石油化工裝置防雷設計規(guī)范GB50650-2011課件

石油化工裝置防雷設計規(guī)范 GB50650 2011中國國家標準主編單位 中國石化工程建設公司參編單位 中國石化集團上海工程有限公司中國石化集團洛陽石油化工工程公司中國寰球工程公司中國天辰工程有限公司中國五環(huán)工程有限公司自2011年12月1日實施 編制目的長期以來 石油化工生產(chǎn)裝置的防雷設計是遵照國家標準 建筑物防雷設計規(guī)范 GB50057的規(guī)定進行的 但是 由于該規(guī)范不包含石油化工戶外裝置的設計內(nèi)容 造成石油化工裝置防雷設計的不便 故編制本規(guī)范 石油化工生產(chǎn)裝置包括戶外場所和設施 以往設計單位在進行這部分防雷設計時 都是參照國內(nèi)外的各種設計資料 如公司規(guī)定 進行的 導致防雷設計的內(nèi)容和做法很不一致 缺乏依據(jù) 需要統(tǒng)一和規(guī)范 目次1總則2術(shù)語3防雷場所分類4基本規(guī)定5戶外裝置的防雷6防雷裝置 適用范圍本規(guī)范適用于新建 改建和擴建石油化工裝置及其輔助生產(chǎn)設施的防雷設計 不適用于原油的采集 長距離輸送 石油化工裝置廠區(qū)外油品儲存及銷售設施的防雷設計 條文說明 本規(guī)范的適用范圍主要是以原油煉制及其衍生物加工為主的石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)裝置 包括煉油 烯烴 化肥 化纖等生產(chǎn)裝置 生產(chǎn)特性與石油化工裝置相近的化工裝置 可根據(jù)裝置構(gòu)成確定是否采用本規(guī)范 生產(chǎn)特性與石油化工裝置不同的部分 例如煤化工企業(yè)的煤處理部分 則應遵守其他有關(guān)規(guī)范的規(guī)定 對于油田的原油采集系統(tǒng) 油品的長距離輸送系統(tǒng) 石油化工裝置廠區(qū)外的大容量油品儲存系統(tǒng)和商業(yè)油品的銷售系統(tǒng) 由于它們都有相關(guān)的國家級設計規(guī)范 本規(guī)范不適用 同時應明確 1本規(guī)范不適用于粉塵燃爆的環(huán)境 2對易燃 易爆氣體環(huán)境下的防爆和保護應執(zhí)行相關(guān)的規(guī)定 不宜將本規(guī)范作為防雷保護的手段 2術(shù)語2 0 1石油化工裝置 以石油 天然氣及其產(chǎn)品為原料 生產(chǎn)石油化工產(chǎn)品 或中間體 的生產(chǎn)裝置 2 0 2輔助生產(chǎn)設施 配合主要工藝裝置完成其生產(chǎn)過程而必需的設施 包括罐區(qū) 中央化驗室 污水處理廠 維修間 火炬等 2 0 3廠房房屋 設有屋頂 建筑外圍護結(jié)構(gòu)全部采用封閉式墻體 含門 窗 構(gòu)造的生產(chǎn)性 儲存性 建筑物 2 0 4戶外裝置區(qū) 露天或?qū)Υ髿獬ㄩ_ 空氣暢通的場所 2 0 5半敞開式廠房 設有屋頂 建筑外圍護結(jié)構(gòu)局部采用墻體 所占面積不超過該建筑外圍護體表面面積的三分之一 不含屋頂和地面的面積 的生產(chǎn)性建筑物 2 0 6敞開式廠房 設有屋頂 不設建筑外圍護結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)性建筑物 2 0 7雷擊2 0 8直擊雷2 0 9雷電感應 包括雷電靜電感應和雷電電磁感應 注 防雷規(guī)范 GB50057 2010中分別稱為閃電感應 閃電靜電感應 閃電電磁感應2 0 10雷電波侵入 注 防雷規(guī)范 GB50057 2010中稱為閃電電涌侵入 2 0 11防雷裝置 LPS 由外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置組成 2術(shù)語2 0 12外部防雷裝置 由接閃器 引下線和接地裝置組成 2 0 13內(nèi)部防雷裝置 由等電位連接和與外部防雷裝置的電氣絕緣組成 注 防雷規(guī)范 GB50057 2010中由防雷等電位連接和與外部防雷裝置的間隔距離組成 2 0 14接閃器2 0 15引下線2 0 16接地裝置2 0 17接地體2 0 18接地線2 0 19等電位連接網(wǎng)絡 將所有導電性物體 帶電導體除外 互相連接到接地裝置的一個系統(tǒng) 注 防雷規(guī)范 GB50057 2010中將建筑物和建筑物內(nèi)系統(tǒng) 帶電導體除外 的所有導電性物體互相連接組成的一個網(wǎng) 2 0 20接地系統(tǒng)2 0 21接地電阻 接地極或自然接地體的對地電阻和接地線電阻的總和2 0 22工頻接地電阻2 0 23沖擊接地電阻 3防雷場所分類3 0 1石油化工裝置的各種場所 應根據(jù)能形成爆炸性氣體混合物的環(huán)境狀況和空間氣體的消散條件 劃分為廠房房屋類或戶外裝置區(qū) 條文說明在進行戶內(nèi)場所的防雷設計時 目的是防止雷擊時點燃建筑物內(nèi)部的爆炸危險區(qū)域 引起空間爆炸 造成危害 對于石油化工裝置眾多的戶外場所而言 出現(xiàn)有爆炸危險濃度的氣體空間 在工程上是不可能用防雷設施加以保護的 防雷設計主要保護設備和設施 對易燃 易爆放散管口的防雷保護也主要是保護設備并減少雷擊火災的可能 由于戶內(nèi)場所和戶外場所產(chǎn)生爆炸的差別 本規(guī)范對這兩類場所的防雷保護分別作出了規(guī)定 1廠房房屋類 各種封閉的廠房 機器設備間 包括泵房 輔助房屋 倉庫等 此類場所為封閉性的 能限制爆炸性氣體混合物向大氣擴散 并在一定時間內(nèi)維持其爆炸危險濃度 一旦點燃 其爆炸壓力巨大 將導致設備和建筑物破損 對此類場所采用外部防雷裝置進行全面的保護 2戶外裝置區(qū) 爐區(qū) 塔區(qū) 機器設備區(qū) 靜設備區(qū) 儲罐區(qū) 液體裝卸站 粉粒料筒倉 冷卻塔 框架 管架 煙囪 火炬等 此類場所為露天的或?qū)Υ髿獬ㄩ_的 空氣通暢 爆炸性氣體混合物易于消散 爆炸危險濃度消失較快 一旦點燃 其爆炸壓很低 不易造成危害者 對此類場所側(cè)重于戶外設備的防雷保護 3防雷場所分類3 0 2半敞開式和敞開式廠房 亦應根據(jù)其敞開程度 劃分為廠房房屋類或戶外裝置區(qū) 有屋頂而墻面敞開的大型壓縮機廠房應劃為廠房房屋類 設備管道布置稀疏的框架應劃為戶外裝置區(qū) 條文說明建筑結(jié)構(gòu)為敞開式 半敞開式的場所是屬于廠房房屋類場所和戶外裝置區(qū)場所之間的過渡場所 宜根據(jù)建筑形式 易燃易爆物質(zhì)放散的量和通風條件確定該局部的防雷設計 在易燃易爆物質(zhì)放散不利的環(huán)境 宜按戶內(nèi)場所設計 4基本規(guī)定4 1 1石油化工裝置廠房房屋類場所的防雷設計 應符合 建筑物防雷設計規(guī)范 GB50057的有關(guān)規(guī)定 4 2 1石油化工裝置的戶外裝置區(qū) 遇下列情況之一時 應進行防雷設計 1安置在地面上高大 聳立的生產(chǎn)設備 2通過框架或支架安置在高處的生產(chǎn)設備和引向火炬的主管道等 3安置在地面上的大型壓縮機 成群布置的機泵等轉(zhuǎn)動設備 4在空曠地區(qū)的火炬 煙囪和排氣筒 5安置在高處易遭受直擊雷的照明設施 本條為強制性條文 條文說明本規(guī)范的重點是戶外裝置區(qū)的防雷 在石油化工裝置的戶外裝置區(qū) 本規(guī)范不是像現(xiàn)行國家標準 建筑物防雷設計規(guī)范 GB50057那樣要進行年預計雷擊次數(shù)的計算 而是引用了其概念 易受雷擊的概念 雷擊的破壞后果等 對某些場所是否防止直擊雷擊作出明確規(guī)定 在本條中明確規(guī)定了需要進行防雷的各種情況 主要是易遭受雷擊的高大設備和一些重要生產(chǎn)設備 4基本規(guī)定4 2 2石油化工裝置的戶外裝置區(qū) 遇下列情況之一時 可不進行防直擊雷的設計 1在空曠地區(qū)分散布置的水處理場所 重要設備除外 2安置在地面上分散布置的少量機泵和小型金屬設備 3地面管道和管架 條文說明在石油化工裝置的戶外裝置區(qū) 并不是所有場所都需要進行防雷的 在水處理廠場所和一些罐區(qū) 地面空曠 分散布置的有少量機泵 3 4臺及以下 和矮小金屬設備 不必要進行防直擊雷的設計 在地面上布置的管道和管架亦如此 只需要進行防雷電感應的接地 4基本規(guī)定4 2 3防直擊雷的接閃器設計 宜利用生產(chǎn)設備的金屬實體 但應符合下列規(guī)定 1用作接閃器的生產(chǎn)設備應為整體封閉 焊接結(jié)構(gòu)的金屬靜設備 轉(zhuǎn)動設備不應用作接閃器 2用作接閃器的生產(chǎn)設備應有金屬外殼 其易受直擊雷的頂部和外側(cè)上部應有足夠的厚度 鋼制設備的壁厚應大于或等于4mm 其他金屬設備的壁厚見表6 1 5中的厚度t值 條文說明本條是戶外裝置區(qū)防雷的主要措施 生產(chǎn)設備的本體防雷保護 石油化工裝置的戶外裝置區(qū) 各種工藝設備和容器 幾乎全是金屬的 鋼的 本身大都能承受直擊雷的沖擊 只要能滿足爆炸危險環(huán)境的要求 利用設備本體作為防雷的接閃器和引下線 是十分方便和經(jīng)濟的 利用生產(chǎn)設備 直立式金屬靜設備 的外殼作為防直擊雷擊的接閃器和引下線 要求生產(chǎn)設備是整體封閉和焊接的 而且要有一定的厚度 使在雷擊點上電流不能熔穿外殼 轉(zhuǎn)動 驅(qū)動 設備本身有運動部件 還有電動機等電氣設備 其本體不能接收和傳導雷電流 規(guī)定不能用作接閃器 生產(chǎn)設備的頂部和外側(cè)上部是易接受直擊雷擊的部分 要重點加以保護 一般而言 所謂頂部和外側(cè)上部是指總高度80 以上的部分 4基本規(guī)定4 2 4易受直擊雷擊且在附近高大生產(chǎn)設備 框架和大型管架 已用作接閃器 等的防雷保護范圍之外的下列設備 應另行設置接閃器 1轉(zhuǎn)動設備 2不能作為接閃器的金屬靜設備 3非金屬外殼的靜設備 4 2 5接閃器的防雷保護范圍應采用下列方法之一 1 建筑物防雷設計規(guī)范 GB50057規(guī)定的滾球法的規(guī)定 滾球半徑取45m 2接閃器頂部與被保護參考平面的高差和保護角應符合表4 2 5中的規(guī)定或現(xiàn)行 雷電防護第3部分 建筑物的物理損壞和生命危險 GB T21714 3的有關(guān)規(guī)定 表4 2 5接閃器頂部與被保護參考平面的高差和保護 4基本規(guī)定4 2 6防直擊雷的引下線設計 應符合下列規(guī)定 1安置在地面上高大 聳立的生產(chǎn)設備應利用其金屬殼體作為引下線 2生產(chǎn)設備通過框架或支架安置時 應優(yōu)先利用金屬框架作為引下線 3高大爐體 塔體 桶倉 大型設備 框架等應至少使用兩根引下線 引下線的間距不應大于18m 4在高空布置 較長的臥式容器和管道 如送往火炬的管道 應在兩端設置引下線 長度超過18m時應增加引下線數(shù)量 5引下線應以盡量直的和最短的路徑直接引至接地體 應有足夠的截面和厚度 并在地面以上加機械保護 6利用柱內(nèi)縱向主鋼筋作為引下線時 柱內(nèi)縱向主鋼筋應采用箍筋綁扎或焊接 條文說明高大和高空指生產(chǎn)設備周圍無更高物體對其屏蔽或影響易受直接雷擊者 4基本規(guī)定4 2 7防雷電感應的設計 應符合下列規(guī)定 1在戶外裝置區(qū)場所 所有金屬的設備 框架 管道 電纜金屬保護層 鎧裝 鋼管 槽板等 和放空管口等 均應連接到防感應雷的接地裝置上 設專用引下線時 鋼筋混凝土柱子的鋼筋 亦應在最高層頂和地面附近分別引出接到接地線 網(wǎng) 2本條第1款所述的金屬物體 與附近引下線之間的空間距離應按下式確定 S 0 075KcLx 4 2 7 式中 S 空間距離 m Kc 分流系數(shù) 單根引下線取1 兩根引下線及接閃器不成閉合環(huán)的多根引下線取0 66 接閃器成閉合環(huán)的或網(wǎng)狀的多根引下線取0 44Lx 引下線計算點到接地連接點的長度 m 3如果空間距離不滿足要求 應在高于連接點的地方增加接地連接線 4平行敷設的金屬管道 框架和電纜金屬保護層等 當其間凈距小于100mm時應每隔30m進行金屬連接 相交或相距處凈距小于100mm時亦應連接 4基本規(guī)定4 2 8防雷的接地裝置設計 應符合下列規(guī)定 1利用金屬外殼作為接閃器的生產(chǎn)設備 應在金屬外殼底部不少于兩處接至接地體 2另行設置的接閃器 均應有引下線直接接至接地體 3防直擊雷用的每根引下線所直接連接的接地體 其沖擊接地電阻不應大于10 并符合下列規(guī)定 1 接地電阻計算中 每處接地體各支線的長度應小于或等于接地體的有效長度le 2 le的計算和沖擊接地電阻的換算應按照GB50057的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行 4防雷電感應的接地體 其工頻接地電阻不應大于30 5防直擊雷的接地體應與防雷電感應和電力設備用的接地體連接成一個整體的接地系統(tǒng) 但防直擊雷用的接地體 接地電阻應滿足第3款要求 條文說明在工程設計中 一般都將防直擊雷擊的接地體與防雷電感應的接地體在地下連接起來 或者共用 并且還與電力設備的保護接地網(wǎng) 其接地體一般在變電所附近 連接 因此 不易看清那組接地體是防直擊雷擊用的 雷電流經(jīng)最近的引下線流入地中 經(jīng)斷接卡后的接地線 在接地體上流散入大地 由于雷電流的沖擊性能 限制了它只能在一定范圍內(nèi)流散 即出現(xiàn)了接地體的有效長度le 4基本規(guī)定4 3戶外裝置區(qū)的排放設施4 3 1安裝在生產(chǎn)設備易受直擊雷的頂部和外側(cè)上部并直接向大氣排放的排放設施 如 放散管 排風管 安全閥 呼吸閥 放料口 取樣口 排污口等 以下稱放空口 應根據(jù)排放的物料和濃度 排放的頻率或方式 正常或事故排放 手動或自動排放等生產(chǎn)操作性質(zhì)和安裝位置分別進行防雷保護 條文說明石油化工裝置用的排放設施種類較多 由于它們所處的排放狀況不同 防雷設計時的安全措施也應有所區(qū)別 可能會提出多種要求 在工程中不易處理 再則 由于是在戶外場所 排放的物料容易擴散 排放的量一般不會大 即使發(fā)生爆炸 破壞的程度也不大 因此 本規(guī)范采取的措施為 對極少數(shù)嚴重的排放情況重點加以保護 要設置外加的接閃器 防止出現(xiàn)大的危害 對大多數(shù)的排放情況規(guī)定直接利用放空管口作為接閃器來保護 4基本規(guī)定4 3 2屬于下列情況之一的放空口 應設置接閃器加以保護 此時 放空口外的爆炸危險氣體空間應處于接閃器的保護范圍內(nèi) 且接閃器的頂端應高出放空口3m 水平距離應遠離4m 5m 儲存閃點低于或等于45 C的可燃液體的1設備 在生產(chǎn)緊急停車時連續(xù)排放 其排放物達到爆炸危險濃度者 包括送火炬系統(tǒng)的管路上的臨時放空口 但不包括火炬 2儲罐 其呼吸閥不帶防爆阻火器者 4 3 3屬于下列情況之一的放空口 宜利用金屬放空管口作為接閃器 此時 放空管口的壁厚應大于或等于表6 1 5中的厚度t 值 且應在放空管口附近將放空管與最近的金屬物體進行金屬連接 1儲存閃點低于或等于45 C的可燃液體的設備 a生產(chǎn)正常時連續(xù)排放的排放物可能短期或間斷地達到爆炸危險濃度者 b生產(chǎn)波動時設備內(nèi)部超壓引起的自動或手動短時排放的排放物可能達到爆炸危險濃度的安全閥等 c停工或維修時需短期排放的手動放料等 2儲存閃點低于或等于45 C的可燃液體的儲罐上帶有防爆阻火器的呼吸閥 3在空曠地點孤立安裝的排氣塔和火炬 4基本規(guī)定4 3 2 4 3 3條文說明關(guān)于排放設施的防雷保護 其要點如下 1要保護的是安裝在和延伸到生產(chǎn)設備頂部和外側(cè)上部的排放設施 即稱為放空口者 因為它們最可能遭受到雷擊 2呼吸閥實際上是最危險的一種排放設施 它經(jīng)常在呼和吸有爆炸危險濃度的氣體 只有合格的防爆阻火器才能隔離爆炸的傳遞 3生產(chǎn)裝置發(fā)生緊急停車也是最危險的 此時有關(guān)的放空口不能再出現(xiàn)任何故障 即使此時雷擊的機率極低 亦應加以保護 4基本規(guī)定4 4其他措施4 4 1當廠房房屋和戶外裝置區(qū)兩類的場所混合布置時 應按下列原則進行防雷設計 1上部為框架下部為廠房布置時 應符合戶外裝置區(qū)的相關(guān)要求 2上部為廠房下部為框架布置時 應符合廠房房屋類的相關(guān)要求 3廠房和框架毗鄰布置時 應符合各自的相關(guān)要求 4 4 2裝置控制室 戶內(nèi)裝置變電所等 均應作為廠房房屋類按照 建筑物防雷設計規(guī)范 GB50057的規(guī)定進行防雷設計 5戶外裝置的防雷5 1爐區(qū)5 1 1金屬框架支撐的爐體 其框架應用連接件與接地裝置相連 5 1 2混凝土框架支撐的爐體 應在爐體的加強板 筋 類附件上焊接接地連接件 引下線應采用沿柱明敷的金屬導體或直徑不小于10mm的柱內(nèi)主鋼筋 5 1 3直接安裝在地面上的小型爐子 應在爐體的加強板 筋 上焊接接地連接件 接地線與接地連接件連接后 沿框架引下與接地裝置相連 5 1 4每臺爐子應至少設兩個接地點 且接地點間距不應大于18m 每根引下線的沖擊接地電阻不應大于10 5 1 5爐子上接地連接件應安裝在框架柱子上高于地面不低于450mm的位置 5 1 6爐子上的金屬構(gòu)件均應與爐子的框架作等電位連接 條文說明強調(diào)金屬性爐子支撐方式的不同其引下線有所不同 5戶外裝置的防雷5 2塔區(qū)5 2 1獨立安裝或安裝在混凝土框架內(nèi) 頂部高出框架的鋼制塔體 其壁厚大于或等于4mm時 應以塔體本身作為接閃器 條文說明石油化工裝置中的塔器 其安裝方式一般可分為兩類 一類利用塔器本身的裙座支撐 獨立安裝 另一類則是安裝在框架內(nèi) 此框架可以是鋼框架 也可以是混凝土框架 借助框架梁柱作為承力結(jié)構(gòu) 5 2 2安裝在塔頂和外側(cè)上部的放空管以及本規(guī)范第5 11 2條規(guī)定的管口外空間 均應處于接閃器的保護范圍內(nèi) 5戶外裝置的防雷5 2 3塔體作為接閃器時 接地點不應少于2處 并應沿塔體周邊均勻布置 引下的間距不應大于18m 引下線應與塔體金屬底座上預設的接地耳相連 與塔體相連的非金屬物體或管道 當處于塔體本身保護范圍之外時 應在合適的地點安裝接閃器加以保護 條文說明由于石油化工裝置塔器高度較高 受雷擊的概率也大 為使局部區(qū)域電位分布均勻 減小引下線上電壓降 降低反擊危險 規(guī)定塔器引下線不應少于兩根 并應沿塔器周邊均勻布置 如果塔器頂部安裝有非金屬物體或管道 例如 塔頂部的非金屬儀表箱 或與襯膠塔頂部出口所連的玻璃鋼管道等 可能處于塔體本身的保護范圍之外 則應局部采取防直擊雷的措施 5 2 4每根引下線的沖擊接地電阻不應大于10 接地裝置宜圍繞塔體敷設成環(huán)形接地體 5戶外裝置的防雷5 2 5用于安裝塔體的混凝土框架 每層平臺金屬欄桿應連接成良好的電氣通路 并應通過引下線與塔體的接地裝置相連 引下線應采用沿柱明敷的金屬導體或直徑不小于10mm的柱內(nèi)主鋼筋 利用柱內(nèi)主鋼筋作為引下線時 柱內(nèi)主鋼筋應采用箍筋綁扎或焊接 并在每層柱面預埋100 100mm鋼板 作為引下線引出點 與金屬欄桿或接地裝置相連 條文說明本條的規(guī)定是為了防止作為接閃器的塔器遭受雷擊時 雷電感應造成的危害 當框架高度較高時 還能有效防止側(cè)擊 5戶外裝置的防雷5 3靜設備區(qū)5 3 1獨立安裝或安裝在混凝土框架頂層平面 位于其他物體的防雷保護范圍之外的封閉式鋼制靜設備 其壁厚大于或等于4mm時 應利用設備本體作為接閃器 5 3 2非金屬靜設備 壁厚小于4mm的封閉式鋼制靜設備 當其位于其他物體的防雷保護范圍之外時 應設置接閃器加以保護 條文說明本條涉及到的情況在石油化工裝置中比較少見 但如果出現(xiàn)了這樣的靜設備 其內(nèi)部介質(zhì)一般是可燃性介質(zhì)或有毒有害介質(zhì) 因此其防雷保護是很有必要的 防直擊雷擊保護優(yōu)先采用在設備本體敷設網(wǎng)狀接閃器 避雷網(wǎng) 如采用有困難時也可采用獨立接閃桿 避雷針 或帶狀接閃器 避雷線 5 3 3安裝在靜設備上突出的放空管以及本規(guī)范第5 11 2條規(guī)定的管口外空間 均應處于接閃器的保護范圍內(nèi) 5 3 4金屬靜設備本體作為接閃器時 接地點不應少于2處 并應沿靜設備周邊均勻布置 接地點的間距不應大于18m 引下線應與靜設備底座預設的接地耳相連 5 3 5每根引下線的沖擊接地電阻不應大于10 接地裝置宜圍繞靜設備敷設成環(huán)形接地體 5戶外裝置的防雷5 3 6當金屬靜設備近旁有其他防雷引下線或金屬塔體時 應將靜設備的接地裝置與后者的接地裝置相連 且靜設備與引下線或金屬塔體的距離應滿足本規(guī)范第4 2 7條2款的要求 條文說明為防止近旁高大物體遭受直擊雷擊時 對設備造成的高電壓反擊而制定本條規(guī)定 依據(jù)見現(xiàn)行國家標準 建筑物防雷設計規(guī)范 GB50057第4 3節(jié)的規(guī)定 5 3 7安裝有靜設備的混凝土框架頂層平面 其平臺金屬欄桿應被連接成良好的電氣通路 并應通過沿柱明敷的引下線或柱內(nèi)主鋼筋與接地裝置相連 條文說明為防止雷電感應危害 作此規(guī)定 參見 建筑物防雷設計規(guī)范 GB50057第4 3節(jié)的規(guī)定 5戶外裝置的防雷5 4機器設備區(qū)5 4 1機器設備和電氣設備應位于防雷保護區(qū)內(nèi)以避免遭受直擊雷擊 5 4 2機器設備和電動機安裝在同一個金屬底板上時 應將金屬底板接地 安裝在單獨混凝土底座上或位于其它低導電材料制作的單獨底板上時 則應將此二者用接地線連接在一起并進行接地 5戶外裝置的防雷5 5罐區(qū)5 5 1金屬罐體應作防雷接地 接地點不應少于兩處 并應沿罐體周邊均勻布置 引下線的間距不應大于18m 每根引下線的沖擊接地電阻不應大于10 條文說明本條為強制性條文 在金屬儲罐的防雷措施中 儲罐的良好接地很重要 可以降低雷擊點的電位 反擊電位和跨步電壓 5 5 2儲存可燃物質(zhì)的儲罐 其防雷設計應符合下列規(guī)定 1鋼制儲罐的罐壁厚度大于或等于4mm 在罐頂裝有帶阻火器的呼吸閥時 應利用罐體本身作為接閃器 2鋼制儲罐的罐壁厚度大于或等于4mm 在罐頂裝有無阻火器的呼吸閥時 應在罐頂裝設接閃器 且接閃器的保護范圍應滿足本規(guī)范第5 11 2的要求 3鋼制儲罐的罐壁厚度小于4mm時 應在罐頂裝設接閃器 使整個儲罐在保護范圍之內(nèi) 罐頂裝有呼吸閥 無阻火器 時 接閃器的保護范圍應滿足第5 11 2的要求 4非金屬儲罐應裝設接閃器 使被保護儲罐和突出罐頂?shù)暮粑y等均處于接閃器的保護范圍之內(nèi) 接閃器的保護范圍應滿足本規(guī)范第5 11 2的要求 5覆土儲罐當埋層不小于0 5m時 罐體應不考慮防雷設施 儲罐的呼吸閥露出地面時 應采取局部防雷保護 接閃器的保護范圍應滿足本規(guī)范第5 11 2的要求 5戶外裝置的防雷6非鋼制金屬儲罐的頂板厚度大于或等于表6 1 5中的厚度t值時 應利用罐體本身作為接閃器 頂板厚度小于表6 1 5中的厚度t值時 應在罐頂裝設接閃器 使整個儲罐在保護范圍之內(nèi) 條文說明儲存可燃介質(zhì)儲罐的防雷接地設計規(guī)定解釋如下 1英 美 蘇 日 德等國認為金屬儲罐 當罐頂?shù)慕饘侔逵幸欢ê穸?呼吸閥上安裝阻火器 且儲罐與管線有良好的連接 罐體有良好的接地時 儲罐就具有防雷能力了 不再裝設避雷針 線 金屬儲罐防雷頂板的厚度 各國要求不同 規(guī)定頂板厚度的要求 目的是當儲罐遭到雷擊時 金屬儲罐的頂板不會被擊穿 同時雷擊時在罐頂產(chǎn)生的熱能 不致引起罐內(nèi)可燃介質(zhì)著火 根據(jù)儲罐的雷擊模擬實驗 當雷擊電流為146 6kA 220kA 即能量為133 4J 201 8J 電量為6 68C 10 09C 時 鋼板熔化的深度僅為0 076mm 0 352mm 頂板的背面 油罐內(nèi)的一面 的鋼板溫度約在50 C 70 C之間 若用最大自然雷電量100C的能量計算 鋼板熔化的深度約為1 55mm 2覆土油罐一般有覆土金屬儲罐和覆土非金屬儲罐兩種類型 國外對覆土儲罐的防雷設施 沒有明確的規(guī)定 雷電防護第3部分 建筑物的物理損壞和生命危險 GB T21714 3 2008第28頁附錄D中的 被土壤覆蓋的儲油罐和輸送管道也不需要安裝接閃器 在這些裝置內(nèi)使用儀器 設備必須得到批準 且應根據(jù)建筑物類型進行雷電保護 5戶外裝置的防雷5 5 3浮頂儲罐 包括內(nèi)浮頂儲罐 應利用罐體本身作為接閃器 浮頂與罐體應有可靠的電氣連接 浮頂儲罐的防雷設計應按 石油庫設計規(guī)范 GB50074的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行 條文說明關(guān)于外浮頂儲罐的防雷問題 在APIRP545 地上儲罐防雷保護最新實驗的更新狀況 中 形成的結(jié)果和初步意見如下 1 基于相關(guān)的試驗表明 取消能夠引起火災 安裝于液體表面上或二次密封處的導電片是合理的 特別是如果在二次密封和罐壁之間存在間隙時 2 最好抵御雷電點燃的方法是使在導電片附近不出現(xiàn)可燃氣體的混合物 即緊密的密封 3 需加強密封導電路徑的檢查和維護 4 當有強雷擊時 限制人員進入罐區(qū) 5 在雷擊時 內(nèi)浮頂罐比外浮頂罐更不易于被點燃 6 標準的導電片的設計是一個密封的組合設計 它能夠提供并行的金屬導電路徑 通過懸掛的機械部分到任何浸沒在液體內(nèi)的導電片 多重接地路徑的出現(xiàn) 沒有引起一些型式的修改 如 可燃氣體混合物的空間等 7 位于可燃氣體混合物空間內(nèi)的金屬密封可能是點火源 目前 最新出版的APIRP545 地上儲罐防雷保護 已經(jīng)給出一個明確的做法 即將導電片至少移至液體產(chǎn)品表面下0 3m處 另外 外浮頂罐的防雷是一個多專業(yè)配合協(xié)作的工作 涉及設計 制造等多個環(huán)節(jié) 5戶外裝置的防雷5 6可燃液體裝卸站5 6 1露天裝卸作業(yè)場所 可不裝設接閃器 但應將金屬構(gòu)架接地 5 6 2在棚內(nèi)裝卸作業(yè)場所 應在棚頂裝設接閃器 5 6 3進入裝卸站臺的可燃液體輸送管道應在進入點接地 沖擊接地電阻不應大于10 條文說明5 6 1根據(jù)安全運行制度的要求 雷雨天原則上避免進行露天裝卸作業(yè) 可不設接閃器 5 7粉 粒料桶倉5 7 1獨立安裝或成組安裝在混凝土框架上 頂部高出框架的金屬粉 粒料桶倉 當其壁厚滿足表6 1 5中的厚度t值的要求時 應利用粉 粒料桶倉本體作為接閃器 并應作良好接地 5 7 2獨立安裝或成組安裝在混凝土框架上 頂部高出框架的非金屬粉 粒料桶倉 應裝設接閃器 使粉 粒料桶倉和突出桶倉頂?shù)暮粑y等均處于接閃器的保護范圍之內(nèi) 并應接地 接閃導線網(wǎng)格尺寸不應大于10m 10m或12m 8m 5 7 3每一金屬桶倉接地點不應少于2處 并應沿粉 粒料桶倉周邊均勻布置 引下線的間距不應大于18m 5戶外裝置的防雷5 8框架 管架和管線5 8 1鋼框架 管架應通過立柱與接地裝置相連 其連接應采用接地連接件 連接件應焊接在立柱上高于地面不低于450mm的地方 接地點間距不應大于18m 每組框架 管架的接地點不應少于兩處 5 8 2混凝土框架 管架上的爬梯 電纜支架 欄桿等鋼制構(gòu)件 應與接地裝置直接連接或通過其它接地連接件進行連接 接地間距不應大于18m 5 8 3管線的防雷設計應符合下列規(guī)定 1每根金屬管道均應與已接地的管架作等電位連接 其連接應采用接地連接件 多根金屬管線可互相連接后 應再與已接地的管架作等電位連接 2平行敷設的金屬管道 其間凈距小于100mm時應每隔30m進行金屬線連接 管道交叉點凈距小于100mm時 其交叉點應用金屬線跨接 3管架上敷設輸送可燃性介質(zhì)的金屬管道 在始端 末端 分支處 均應設置防雷電感應的接地裝置 其工頻接地電阻不應大于30 4進出生產(chǎn)裝置的金屬管道 在裝置的外側(cè)應接地 并應與電氣設備的保護接地裝置和防雷電感應的接地裝置相連接 條文說明5 8 3管線的防雷應按常規(guī)的金屬管線防雷防靜電的做法執(zhí)行 5戶外裝置的防雷5 9冷卻塔5 9 1不同型式的冷卻塔 防雷設計應符合下列規(guī)定 1自然通風開放式冷卻塔和機械鼓風逆流式冷卻塔應將塔頂平臺四周金屬欄桿連接成良好電氣通路 應在塔頂平面用接閃導線組成金屬網(wǎng)格 在爆炸危險環(huán)境2區(qū)其網(wǎng)格尺寸不大于10m 10m或12m 8m 在非爆炸危險區(qū)域為不大于20m 20m或24m 16m 2自然通風風筒式冷卻塔 雙曲線塔 應在塔檐上裝設接閃器 3機械抽風逆流式或橫流式冷卻塔應在風筒檐口裝設避雷網(wǎng) 塔頂平臺四周金屬欄桿連接成良好電氣通路 每個風筒至少用二根引下線連至兩側(cè)金屬欄桿 4建筑物頂附屬的小型機械抽風逆流式冷卻塔 如處在建筑物的防雷保護范圍之內(nèi) 則不另裝接閃器 條文說明冷卻塔分為干式 濕式和干濕式三大類 石油化工裝置常用濕式冷卻塔 1自然通風開放式和機械鼓風逆流式冷卻塔塔頂無風筒 為四周有欄桿的平頂 2雙曲線塔屬鋼筋混凝土構(gòu)造 塔頂無平臺且高度較高 3機械抽風逆流式或橫流式冷卻塔在塔頂都安裝有風筒 風筒材料一般都是玻璃鋼 且制造廠在制作風筒時在檐口預留了安裝網(wǎng)狀接閃器 避雷網(wǎng) 的孔洞或預制件 4建筑物頂附屬的小型機械抽風逆流式冷卻塔 如確實不在建筑物的防雷保護范圍之內(nèi) 可借鑒本條第三款的防雷措施 5戶外裝置的防雷5 9 2引下線應沿冷卻塔建 構(gòu)筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置 其間距不應大于18m 自然通風風筒式冷卻塔宜利用塔體主筋作為引下線 其他型式冷卻塔可以利用柱內(nèi)鋼筋作為引下線 也可沿柱面敷設引下線 5 9 3爆炸危險環(huán)境2區(qū)的冷卻塔 每根引下線的沖擊接地電阻不應大于10 對于非爆炸危險環(huán)境的冷卻塔 每根引下線的沖擊接地電阻不應大于30 接地裝置宜圍繞冷卻塔建構(gòu)筑物敷設成環(huán)形接地體 5 9 4冷卻塔鋼樓梯 進 出水鋼管應與冷卻塔接地裝置相連 條文說明制定本條的目的是防雷電感應 5戶外裝置的防雷5 10煙囪和火炬5 10 1鋼筋混凝土煙囪 宜在煙囪上裝設接閃器保護 多支接閃桿應連接在閉合環(huán)上 5 10 2當鋼筋混凝土煙囪無法采用單支或雙支接閃桿保護時 應在煙囪口裝設環(huán)形接閃導線 并應對稱布置三支高出煙囪口不低于0 5m的接閃桿 5 10 3鋼筋混凝土煙囪的鋼筋應在其頂部和底部與引下線和貫通連接的金屬爬梯相連 宜利用鋼筋作為引下線 可不另設專用引下線 5 10 4高度不超過40m的煙囪 可只設一根引下線 超過40m時應設兩根引下線 可利用螺栓連接或焊接的一座金屬爬梯作為兩根引下線用 5 10 5金屬煙囪應作為接閃器和引下線 5 10 6金屬火炬筒體應作為接閃器和引下線 5戶外裝置的防雷5 11戶外裝置區(qū)的排放設施5 11 1放散管 呼吸閥 排風管和自然通風管等應采取防直擊雷和防雷電感應的措施 5 11 2未裝阻火器的排放爆炸危險氣體或蒸氣的放散管 呼吸閥和排風管等 管口外的以下空間應處于接閃器的保護范圍內(nèi) 1當有管帽時 接閃器的保護范圍應按表5 11 2確定 2當無管帽時 接閃器的保護范圍應為管口上方半徑5m的半球體空間 接閃器與雷閃的接觸點應設在上述空間之外 條文說明排放爆炸危險氣體 蒸氣的放散管 呼吸閥和排風管等通常應配有阻火器 避免雷擊放散管 呼吸閥和排風管后 產(chǎn)生的電火花引起爆炸 5戶外裝置的防雷表5 11 2有管帽的管口外處于接閃器保護范圍內(nèi)的空間注 重于空氣指相對密度大于0 75的氣體表5 11 2引自 建筑物防雷設計規(guī)范 GB50057 其目的主要使接閃器與雷閃的接觸點設于排放爆炸危險氣體或蒸氣的放散管 呼吸閥和排風管管口周圍的爆炸危險區(qū)域之外 但是爆炸危險區(qū)域的分區(qū)和范圍如何確定 實際上有很多國內(nèi)外標準對其有不同的規(guī)定 要準確的界定也是很困難的 把表5 11 2的內(nèi)容與API505 API500 NFPA497和GB50058等標準的規(guī)定對比后 認為表5 11 2基本可使接閃器與雷閃的接觸點設于排放爆炸危險氣體或蒸氣的放散管 呼吸閥和排風管管口周圍的爆炸危險區(qū)域之外 實踐也證明引用的 建筑物防雷設計規(guī)范 GB50057的內(nèi)容實施多年 尚未見引發(fā)事故的報道 5戶外裝置的防雷5 11 3未裝阻火器的排放爆炸危險氣體或蒸氣的放散管 呼吸閥和排風管等 當其排放物達不到爆炸濃度 長期點火燃燒 一排放就點火燃燒時及發(fā)生事故時排放物才達到爆炸濃度時 接閃器可僅保護到管帽 無管帽時可僅保護到管口 5 11 4未裝阻火器的排放爆炸危險氣體或蒸氣的放散管 呼吸閥和排風管等 位于附近其它的接閃器保護范圍之內(nèi)時可不再設置接閃器 應與防雷裝置相連 5 11 5排放無爆炸危險氣體或蒸氣的放散管 呼吸閥和排風管等 裝有阻火器的排放爆炸危險氣體或蒸氣的放散管 呼吸閥和排風管等 符合本規(guī)范第5 11 3條規(guī)定的未裝阻火器的排放爆炸危險氣體或蒸氣的放散管 呼吸閥和排風管等 其防雷設計應符合下列規(guī)定 1金屬制的放散管 呼吸閥和排風管等 應作為接閃器與附近生產(chǎn)設備的防雷裝置相連 2在附近生產(chǎn)設備 已作為接閃器 的保護范圍之外的非金屬制的放散管 呼吸閥和排風管等應裝設接閃器 接閃器的保護范圍可僅保護到管帽 無管帽時可僅保護到管口 5戶外裝置的防雷5 12戶外燈具和電器5 12 1安裝在塔頂層 高塔 冷卻塔 平臺上的照明燈 現(xiàn)場操作箱 航空障礙燈等易遭受直擊雷的電器設備 宜采用金屬外殼 配電線路應穿鍍鋅鋼管 鍍鋅鋼管應與電器設備的外殼 保護罩相連 保護用鍍鋅鋼管應就近與鋼平臺或金屬欄桿相連 6防雷裝置6 1接閃器6 1 1接閃器的形式可分為桿狀接閃器 接閃桿 線狀接閃器 接閃線 網(wǎng)狀接閃器 接閃網(wǎng) 金屬設備本體接閃器 6 1 2桿狀接閃器宜采用熱鍍鋅圓鋼或鋼管 銅包圓鋼 不銹鋼管制成 其直徑不應小于下列數(shù)值 1針長1m以下 圓鋼為12mm 鋼管為20mm 壁厚不小于2 8mm 2針長1m 2m