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沿江石油化工仓储防雷技术研究与探讨
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      关键字:石油化工,防雷技术,雷电预警,雷电风险评估随着石油化工产业的迅速发展,产量和消费量的加,沿江石油化工仓储迎来了黄金发展期。长三角沿江地区纷纷建设了一流的石油化工物流园区。张家港口岸现有危化品码头泊位33座,危化品作业品种120余种。作为石油化工产品中转量较大的城市,为预防和减少危化品雷电灾害事故的发生,不仅需要对石油化工产品的生产、储存专区进行统筹规划和设计外,更需要对沿江石油化工仓储防雷技术进行深入研究和探讨,以确保城市发展运行的安全、有序、和谐。
  刖言张家港保税区长江国际港务有限公司,成立于2001年,有自营罐容48.33万立方米,主要经营乙二醇、二甘醇等散装液体化工品的码头装卸、保税仓储、分拨转运业务,同时为其它仓储、化工生产企业提供码头中转和管道物流配送服务。本文将结合该公司沿江石油化工仓储码头装卸区、储罐区、充装转运区防雷技术的实例,剖析和探讨沿江石油化工仓储防雷措施和方法。
  2沿江石油化工码头装卸区2.1码头装卸区的安全接地码头装卸区的安全接地包括基础接地、防雷接地、防静电接地、保护接地等。1、码头装卸区泊位接地利用码头接地基础接地,吊机、消防塔采用-25mmX4mm的镀锌扁钢与防雷接地干线连接。2、操作区内的屏蔽泵、电子摄像机头、电力照明等设备,引入电缆应采用铜芯铠装电缆,铠皮在岸上应接地。在装卸船上,应将电动机外壳、照明灯具的金属外壳分别用接地线引至接地干线。3、管架上路灯采用-25mmX4mm的镀锌扁钢与桥架内接地干线连接。接地箱安装在管架上距地0.3m处,供管道、桥架等接地用。电缆桥架内敷设一根-40mmX4mm的镀锌扁钢,每段桥架连接处需有跨接线。4、码头的装卸船位应设置接地干线和接地体,接地体应至少有一组设置在陆地上。装卸船与码头区之间应有两处以上的连接,并留有适当的长度余量,以免装卸船移动时拉断。5、码头装卸区应设有为装卸船跨接的防静电接地装置,此接地装置应与码头上装卸危化品的防静电夹装置相连接。
  2.2码头装卸区预防静电和杂散电流措施码头装卸区可能引起爆炸、燃烧的静电火源主要来自危化品物料输送、人员行走、穿脱衣服以及其它物体摩擦产生的静电。因此在码头装卸区应采取以下防静电的安全措施:1、用导电性能较好的材料作易燃可燃液体的容器与管线。2、凡是能产生静电的设备必须进行良好的接地,以便将产生的静电导入地下。3、加因静电引起爆炸危险场所空气的相对湿度,以强空气的导电性能,消除静电积累。4、控制危化品在管道中的流速;倾倒或灌注危化品时应防止冲击、飞测,应从液面下接近底部的地方流出。5、码头装卸区操作区如果存在杂散电流,在接地时避免将码头上的杂散电流引到装卸船上而引起火花造成事故。6、当码头采用输油臂装卸时,应在输油臂上装有绝缘法兰;如采用软管装卸时,应在根软管上安装一根不导电短管,绝缘法兰和不导电短管的电阻均不大于1MD,也可采用其他有效防杂散电流的装置。7、操作区内工作人员严禁穿化纤服装和钉子鞋,严禁在静电服上佩带任何金属挂件,必须使用时不得外露。
  2.3码头装卸区预防雷电感应措施雷电感应分为静电感应和电磁感应。为防止静电感应产生火花,在码头装卸区爆炸危险环境操作区内的金属物(如设备,管道,构架,电缆外皮和放空口)均应接到防雷电感应的接地装置上。为防止雷电感应产生火花,在码头装卸区平行敷设的管道、构架和电缆外皮等,其净距小于1mm时,每2030米应用金属线跨接,交叉净距小于是100mm时,其交叉处也应跨接,当管道连接,如弯头、阀门、法兰等,不能保持良好的金属连接时,在其连接处也应用金属跨接。上述防雷电感应的接地电阻应不大于10,并应和电气设备接地装置及埋地金属管道相连。

     
  2.4码头装卸区电气设备、照明系统的雷电防护措施2.4.1码头装卸区的照明回路电缆在有外管架处沿管廊上的桥架敷设,电缆跨越道路段及进出建筑物处,须穿镀锌钢管加以保护。防爆区域布线采用的低压液体输送用镀锌焊接钢管,其壁厚不得小于2.5mm.另外,金属灯杆应就近与接地网相连并可靠接地,接地电阻不大于10D,且在防爆照明配电箱装设耐压水平相适应的浪涌保护器。
  2.4.2码头装卸区供电系统宜采用TN-S系统,在总配电盘引出的配电线路,PE线与N线必须分开设置,使各用电设备形成等电位连接;码头装卸区内电源的进、出线不应采取架空线路,宜采用铠装电缆,且直接埋地敷设;供电系统的电缆金属外皮或电缆金属保护管两端均应可靠接地,在总配电盘安装一级浪涌保护器,在电源进入设备之前,再安装第二级浪涌保护器。有了二级防护,可以限制雷电波侵入,避免雷电感应损坏用电设备。
  3沿江石油化工储罐该公司储罐采用内浮顶式氮封结构,相对于非金属油罐和普通金属油罐来说,有较高的安全系数。也正是由于其内部结构的不同,造成了浮顶储罐防雷技术的复杂性,施工和使用时应着重注意以下几点:3.1储罐的基础接地储罐必须作环形防雷接地网,它可以降低雷击点的电位、反击电位和跨步电压,防雷接地、防静电接地宜共用同一接地装置。1、其接地点不应少于两处,其间弧形间距不应大于30.0m,接地体距罐壁的距离应大于3m,每一接地点的冲击接地电阻不应大于10.0 0,接地线(埋地)采用-40mmX4mm的镀锌扁钢,接地极采用Z50mmX50mmX5mm镀锌角钢。2、接地极垂直埋入地中2.5m,接地极顶端距室外地坪0.8m,接地极间距为5.0m.接地线之间的连接、接地线与接地极之间的连接均采用放热焊接。3、为使接地装置维修、更新的方便及检测工作的可靠进行,建议把接地装置作成可拆卸式。4、为避免危化品的泄漏,在基本环墙下设混凝土承台,使基础形成密闭结构,环墙上应设检漏孔,与伸入基础砂垫层的检漏管相联,便于及时发现地板渗漏。
  3.2储罐预防直击雷措施在储罐区安装独立避雷针,其保护范围、高度及安全距离不易提供完全保护,铺设避雷网工程也不太易实现,考虑经济、工程等各方面的因素,比较简易的方式还是确保罐体的电气贯通。1、为防止浮盘上方形成爆炸危险性场所,罐体应采用二次密封设施,二次密封所有导静电片用1mm2的导线跨接,确保导静电片与罐壁良好接触。2、铝质浮盘油罐连接导线应选用2根直径不小于1.8mm的不锈钢钢丝绳与罐体进行电气连接。3、安全阀、呼吸阀、透光孔、量油孔等连接法兰要进行有效跨接,保证雷击后上下片法兰上的电荷同步瞬间释放,其过渡电阻一般不应超过。3.4、强静电导出渠道,静电导出线应采用4根50mm2的导出线与浮顶和罐壁相连接,加中央排水系统法兰连接面的铜垫片跨接。5、加强消防监控系统、灭火系统和消防设施检查,确保消防监控系统和灭火系统等消防设施保持完好、可靠状态,特别在雷雨天气除自动监控外,还要加强人员监控。
  3.3储罐预防静电措施与储罐安全密切相关的则是防止和减少物料输送产生的静电,其主要内容包括:1、控制进料方式:化学品液体经管道进入储罐时应设防冲击档板。如从顶部进入储罐,进料管应伸至罐底部,距底不大于200mm,以减少静电产生;2、控制物料流速:液体物料在管道中的流速越高,接近管壁处的速度梯度就越高,因而产生的静电量也越大。3、管道、储罐等的接地与跨接:为了加速静电荷的释放,储罐内的管道、储罐上的导电不连续处应采用金属导体跨接,并进行静电接地处理。4、防止水等杂质混入化学品物料:由于不同物质间的相对运动要产生静电,因此,应尽力防止水等杂质进入物料系统;5、在储罐出入口,应设置人体静电释放装置和警示标志,便于人员进入罐区前消除身上的静电。
  3.4储罐预防雷电感应措施为减少雷电感应造成的危害,采取等电位连接的措施,在储罐区显得尤其重要,它能将各类电器、电子设备、金属管道、罐体和分开的导电装置等,用连接导体相互连接成电气通路,使整个罐区用金属导体连成一片,形成一个综合的大型地网。另外,为防止雷电感应产生火花,在罐区平行敷设的管道、构架和电缆外皮等,其净距小于1mm时,每20 30米应用金属线跨接,交叉净距小于100mm时,其交叉处也应跨接。当管道连接,如弯头、阀门、法兰等,不能保持良好的金属连接时,在其连接处也应用金属跨接。
  3.5储罐区电气设备、照明系统防护措施3.5.1罐区供电系统宜采用TN-S系统;罐区内电源的进、出线不应采取架空线路,宜采用铠装电缆,且直接埋地敷设;供电系统的电缆金属外皮或电缆金属保护管两端均应可靠接地,在总配电盘、电源进入设备之前,安装多级浪涌保护器。
  3.5.2罐区防爆照明线路电线,应先沿桥架敷设,然后穿镀锌钢管敷设到灯具。另外,在防爆照明配电箱要装设耐压水平相适应的浪涌保护器。
  4沿江石油化工充装转运区危化品充装转运区要做好安全接地等工作。1、双立柱汽车栈台屋面防雷及基础接地、防静电接地等。2、管道、取样器及量油尺在操作时接地;槽车罐体、充装台鹤管接地并要保持槽体与鹤管为等电位体;3、雷雨天应停止充装作业。运输危化品的机动车辆,其排气管应装阻火器。在充装前首先应接入静电释放装置,充装后车辆应静置5-10分钟方可拆除静电释放装置;4、充装时禁止喷溅灌装要控制流速,初速不大于1m/s管口淹没后原则上不大于3m/s(要根据其电阻率来选择);装车鹤管距槽底不得大于15-20cm,且初速要慢;5、危化品储罐接完货后,要等待120分钟后才能取样和检测;易燃蒸气浓度要控制在爆炸极限范围外,特别要控制在爆炸下限;6、工作人员要穿戴防静电的工作服和工作鞋,并经常触摸释放静电装置,禁止在作业过程中穿脱衣服、使用化纤或丝绸作的抹布等。
  5加强沿江石油化工仓储防雷技术的能力,应结合以下措施5.1沿江石油化工仓储的雷电风险评估沿江石油化工仓储的化工产品种类多,大多数产品具有易燃、易爆、易蒸发、易产生静电等特点,如遇强雷电等极端天气灾害,不但可能会产生爆炸、火灾等危险事故,而且可能会造成长江下流水质的严重污染,给城市的生产、生活带来严重后果。因此在沿江石油化工仓储项目建设前期,建设单位应主动向本行政区域的相关机构申请对新建项目的雷击风险评估并应采取相应的防雷措施,以确保沿江石油化工仓储雷电的公共安全。
  5.2沿江石油化工仓储的雷电监测与预警在沿江石油化工仓储区域安装雷电预警系统,在雷电来临之前,电场仪可以对范围内的闪电进行预警,相关生产部门收到预警信息之后可以提前采取必要的防护措施,如关闭仪器仪表、告知相关人员不要在易受雷击的区域逗留等,将能够大大地降低因雷击对人员生命财产造成的损失。
  5.3沿江石油化工仓储防雷装置技术创新和安全检测石油化工仓储防雷装置技术要创新,工艺要先进,应综合利用接闪、分流、均压、接地、屏蔽等多种技术措施。每年要定期对沿江石油化工仓储区码头、储罐、充装台防雷接地装置进行检测,最大限度地防御和减轻雷电灾害造成的危害。在检测前,要熟悉区域内危化品的理化特性、健康危害、爆炸危险特性及防护措施;检测过程中除了要遵守检测作业要求外,在打磨引下线时动作要缓慢、轻柔,测试线要与打磨位置可靠连接,以免因操作不当产生电火花放电引起系统火灾爆炸事故。
  5.4沿江石油化工仓储雷击事故的应急处置为了预防和减少雷击码头、储罐、充装台等突发事件的发生,控制、减轻和消除雷击危化品引起的严重社会危害。雷电灾害应急部门必须事先编制好雷击危化品事故应急预案,以便科学、及时、有效应对危化品雷电灾害事故。其次应与海事、消防、环保、安监等部门加强专业应急救援队伍的合作,联合培训、联合演练,开展雷电灾害调查、分析、鉴定等工作,努力提高合成应急、协同应急危化品雷电事故的能力。
  6结束语张家港口岸有25个码头单位的泊位122个,开放泊位73个;万吨级以上泊位69个,万吨级开放泊位61个。去年口岸完成货物吞吐量2.5亿吨,其中化工原料及制品1269.2万吨,石油天然气及制品76.5万吨,己成为全国散装化学品运输第一大港。石油化工产业作为长三角地区的支柱产业,其产量和消费量的迅猛加,使沿江石油化工仓储迎来了黄金发展期。如何以现代综合防雷技术的角度,对沿江石油化工码头、储罐、充装运输等环节的雷电灾害进行有效的预防和处置,最大限度地防止和减少雷击所产生的人身安全、财产安全和环境安全,是摆在防雷工作者面前的一项重要课题。

 

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