乙烯存储罐库区防雷措施探讨

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摘 要：本文介绍了雷电的形成及危害，分析了乙烯存储罐库区雷击事故原因及危害，针对库区、存储罐以及管理人员等方面提出了防雷击措施，并提出防雷设施安全检查依据及要求，旨在为易燃易爆场所全方位防雷提供理论参考。

关键词：乙烯存储罐；雷击危害；防雷措施

中图分类号：TU856 文献标识码：A

引言

巴彦淖尔市位于我国北疆，内蒙古自治区西部，地处河套平原和乌拉特草原；属中温带大陆性气候，四季分明，气候干燥，气温偏低，雨雪日数集中，日照强烈，蒸发量大；夏季受蒙古低压、夏季风和北部阴山山脉影响，水汽较为充沛，但气层极不稳定，炎热且多雷阵雨，这种特殊的地理位置和独特的地形地貌，形成巴彦淖尔市具有地方特色的生产结构和气象灾害，雷暴是当地主要的灾害性天气之一。由于这种局地性强对流天气夏季经常出现，使得雷击事故发生的几率大大增加，常常造成人畜伤亡及建筑、设施等损坏。

一、雷击事故调查分析

2011年8月21日16时15分左右，磴口县工业园区内巴彦淖尔市恒泰新能源有限责任公司冷剂储存区的乙烯存储罐遭遇雷击，罐体放空管附近外溢的乙烯气体被点燃，并持续燃烧了5分钟左右，后经工作人员及时关闭阀门，阻隔了气体外溢，燃烧停止，危险被解除。

事故发生后，巴彦淖尔市气象局防雷中心立即组成雷灾调查组对雷灾现场进行调查分析，此次事件属于雷电灾害，是由人为操作失误直接导致、雷电诱发形成的灾害，雷电灾害等级为D级，造成了轻度损害。雷灾调查组以书面形式通知了该公司，对该公司防雷安全保护工作提出多项要求和措施。

二、雷击对乙烯存储罐的危害

(一)直击雷对存储罐体的危害。直击雷是雷云和大地、构筑物之间的放电，直击雷利用其强大的冲击电流、炽热的高温、强烈的冲击波和电磁辐射损坏放电通道上的存储罐、输电线、管道和室外电子设备等，可击死击伤人员等造成人员伤亡和财产损失。

（二）雷电电磁脉冲对存储罐体的危害。雷雨云层之间以及雷云与大地之间放电时，放电通道周围会产生电磁感应、雷电电磁脉冲辐射，与雷云电场产生的静电感应使存储罐的金属部件、管道和由室外进入室内的电源线、信号线、天馈线等感应的雷电高电压通过线路进入室内管道、电缆线等造成放电，破坏室内各种设备。

三、乙烯储罐雷击原因分析

乙烯存储罐通常为大型的钢储罐，为外浮顶结构形式，浮顶浮动在液面上，为防止浮顶边缘乙烯蒸发损失，常使用橡胶类的不良导电密封材料进行密封，而这种橡胶材料却使浮顶与罐体之间形成了不良电气通路，阻碍浮顶电荷的泄放。

当乙烯钢储罐及其管线遭受感应雷袭击时，在感应电荷泄放通道上，如果存储罐对地或管线的某一点电气不连续处存在空气间隙，就会产生火花或电弧；若存在罐内容物与空气的混和物，也会出现雷击火灾或爆炸事故。

四、防雷措施

（一）存储罐库区选择

1.雷击活动规律受空气温度及湿度等因素的影响，通常，热而潮湿的地区较冷而干燥的地区雷雨天气发生几率高，所以乙烯等存储罐库区应设在冷且干燥的低纬度地区，其中平原优于山区、沙漠优于平原。

2.乙烯等液体存储罐库区应避开独立房屋、大树、天线、水塔等有利于雷云与大地建立良好放电通道的高大独立建筑物附近，罐体应为圆柱形，无明显突出的尖点等。

3.存储罐库区应避免建在山区东南坡等有利于雷云形成和相遇的地形上。其选址除考虑雷电灾害可能性的同时，还应对周围环境进行全面综合分析。

（二）存储罐防雷技术

1.直击雷的防护措施

为避免遭受雷电袭击，降低雷电灾害事故发生，乙烯存储罐不管为露天存放，还是采用库房储存，都必须具备防雷设备。对直击雷的防护通常采用避雷针、避雷线、避雷带和避雷器等防雷装置。由于化学品存储的特殊性，一般采取避雷针作直击雷的防护，也可采用避雷器等。

2.感应雷及电磁脉冲防护措施

（1）存储罐内金属构件应与罐体或浮顶做好电气连接，采用一根镀锡软铜复绞线，要求其横截面不小于16mm²，通过罐壁接地。（2）存储罐转动扶梯与罐壁、浮顶也应做电气连接，采用横截面不小于35mm² 的宽扁平镀锡软铜复绞线作为连接导线。（3）存储罐罐壁与浮顶之间可利用浮顶排水管线进行电气连接，每一条排水管线之间应选用一根横截面不小于35mm² 德镀锡软铜复绞线作电气连接。（4）为防止雷雨季节存储罐结构中金属突出物雷电感应电荷集聚后对罐壁进行放电引燃储罐结构中一、二次密封间隙处残存的乙烯与空气的混合物，应在设计时消除一、二次密封间隙的金属物件。（5）可伸缩导电导线装置（RGA）是一种有效消散浮顶与罐壁之间电荷集聚危害的解决方案，在浮顶与罐体之间沿圆周均采用RGA装置技术进行装设可伸缩的导电导线设施，沿周长间距保持在18m内，接地点接地电阻应低于2Ω，这样就可以替代浮顶边缘二次密封上方沿圆周每隔1.5m设置的导电片以及沿浮梯连接罐壁、浮顶之间的两根25mm² 的镀锡软铜复绞线。（6）所有的电气连接点运用铜线端子搪锡进行处理，以大于M12的不锈钢螺栓、防松垫片联接固定，要求连接点接触面电阻值大于0.03Ω。采用JR纳米碳防腐涂料进行涂刷，加强防腐能力。水平接地线为40mm×4mm的热镀锌扁钢，垂直接地极为50L×5mm的热镀锌角钢。（7）为避免存储罐遭受感应雷后引发浮顶边缘密封处发生火灾，应严禁在存储罐附近安设较高的监视云台高塔和照明投光塔。

参考文献：

[1]偶国富，徐如良，赵柏鑫等. 沿海大型原油储罐雷击着火成因分析及防护措施[J]. 石油化工安全环保技术.2008，1（4）.

[2]李辉.大型外浮顶原油钢储罐防雷做法[J]. 电气应用，2007，26（9）.