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浅谈油库常见雷电灾害及防护措施

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【摘要】油库中的发电配电设施、消防柴油座机、付油泵等设施及储存大量易燃、可燃油品的油罐,一旦遇到雷击,可能发生火灾爆炸事故,造成严重的损失。本文将从雷电可能对油库带来的常见灾害入手,详细阐述油库如何做好雷电灾害防护措施

【关键词】油库 雷击 火灾爆炸 防护措施

1 雷电不仅能击毙人、畜,破坏建筑物,还能引起火灾和爆炸事故,因此油库防雷问题必须引起企业的高度重视

下面介绍雷电可能对油库带来的常见的灾害。

1.1 直接雷电危害

直接雷击可造成电效应、热效应和机械效应等危害。

(1)电效应:当雷云对大地放电时,雷电流直接通过具有电阻或电感的物体时,因雷电流的变化率很大,能产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压,足以烧坏电力系统的发电机、电力变压器、断路器、绝缘子等电气设备的绝缘,烧断电线,造成大规模的停电;绝缘损害还能引起短路,导致易燃易爆物品的火灾或爆炸;绝缘破坏还可能引起严重的触电事故。

(2)热效应:当很高的雷电流通过导体时,能使放电通道的温度高达数万度,在极短的时间内转换成大量的热能。当金属油罐遭到雷击时,雷击部位产生强烈的电弧,使有关金属熔化、飞溅而点燃油蒸气,引起火灾或爆炸事故。

(3)机械效应:雷电流作用于非导体上,由于雷电的热效应,使被击物缝隙中的气体剧烈膨胀,同时使水分及其他物质分解为大量气体,因而在被雷击物体内部出现极大的机械压力,致使被击物体遭受严重破坏或爆炸。

1.2 间接雷电危害

间接危害分为静电感应和电磁感应。

(1)静电感应电压往往高达几万伏,可以击穿数十厘米的空气间隙,发生火花放电,这种放电电流很小,但足以引起可燃气体燃烧或爆炸。如:浮顶油罐浮顶上的感应电荷与油罐壁放电,引起浮顶罐的雷击起火;金属油罐若接地不良则感应电压可以引起不连接处击穿空气,而形成火花放电;室外架空管道若不接地,在平行的两管之间或绝缘法兰垫片两侧间,可以击穿空气,形成火花放电。

(2)电磁感应:当雷电流通过导体而进入大地时,在其周围的空间里,将产生较大的交变电磁场。不仅会使处在这一电磁场中的导体感应出较大的电动势,而且还会在构成闭合回路的金属物上产生感应电流。这时如回路上有的地方接触电阻很大或有缺口,就会局部发热或击穿缺口间空气,而形成火花放电,引燃可燃气体。

1.3 雷电波侵入危害

雷击在架空线路、金属管道上会产生冲击电压,使雷电波沿线路或管道迅速传播(传播速度为0.15m/s和0.3m/s),若侵入建筑物内,可造成配电装置和电气线路绝缘层击产生短路,或使建筑物内的易燃易爆物品燃烧或者爆炸。

2 油库常采用的防护措施

2.1 基础设备设施的防雷

2.1.1 油罐区防雷

(1)油罐应做环形防雷接地,其接地点不应少于两处。此种油罐,当顶板厚度大于或等于4mm时,可以不装设避雷针(线);当顶板厚度小于4mm时,应装设避雷针(线),避雷针(线)的保护范围应包括整个油罐。

(2)地上固定顶钢油罐必须安装阻火器。

(3)浮顶油罐由于浮顶上的密封严密,浮顶上面的油气较少,一般都达不到爆炸下限,即使雷击着火,也只能发生在密封圈不严处,容易扑灭,所以不需装设避雷针(网)。对于内浮顶油罐,浮盘上没有感应雷电荷,只需导走油品传到金属浮盘上的静电荷即可。因此,钢制浮盘油罐连接导线用横截面不小于16mm2的软铜复绞线、铝制浮盘油罐连接导线用直径不小于1.8mm2的不锈钢钢丝绳即可。铝制浮盘用不锈钢钢丝绳,主要是为了防止接触点发生电化腐蚀,影响接触效果,造成火花隐患。

(4)油罐防雷接地线上应设有断接卡。接地断接卡必须设在明处,不得埋入水泥中或地下。

(5)罐区内法兰、阀门的连接处应设金属跨接线。

2.1.2 易燃、可燃油品泵棚的防雷

(1)易燃油品泵棚属爆炸和火灾危险场所,所以应设置避雷带(网)防直击雷。网格是为了均压分流,降低反击电压,能够将雷电流顺利写入大地。

(2)若雷电直接击在金属管道及电缆金属外皮或架空槽上,或其附近发生雷击,都会在其上产生雷电过电压。为了防止过电压进入易燃油品泵棚,所以在其外侧应接地,使雷电流在其外侧就泄入地下,降低或减少过电压进入泵棚内。接地装置与保护及防感应雷接地装置合用,是为了均压等电位,防止发生反击雷电火花。

2.1.3 装卸油品设施防雷

(1)装卸油品设施中的鹤管、钢轨、栈桥、输油管线等,都应做跨接和接地处理。

(2)与鹤管、集油管等连接的金属管线,应在适当位置安装绝缘法兰,绝缘法兰两侧的金属管线应分别接地,且两接地点的间距应大于5m。

(3)装卸油品区内的电源线、信号线等应传入金属管并进行接地处理。

(4)装卸油品区内有低压配电系统时,其变电所应有防直雷击措施,可采用避雷针或应用变电所自身避雷带等,其保护范围和接地数量可按响应的防雷要求设置。

(5)当装卸油品区内有消防泵房时,其消防泵房也应参照有关防雷要求制订防直击雷、防感应雷和防雷电波侵入等措施。

2.2 人员的防雷操作

为了防止油库雷击灾害,除了安装防雷装置外,员工的操作也很重要,员工要按照操作规范操作。

(1)雷雨天要关好量油孔。据报导,国内外发生油罐雷击起火的并不少,起火的原因往往是罐顶的孔口打开,雷电经过未盖盖的透光孔或透气管引入罐内,或者是孔口没用呼吸阀或阻火器之类设施。因此雷雨时禁止打开量油孔。

(2)油库应做好防雷击应急预案,同时做好员工的培训,开展实战演练,切实提高预案的可行性,使员工明确遇到雷击情况的应对方法。

(3)定期检查,防雷设施检查维护氛围每月检查、半年检查两种。

对下列部位的防雷设施每月进行外观检查一次,观察外观、结构是否完好。其检查内容是:有关防雷设施及附件;山洞油库引出洞外的呼吸管、通风管等出口处的防雷设施;引入山洞内的架空线路防雷设施;泵房油气排放管防雷设施。

对所有部位的防雷接地装置应每半年定期检查测定一次。雷暴日到来之前增加检测一次。检测内容如下:接线连接是否牢固;跨线部位是否完好有效;接地体有无锈蚀,严重锈蚀的应及时处理;接地体的设置是否符合规范规定;连接螺丝是否齐全、牢固;接地阻值测定是否达到规范要求;技术资料是否齐全准确,有无检修、检查记录。

3 结语

由此可以看出,雷电的破坏性很大,我们必须根据油库的实际情况采取相关措施,并定期检查好防雷接地设施状态是否良好,做好防雷工作,保护好人员及设备的安全。

参考文献

[1] 郭光臣. 油库设计与管理[M].山东东营:中国石油大学出版社,2006

[2] 范继义. 油库安全管理技术问答[M].北京:中国石化出版社,2006