瓣 石油化工安全环保技术 谢 PETR0CHEMIcALSAFETYANDENVIR0NMENTALPROTECTIONTECHNOLOGY 2012年第28卷第6期 防 火 防 爆 玻璃钢储罐防雷技术探讨 刘福兴，李庆红，尤少燕，陈 斌 (中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司，山东 东营 257000) 摘 要：玻璃钢储罐具有寿命长、防腐性能好、电绝缘性好、自重轻、易制作、易清洗、 免维护和抗震等优点。立式玻璃钢储罐主要用于油田的原油存储、原油沉降和污水存储等。由 于罐内储存液体的可燃性，当遭受雷击时，易产生火灾危险。目前有关玻璃钢储罐的雷电防 护技术措施薄弱。通过对玻璃钢储罐防雷现状的调研及雷击危害分析，根据雷电防护理论， 对玻璃钢储罐雷电防护技术进行探讨 。 关键词：玻璃钢储罐 雷电危害 防雷技术 油田用立式玻璃钢储罐的建造，主要依据化 储罐在建设过程中，仅考虑了罐顶护栏和上罐梯 工行业标准 《耐化学腐蚀现场缠绕玻璃钢大型容 的接地，而呼吸阀、阻火器、量油孔、测温孔、 器》 (HGT3983--2007)¨。该标准规定了耐化 人孔等金属构件均未等电位连接及接地。 学腐蚀现场绕制玻璃钢大型容器的分类、技术要 2 玻璃钢储罐的雷击危害 求、检验规则、标志和说明等，但不包含防雷技 术措施。玻璃钢储罐的雷电防护应依据国家标准 2．1 直击雷热效应危害 《石油与石油设施雷电安全规范》 (GBl5599— 直击雷热效应可 以在雷击点局部范围内产生 2009)12]。通过对油田用玻璃钢储罐防雷现状进 高达6000～10000℃，甚至更高的温度。一次电 行调研和雷击危害分析，综合考虑雷电对玻璃钢 荷量达 180oC的强雷电流，能量达 250kW ．h。 储罐的危害，结合现有雷电安全标准，提出玻璃 玻璃钢储罐主要原材料树脂是热固性塑料，一般 钢储罐防雷技术措施。 在 200℃就开始分解，若雷击点在玻璃钢储罐罐 体，雷击点的高温及能量足以引起玻璃钢热固塑 1 玻璃钢储罐防雷现状 料分解甚至气化。 存在的主要 问题有： 玻璃钢储罐罐顶量油孔、呼吸阀等金属构 (1)直击雷防护不符合 《石油与石油设施雷 件 ，在雷云静 电感应下聚集异性 电荷 ，引起局部 电安全规范》 (GB15599--2009)第4．2．1条的 电场的畸变，使其成为雷击点的概率大大增加。 要求。该条规定 “非金属储罐应装设独立避雷针 对于玻璃钢储油罐、原油沉降罐等，量油孔 、呼 (网)等防直击雷设备”。玻璃钢储罐未采取独立 吸阀处常聚集油气，雷击可能引发火灾事故。 避雷针防护措施，依靠罐顶金属护栏作为接闪 2．2 暂态电位升高与雷电反击的危害 器；且罐顶呼吸阀、阻火器等金属构件高出护栏 在直击雷防护装置 中，当接 闪器受雷接 闪 0．5～1．0m，不在护栏的防护范围之内。 时，雷电流将沿接闪器经引下线)等电位连接及接地措施不完善，不符合 《石油与石油设施雷电安全规范》 (GB15599— 2009)第4．2．4条的要求。该条规定 “非金属储 收稿 日期：2012—06—18。 罐的防护护栏、上罐梯、阻火器、呼吸阀、量油 作者简介：刘福兴，男，2008年毕业于西安科技大 孔、人孔、透光孔、法兰等金属附件均匀接地， 学地质工程专业，主要从事雷电防护和地震安全评 并应在防直击雷的保护范围内”。而实际玻璃钢 价工作，助理工程师。E—mail： 2012年第28卷第6期 禽 刘福兴等 ．玻璃钢储罐防雷技术探讨 谢 地。在此雷电流的传输过程中，防雷装置中任意 式中：d一——开 口处发生击穿的极限距离，ITI； 一 点的暂态电位可表示为： — — 电感降压 的空气击穿场强，E，．= 600(1+1／tz)； uA=iRg+hLo (1) — — 回路感应电压幅值，V； 式中： ——，4点对真实地的暂态电位，kV； 肘——互感系数； ／——雷电流波头时间变化率，kA／l~s； ，c——分支导体上流过的雷电流幅值，A； — — 雷电流 ，kA； 7-广 雷电流波头时间， s。 船——接地体的冲击接地电阻，Q； 式(4)中，波头时间可取为苛刻情况下的数 — — 引下线单位长度电感，txH／m； 值0．25txs。如果回路的开口距离小于di，则开 — — 4点到接地体的长度，m。 口处的空气就会在回路感应过电压作用下发生击 由(1)式可知，防雷装置中任意一点暂态 电 穿，出现火花放 电，这将可能引燃周围易燃介 位的幅值取决于由雷电流幅值与冲击接地 电阻所 质，产生灾害。1989年黄岛油库大火，就是雷电 决定的电阻压降和由雷电流波头陡度与引下线的 感应在混凝土油罐暴露的钢筋断 口，引起电火 电感压降。电阻压降和电感压降使空气击穿的电 花，引燃易燃介质导致的重大雷电灾害事故。 场强度是有差异的，电阻压降的空气击穿场强可 近似取为500kv／m，而电感压降的空气击穿场强E 3 玻璃钢储罐防雷技术措施 则与雷电流的波头时间有关，它们之问的关系为： 3．1 直击雷防护措施 E ：600(1+ ) (2) 1 3．1．1 采用独立避雷针防护 式中：E—— 电感压降的空气击穿场强，kv／m； 根据 《石油与石油设施雷 电规范》 (GB r，——雷电流波头时间， s。 15599--2009)第4．2．1条、第4．2．2条及 《建筑 防雷装置暂态电位升高使得它与周围不共地 物防雷设计规范》 (GB50057--2010)第 4．2．1 或无接地的金属体之间出现暂态 电位差。当玻璃 条的规定 J，通过装设独立避雷针对玻璃钢储罐 钢储罐防雷装置或顶部金属构件遭受雷击时，在 进行直击雷防护，独立避雷针与被保护储罐的水平 不共地的金属构件之间的暂态 电位差 “的作用 距离应满足式 (5)、(6)的要求，但不应小于3m。 下，如果两者之间的间隙距离满足式(3)： 当h 5R 时， LohI~ (3) d + S。≥0．4( +0．1h) (5) ／5R tr／ 则防雷装置与玻璃钢储罐金属构件之间或玻 当h≥5Ri时， 璃钢储罐金属构件之间的空气间隙将被击穿，使 Js。≥0．1(R +0．1h) (6) 得带上高电位，并可能引发多个金属构件之间的 式中： ——储罐顶高度或计算点的高度，IYI； 一 系列 反击 ，导致严 重的火灾事 故、设施 损 尺——避 雷针接地装置 的冲击接地 电 坏等 。 阻，Q。 根据 《石油库设计规范》 (GB50074--2002) 2．3 电磁感应危害 附录B中储存易燃油品的地上固定顶油罐爆炸危 雷电感应对玻璃钢储罐的危害主要通过由护 险区域划分 J，以通气孔为中心半径为 1．5m的 栏、上罐梯、保温层骨架等金属构件组的回路感 球形空间划为 1区。避雷针的保护范围应保护到 应产生的过电压引起破坏或引发火灾、爆炸等 罐顶呼吸阀、阻火器上方 1．5m。独立避雷针保 事故。 护范围的计算方法采用滚球法，计算公式依据 电磁感应的过电压幅值达到一定程度，回路 《建筑物防雷设计规范》(GB50057--2010)附录 开 口距离足够小，才能产生破坏。回路开 口处发 A，取滚球半径hr=30ITI。等高双针或等高四针 生击穿的极限距离为： 组合的保护范围大于单针，优先采用等高双针或 d～ ： ： (4) 等高四针。 豫 石油化工安全环保技术 蠢 2012年第28卷第6期 15599--2009)第 4．2。4条的规定，玻璃钢储罐的 防护护栏、上罐梯、阻火器、呼吸阀、量油孔、 人孔、透光孔、法兰等金属附件均匀连接至接地 装置。具体连接措施包括：罐顶呼吸阀、阻火器 的金属构件等电位连接后，经连接线汇总至一点 后与防护护栏下金属平台连接 ，连接导线mlTl的镀锡编织铜导线；罐顶靠 近罐壁处量油孔的金属孑L帽就近与平台连接；外 保温层金属骨架网格节点处焊接或螺栓压接，骨 图1 矩形布置的四支等高避雷针保护范围示意 架上端与平台连接，中间部分与上罐梯连接；测 温孔、人孔、法兰等金属附件就近与骨架连接 ； 3．1．2 直接在罐顶装设避雷针 上罐梯下端、骨架下端与环形接地装置连接 ，连 在采用独立避雷针难以实现时，可在玻璃钢 接点不少于2处，间距不大于 18IYI。玻璃钢储罐 储罐罐顶护栏处安装3～4支避雷针，避雷针的保 无外保温层时，从罐顶平台护栏处设置引下线， 护范围应保护到罐顶呼吸阀、阻火器上方 1．5m。 接地线m，上罐 避雷针在护栏处的安装位置应均匀分布。避雷针 梯、测温孔、人孔、法兰等金属附件就近与引下 的规格应满足下列要求： 线)针长 Im 时：圆钢 为 4,12；钢 管 为q)20。 3．4 其它应采取的防护技术措施 (2)针长 1～2m 时：圆钢为 +16；钢管 3．4．1 防雷电波侵入措施 为 25。 玻璃钢储罐上安装的自动火灾报警、液位监 储罐有外保温层时，引下线可利用保温层竖 控、温度监控等仪表的线路应穿金属配线管，配 向骨架，或明敷设置引下线，保温材料的阻燃性 线管上端与玻璃钢储罐罐顶平台做 电气连接 ，下 能应满足消防要求。当保温材料不能满足消防要 端与防雷接地装置连接。配线管进入储罐前埋地 求及储罐无外保温层时，引下线应明敷设置，距 敷设，埋地长度一般不应小于501TI。 离储罐壁距离大于0．1111，金属固定支架可与罐 3．4．2 玻璃钢储罐基础应采取的措施 壁接触。引下线的设计要求参考 《建筑物防雷设 对于基础为钢筋混凝土的玻璃钢储罐，为防 计规范》 (GB50057--2010)、 《建筑物防雷装置 止雷击时防雷装置接地装置或金属构件与基础内 施工与验收规范》 (DB37／1228--2009) 中的相 钢筋发生反击 ，应将基础 内钢筋连接成一个整体 关条款。 并与接地装置连接，基础承台应预留至少 2处接 3．2 接地装置 地端子板用于连接 j。桩基础接地 电阻满足防雷 玻璃钢储罐接地装置可参照金属储罐的做 接地要求时，可利用基础内结构钢筋作为防雷接 法，应设置环形防雷接地装置，接地点不应少于 地体，其中桩内主筋作为垂直接地体，承台(桩 2处，并沿罐周均匀或对称分布，其罐壁周长间 台板)内钢筋作为水平接地体。柱 内主筋至少2 距不大于 18m，环形水平接地体距罐壁的距离应 根分别与承台内上下2层配筋连接，连接方式宜 大于3m。接地线m 采用焊接。当设计要求不允许采用焊接时，可采 之间装设断接卡。接地线冲击接地电阻不应大于 用螺栓紧固的卡夹器连接。利用承台外圈2根直 10n。独立避雷针应设置独立接地装置，其接地 径不小于 10mm的配筋或沿桩台板外圈敷设不小 装置与玻璃钢储罐防雷接地装置之问的距离应满 于 25mm×4ITlm镀锌扁钢作为环形接地连接线独立避雷针与被保护储罐之间的距 环形接地线必须与桩内主筋连接。 离要求。 另外，采取将基础内钢筋与防地装置、金属 3．3 等电位连接措施 构件电气绝缘的措施 ，也同样可 以起到防止反击 依据 《石油与石油设施雷电安全规范》(GB 的作用。通过在基础承台台面及承台四周深度 2012年第28卷第6期 膏 刘福兴等 ．玻璃钢储罐防雷技术探讨 ☆ 0．8in的圆柱面上，铺设 1层厚度0．05m的沥青 参考文献： 层，以增大击穿电压，避免反击的发生 。 [1] HGT3983--2007耐化学腐蚀现场缠绕玻 3．4．3 防静电措施 璃钢大型容器 [s]．北京：石油工业 出 玻璃钢储罐用于储存易燃易爆油品时，除做 版社 。2007． 好完善的防雷措施外，还应防静电。在树脂中添 [2] GB15599--2009石油与石油设施雷电安全 加抗静电剂，改善复合材料的表面性能，提高导 规 范 [s] ．北 京：中 国标 准 出版 电性，防止使用时产生静电危害。 社 ．2009． [3] GB50057--1994建筑物 防雷设计规 范 4 结 语 [s]．2000版 ．北京：中国计划 出版 通过对玻璃钢储罐防雷现状的调研及雷击危 社 。2000． 害分析，根据雷电防护理论，结合国家现有防雷 [4] GB50074--2002石油库设计规范 [s]． 技术规范，对玻璃钢储罐防雷技术进行探讨，提 北京：中国计划出版社，2002． 出了玻璃钢储罐防雷技术。在玻璃钢储罐设计、 [5] 肖稳安，张小青 ．雷电与防护技术基础 施工时，将防雷应采取的措施、注意事项考虑进 [M]．北京：气象出版社，2006． 来 ，才能有效地改进玻璃钢储罐的防雷现状，从 [6] 杨仲江．防雷工程检测审核与验收 [M]． 根本上解决玻璃钢储罐的雷电安全问题。 北京：气象出版社，2005． (上接第23页) (3)事故得到控制后，查明事故原因，消除 (3)不同气象条件下，柴油储罐(20000ITI) 隐患，落实防范措施。同时，总结经验教训，并 火灾事故产生烟尘最大落地浓度为30．93mg／In。， 按事故报告程序 向主管部门报告。 对周围环境将造成一定影响，但这种影响是暂时 的，一旦火灾被扑灭，烟尘影响也随之消失。 4 小 结

　　2025年人教版八年级下册数学第十九章一次函数第1课时常量、变量和函数的概念.pptx

　　2025年人教版七年级下册地理第七章我们生活的大洲——亚洲第二节人文环境第2课时经济发展快，地区差异大.pptx

　　M6网页版 米乐M6官网登录入口

　　2025年人教版七年级下册地理第八章我们邻近的地区和国家第四节俄罗斯第1课时世界面积最大的国家.pptx

　　2025年人教版八年级下册数学第十九章一次函数《函数》自测试卷.pptx

　　米乐官方网页版入口

　　2025年人教版八年级下册数学第二十章数据的分析第2课时平均数(2).pptx

　　2025年人教版八年级下册数学第十八章平行四边形第9课时菱形的性质.pptx

　　M6网页版 米乐M6官网登录入口

　　2025年人教版八年级下册数学第十九章一次函数第2课时函数自变量的取值范围.pptx

　　2025年人教版八年级下册数学第十九章一次函数第5课时函数的三种表示方法.pptx

　　2025年人教版八年级下册数学第十八章平行四边形培优提升专题1平行四边形的性质与判定.pptx

　　教科版（2019）高中信息技术必修第一册教学设计：2.1计算机解决问题的过程.docx

　　米乐官方网页版入口

　　原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者