石油化工装置的雷电防护技术探讨

胡定、隆宇、梁利、阮中军

摘 要：石化设备是石化行业的一个主要生产设备，它的体积很大，而且安装在户外，它所在的位置经常充满着易燃易爆的气体，是非常危险的易燃易爆场所。石化设备是由大量的塔、罐、容器等金属材料构成的，而且，由于企业的生产自动化程度不断提高，因此，在这些设备上普遍存在着电子信息系统和与之相对应的电子仪器，这就使得这些设备受到雷击的可能性大大提高。因此，本文先对石化装置的防雷的必要性和种类进行了论述，再对石化装置的电气设备、室外设备、变电站和钢铁油库的电气设备等进行了分析，并对其中应考虑的一些问题作了较为详尽的论述。

关键词：石油化工装置；防雷设计；接地装置；雷击灾害

引言：一、石油化工装置防雷设计的必要性

雷电是由云团的运动引起的，因为不同的云团所携带的电荷有差异，或是云团和地面的电势差超出了一定的范围，就会发生闪电，闪电是一种比较普遍的自然现象，也是最严重的一种自然灾害。雷电灾害不但对仪器装备造成了极大的损害，而且对人民群众的人身和财产造成了极大的危害。雷击灾害主要有直击雷、感应雷、反击雷、雷电波入侵和雷击电磁脉冲等。石化设备所处的环境属于易燃、易爆、爆炸的危险区域，其内部有大量的塔、罐、容器和管线等金属材料，并且暴露在户外，所以容易受到雷击的伤害。在不同的石化设备所受到的雷击效应是不一样的，在进行雷电保护的时候，必须要根据设备的不同特征来进行相应的设防，这样才能提升雷电保护措施和设备的有效性，才能更好地保障石化企业的安全运行。因此，本文将就在不同的石化设备中，对石化设备在防雷方面所要考虑的问题进行了详细的探讨。

二、石油化工装置区防雷的分类

按照石化装置防雷区分类标准，可以将其分为三类不同的防雷区域，根据爆炸危险程度进行划分。根据原则，第一类防雷区域包括0区、1区和10区的环境，第二类防雷区域包括2区和11区的环境，而其他环境则属于第三类防雷区域。但是，根据以上的划分准则，对石化装置的性质、雷击的可能性和雷击的危害等因素，对其进行了具体的划分。以抽水机为例，抽水机为1级环境，为一级易燃易爆的防雷区，而靠近抽水机的抽水机受到雷电冲击的概率显著降低，一般被归入2级防雷区。在采取了有效的通风方法之后，用来运输原料的泵房一般被划分为区域2。但由于水泵房一旦发生雷击，将会给水泵房带来严重的经济损失及人身、财产安全威胁，故将水泵房划为一级防雷区。

三、石油化工装置中的建筑物防雷

根据《建筑物防雷设计规范》（GB50057）的相关规定和标准，对于石化生产企业的建筑物，在进行防雷设计时，应将泵房、成品仓库、挤出造料车间和综合大楼视为主要的防雷对象。在此基础上，结合相关规定和标准，提出了相应的防雷措施。

在将石化企业的雷电防护划分为三个分区后，再根据三个分区的雷电危害程度来进行防护。这些防雷区域可以分为三种类型：第一种是直击雷、感应雷和雷电波侵入；第二种是直接雷电、感应雷电、雷电波入侵和高电压反击；第三种是雷电、直击雷电、电波侵入和高电压反弹。此外，对于安装了电子信息装置和自控装置的建筑，也应采取相应的措施来防范雷击 EMP的危害。《建筑物防雷设计规范》（GB50057）对其保护方法和标准作了较为详尽的说明，这里不再赘述。

四、石油化工户外装置的防雷

《石油化工企业生产装置电力设计技术规范》（SH3038）重点阐述了露天石化设备的抗雷击设计，并给出了相应的解决方案。石化装置的室外装置，有机泵、储罐、换热器、料仓、塔等等，通常都有管道相连，其中，高塔、料仓、高层构架和高层设备是最容易受到雷击的，要想防止这些装置和设备受到雷击，就必须做好如下的工作：第一，针对高塔、储罐、换热器和料仓等由金属材料组成的装置，要做好接地，接地点的数目最少要有两个以上，两点之间的距离不能大于30米，如果两点之间的距离太远，也要加大接地点的数目，只有这样，才能确保冲击接地电阻，使这些户外设备与接地设备形成的有效防雷装置不应该小于3012；其次，就是排气管道，排气管道中含有大量的可燃和爆炸性的气体，这些设备在受到闪电的攻击时，都会受到很大的伤害，所以，在排气管道中，必须要安装一种阻火器，并将其连接到一个地线上，这样才能减少闪电的伤害，而且，在受到闪电攻击之前，还必须要有一种特殊的方法来防止闪电的蔓延，否则的话，就必须要用一种特殊的方式来防止闪电的蔓延，否则的话，就必须要用一种特殊的方式来防止闪电的蔓延。室外设备与建筑物之间存在大量的管路，为避免其对雷电波的导通，需要将管路与地面连接起来。

五、石油化工装置变电所的防雷

石化生产过程中，电气设备是必不可少的，变电站是电气设备中最主要的组成部分，因此，对电气设备中的电气设备进行保护是十分必要的。造成电力设备过电压的因素有很多，雷电因素就是其中一种，它会给变电站带来很大的冲击，所以有必要将电源设备和变电站结合起来进行防雷设计。此外，由于电气和通信器件在电气设备中的使用日益增多，对电气设备的抗雷性能也提出了更高的要求。

六、石油化工原油钢储罐的防雷

含可燃、爆炸的石油金属容器，其防雷设计必须按照《石油库设计规范》（GB50074）的有关规定和规定进行。在这种大容量的油库中，不能设置防雷针和防雷网，也不能在周围修建高耸的塔楼。镀锡软铜复合绞线用于罐体各金属部件的电气连接，按照罐壁接地及相应的防雷设计，主要考虑的是镀锡软铜复合绞线的直径不应大于16mm2，罐壁接地点的间距不应大于18 m且应均匀分布，接地电阻不大于20。这样就可以降低钢铁油库被雷电击中的几率。

结束语

防雷装置包括三个方面：接闪器、引线和接地装置。只有将这三个方面结合起来，共同发挥作用，构成了一个整体的体系，这三个方面才可以达到预防雷电灾害的效果。在具体安装防雷设备时，可以用石化设备替代接闪器和引下线，但必须确保接地设备与石化设备有一个良好的电气通道。

石化设备的接地，是由各个接地构成的接地网络来实现的，比如工作接地、防雷接地等，这样才能最大限度地确保企业的安全生产。除此之外，上面所说的石油钢储罐防雷措施并不能有效地确保石油钢储罐能彻底地避开雷击灾害，而如果石油钢储罐遭到了雷击，就必须依赖于泡沫消防系统来对灾害的扩散进行控制，所以，这道防范措施就必须引起管理层的足够关注。

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