1 概 述
雷电是一种常见的自然现象,当雷云聚集到一定的电荷后,就会在带异性电荷的雷云之间或在雷云与带异性电荷的大地之间发生强烈的电荷中和放电,并伴生闪光、霹雳,人们称其为雷电。雷云与大地之间的放电,我们叫它对地雷电,又称落地雷,它会击毁房屋、杀伤人畜、引爆易燃物、引爆爆炸性气体混合物和爆炸性物质等雷害事故。
石油库是重点防火地区,库区爆炸和火灾危险环境的划分及有关安全要求,是制定油库防雷措施的重要依据,因为在爆炸和火灾危险环境内,特别是在爆炸危险物质可能存在的地方,如遇到雷电或其他火花,就可能会引起爆炸、火灾事故、造成巨大破坏和人员伤亡。这应引起我们高度重视,并采取相应措施切实予以避免。
油库区油罐遭受直击雷时,由于电能向热能的转换,雷击点会产生强烈的电弧,使金属熔化或飞溅,可直接引燃或引爆此处存在的油气与空气的混合物,引起爆炸火灾事故。当油罐及其管道遭受感应雷电(含电磁感应及静电感应),在感应雷电泄放通道上,油罐对地或管线上某一点电气不连续处(存在空气间隙)会发生电弧火花,如在此处存在油气与空气的混合物,都有可能引起爆炸火灾事故。油库防雷的目的,就是要针对雷电的上述特点,根据油库的爆炸和火灾危险环境划分,采取切实可靠的措施,防止雷电火花在油气可能发生或聚集的地方产生,作到既安全可靠有经济合理。
2 油库的雷电防护措施
当油罐储存易燃物品(闪点低于或等于环境温度的油品)时,油罐在正常情况下,呼吸阀不开启,量油孔是关闭的,呼吸阀周围的的油气与空气混合物也达不到产生爆炸或火灾的危险浓度,遇雷电火花不会引起爆炸火灾事故。但当油罐处于大呼吸(油罐进油),小呼吸(油罐经太阳暴晒或热源烤时),使油罐内气压升高,呼吸阀开启释放气体时,呼吸阀周围存在油气与空气的爆炸混合物,这时如遇雷电火花,就会引起爆炸火灾事故。但由于油罐处于大、小呼吸的时间不长,这类油罐的雷击爆炸火灾事故几率也是很小的。由于油罐的爆炸火灾事故也是严重的事故,也应引起我们的高度重视。其防雷体系有:
(1) 石油库设计规范第4.1.12条规定:储存甲、乙油品和轻柴油的规定顶油罐必须安装阻火器和呼吸阀。当油罐顶部存在油气和空气混合物时(油罐处于大小呼吸状态下),雷击油罐顶部位,就有可能引燃油气引起爆炸火灾事故。
(2) 石油库设计规范第11.2.1条:钢油罐必须做防雷接地,其接地点不应少于两处,接地沿油罐周长的间距,不宜大于30米。当罐顶装有避雷针或利用罐体做接闪器时,接地电阻不宜大于5Ω。这是因为雷击于罐顶或油罐顶部发生雷电感应时,可将雷电迅速泄入大地,给雷电导入大地以通路,否则雷电沿输油管线消散的电位太高(V雷=R×I雷),易对周围建筑物产生反击,或进入油泵房引起二次雷击事故。因此规定接地电阻不宜大于5 Ω。
(3) 与油罐相连接的进出油管线的防雷接地措施,执行《建筑物防雷设计规范》第3.2.2 条第二、三款,第3.2.3条第二款的有关规定,输油管线间距离小于100mm时,应每隔不大于30m互相连接一次,且其工频接地电阻不大于5Ω。其目的是防止雷电波沿输油管线进入泵房或阀室等有油气存在的场所,产生二次雷电火花引爆油气,产生爆炸火灾事故。
(4) 石油库设计规范第11.2.2条规定:“当油罐顶板厚度小于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”。这主要是防止特大雷电将油罐击穿产生爆炸火灾事故。
(5) 石油库设计规范第11.2.7条:“地上钢油罐上的温度、液位等测量装置应采用铠装电缆或钢管配线,电缆外皮或配线钢管与罐体应作电气连接。铠装电缆的埋地长度不应小于50米”。主要目的是防止雷电波进入控制室仪表配电盘,避免产生二次雷击事故。
(6) 石油库设计规范第11.2.2条规定:“覆土油罐的罐体及罐室的金属构件以及呼吸阀、量油孔等金属构件,应作电气连接并接地,接地电阻应不大于5Ω”。其主要目的是防止罐体间存在电位差,造成雷电反击。
(7) 平时特别是雷雨季节的雷雨天气,量油孔、人孔等孔洞应关严密,防止外面雷电火花引爆罐内油气而产生爆炸火灾事故。美国API推荐实行的2003第四版“对静电、雷击或杂散电流引燃的防护”有这样一段:“维护良好的金属固定顶储罐与卧式储罐,由于所有部件是相连的,对引燃或直击雷都处于良好的保护状态。曾经发生过由于雷击油罐引燃爆炸,是由于罐顶开口未关闭引起的。例如计量孔,或是排气孔没有装呼吸阀或阻火器之类的防止回火设施”。以上各项措施就构成了我国固定顶储罐或卧式储罐的防雷体系。
3 结 语
健全的防雷体系,严格的维护管理,如每年的雷雨季节来临之前要全面检查防雷体系,接地电阻要符合规范要求,呼吸阀阻火器要保持完好,雷雨季节雷雨天关闭所有储罐顶孔洞等,就可以避免雷电事故的发生。
