火花,都有可能造成火灾和爆炸的危险,所以石油化工企业的防雷及防静电接地设计十分重要。

雷电及静电是影响石油化工企业安全运行的重要危险因素,容易引起火灾爆炸等危险,有必要采取有效措施加以预防。下面笔者就对石油化工企业的防雷及防静电设计进行简单的阐述。



1、建筑物防雷分类及措施


1.1建筑物防雷分类

石油化工厂区建筑物按功能分为生产类建筑、存储类建筑、公用辅助类建筑以及办公建筑。依据《建筑物防雷设计规范》)GB50057-2010有关建筑物的防雷分类要求可知,办公建筑及公用辅助类建筑大多属于第三类防雷建筑;甲、乙类的厂房及仓库存在2区或22区爆炸危险场所,属于第二类防雷建筑。

通过设置局部机械通风等措施,降低0区(20区)和1区(21区)爆炸危险区域等级,从而降低建筑物防雷等级,以便采取更简单经济的防雷措施以满足规范要求。

另外按照《建筑物防雷设计规范》)GB 50057-2010年预计雷击次数公式计算:

N=k×Ng×Ae,

其中N--建筑物年预计宙击次数(次/a);

k--校正系数,在一般情况下取1;

Ng--建筑物所处地区雷击大地的年平均密度(次/km²/a);

Ae--与建筑物截收相同雷击次数的等效面积 (km²)

根据计算结果,当预计年雷击次数大于0.25次/a的办公建筑及一般性厂房、仓库及公辅设施划为第二类防雷建筑物;预计雷击次数不小于0.05次/a,且不大于 0.25次/a的办公建筑及一般性一般性厂房、仓库及公辅设施划为第三类防雷建筑物。

1.2防直击雷措施

(1)当建筑物的屋面采用金属彩钢板时,且金属彩钢板夹层无易燃物,彩钢板的厚度大于等于0.5mm时,可利用彩钢板屋面作为接闪器。当屋面为混凝土屋面时,应利用圆钢或扁钢作为接闪带,沿屋檐、屋角、屋脊等容易遭受雷击的地方敷设,在屋面组成接闪的网格。第二类防雷建筑物接闪网格不大于12mX8m或10mX10m,第三类防雷建筑物接闪网格不大于24mX16m或20mX20m。

(2)利用建筑物混凝土柱内的钢筋或型钢柱子作为引下线,引下线间距满足要求。其中第二类防雷建筑物引下线间距不大于18m,第三类防雷建筑物引下线间距不大于25m。

(3)对于排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘并装有阻火器的放散管、呼吸阀、排风管可不装接闪器,但应和屋面防雷装置相连。在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装接闪器,并应和屋面防雷装置相连。

1.3防闪电感应的措施

(1)建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物,应就近接到防雷装置或共用接地装置上。

(2)平行敷设的管道、构架和电缆金属铠装层等长金属物,其间距小于100mm 时,应采用金属导线跨接,跨接点的距离不应大于30m;交叉距离小于100mm 时,其交叉处也应跨接。

(3)建筑物内防雷电感应的接地干线应至少有两处与接地装置的相连。

1.4防闪电电涌侵入的措施

(1)当低压配电线路全长采用埋地电缆或敷设在架空金属桥架内,在入户处应将电缆金属外皮、金属桥架接地。

(2)低压架空线引入建筑物前应采用铠装电缆或护套电缆穿钢管直埋引入,其埋地长度要大于等于15m。在电缆与架空线连接处,应装设电涌保护器,电涌保护器、电缆金属铠装层、保护钢管等均应接地,其接地电阻不超过30Ω。

(3)进线电源处的总配电箱内装设I级试验的电涌保护器。

(4)金属管道采用管架架空的形式进出建筑物时,应与防雷的接地装置连相连。管道在距离建筑物100m内,每隔25m需进行接地,其接地电阻不超过30Ω。



2、户外装置的防雷


石油化工厂区内户外装置包括:安装在地面上高耸的生产设备,通过框架或支架安装在较高位置的生产设备和通往火炬的主管道,安装在地面上的大型压缩机、集中布置的机泵等转动设备,在开敞地方设置的火炬、烟囱和排气筒等。

钢制设备的壁厚大于或等于4mm,可利用生产设备的金属本体作为防直击雷的接闪器。可利用生产设备的金属壳体、安装生产设备的金属框架作为防直击雷的引下线。当不能满足要求时应,另设两根引下线,且引下线间距不应大于18米。

金属的设备、管道、框架、电缆保护管、电缆桥架和放空管口等,均需与防雷电感应的接地装置相连。金属管架与接地装置相连,金属管道与管架做等电位连接, 平行敷设的金属管道 ,间距不超过100mm时 ,应每隔30m用金属导线连接。管道交叉点间距不超过100mm时,其交叉点应用金属导线跨接;输送有爆炸危险性介质的金属管道,在起始、终点及分支处,均应与防雷电感应的接地装置相连 ,其接地电阻不超过30Ω。


3、防静电接地

存在爆炸危险区域的建筑物及户外装置入口处,应设置人体静电导除装置,并与建筑物的接地装置相连。

对爆炸危险场所内可能产生静电危险的管道和设备均采取静电接地措施。有振动性能的固定设备,其振动部件采用铜芯软导线接地;罐内的金属构件(搅拌器、仪表管道等)与罐体做等电位连接,罐体需接地。

平行敷设的管道在进出装置及车间处、分支处进行接地,长距离无分支管道应每隔100m进行接地。平行管道间距不超过100mm时,每隔20m用导线或型钢进行跨接;当管道交叉且间距不超过100mm时,也要进行跨接。


4、结语

综上所述,为保障石油化工企业安全生产,在初期的规划设计中,要充分考虑防雷及防静电的设计,采取合理有效的措施,大大降低危险的发生几率。



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