12.-外浮頂罐可伸縮接地裝置的應(yīng)用探討

1、外浮頂儲(chǔ)罐可伸縮接地裝置的應(yīng)用探討摘 要：介紹了油罐的雷擊著火現(xiàn)狀，分析了大型外浮頂儲(chǔ)罐雷擊著火事故原因。同時(shí)對(duì)于外浮頂儲(chǔ)罐的幾種被動(dòng)防雷措施進(jìn)行的了簡(jiǎn)介。客觀闡述了幾種常用防雷措施的缺點(diǎn)。對(duì)可伸縮接地裝置的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行概述，談?wù)摿怂膽?yīng)用性。關(guān)鍵詞：浮頂儲(chǔ)罐；可伸縮接地裝置1 油罐雷擊著火事故現(xiàn)狀據(jù)國(guó)際媒體報(bào)道，1951-2003年，每年發(fā)生15-20起石化儲(chǔ)罐火災(zāi)事故，其中31% 因雷電破壞引起。同時(shí)據(jù)有關(guān)資料記載，各行業(yè)各類油罐107例火災(zāi)中，有65例火災(zāi)原因被確定為雷電，占總數(shù)的61%。通過(guò)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)雷電的存在對(duì)儲(chǔ)油罐有很大的火災(zāi)危險(xiǎn)性。大型外浮頂儲(chǔ)罐雷擊著火事故原因主要有以下幾個(gè)方面

2、：1）強(qiáng)雷電流：對(duì)油罐及其電子設(shè)備可能造成重大威脅。2）雷電的熱效應(yīng)：造成儲(chǔ)罐罐體材料過(guò)熱。3）大型浮頂儲(chǔ)罐的雷電電流泄放途徑少。大型浮頂儲(chǔ)罐體量大，若銅絞線不足，加之導(dǎo)電片、扶梯、軟導(dǎo)線等泄放通道的結(jié)構(gòu)并不完善，一旦雷電流無(wú)法快速導(dǎo)通，會(huì)產(chǎn)生尖端放電現(xiàn)象。4）大型外浮頂儲(chǔ)罐受浮盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)、密封裝置不夠完善的影響，易燃?xì)怏w極易在密封圈內(nèi)積聚。5）大型外浮頂儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)的油品閃點(diǎn)較低，具有易燃性、易爆性、揮發(fā)性、流動(dòng)擴(kuò)散、沸溢噴濺等特點(diǎn)。2 外浮頂儲(chǔ)罐的被動(dòng)防雷措施1）接閃器接閃器位于防雷裝置的頂部，其作用是利用其高出被保護(hù)物的突出部位把雷電引向自身，承接直擊雷放電。根據(jù)石油與石油設(shè)施雷電安全規(guī)范的規(guī)

3、定，如果儲(chǔ)油罐鋼板厚度大于等于4mm，則可以不裝設(shè)防直擊雷設(shè)備，油罐罐壁可以作為接閃器。2）接地裝置按照GB50074-2002石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，鋼油罐必須作防雷接地，至少設(shè)置2處接地點(diǎn)，且接地點(diǎn)間弧形距離不大于30m，規(guī)范還要求接地體與罐壁間的距離應(yīng)大于3m，接地點(diǎn)的沖擊接地電阻不應(yīng)大于10。倉(cāng)儲(chǔ)一分公司外浮頂儲(chǔ)罐共設(shè)置了7個(gè)防雷接地點(diǎn)，防雷接地的設(shè)置見(jiàn)圖 1。圖 1 儲(chǔ)罐的防雷接地3）導(dǎo)電片在浮頂邊緣二次密封上方沿圓周每隔1.5 m設(shè)置導(dǎo)電片，靠導(dǎo)電片的彈性保持與罐壁滑動(dòng)接觸，形成電氣通路。倉(cāng)儲(chǔ)一分公司外浮頂儲(chǔ)罐采用了導(dǎo)電片作為與浮頂?shù)碾姎膺B接。4）軟銅復(fù)絞線按照GB50074-200

4、2石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，浮頂儲(chǔ)罐與內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐可不裝設(shè)避雷針，但應(yīng)采用兩根導(dǎo)線在浮頂與罐體之間做電氣連接；外浮頂儲(chǔ)罐的連接導(dǎo)線應(yīng)選用橫截面不小于25mm2的軟銅復(fù)絞線。倉(cāng)儲(chǔ)一分公司外浮頂儲(chǔ)罐上軟銅復(fù)絞線的布置見(jiàn)圖 2和圖 3。圖2 浮梯兩側(cè)的軟通復(fù)絞線圖 3 自動(dòng)通氣閥處的軟銅復(fù)絞線5）浮梯浮梯連接油罐的罐壁和浮盤(pán)，作為大型浮頂儲(chǔ)罐與罐壁可靠電氣連接的主要方式。6）伸縮式接地裝置（RGF）伸縮式接地裝置RGF（Retractable Grounding Facility）利用可伸縮式導(dǎo)線連接浮頂儲(chǔ)罐罐壁和浮盤(pán)，實(shí)現(xiàn)低阻抗的電氣連接。7）火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)光纖光柵火災(zāi)報(bào)警、圖像火災(zāi)報(bào)警或火焰火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

5、與消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)是災(zāi)后的報(bào)警處置。倉(cāng)儲(chǔ)一分公司外浮頂儲(chǔ)罐采用線型感溫火災(zāi)探測(cè)器作為火災(zāi)監(jiān)控。3 可伸縮接地裝置3.1幾種防雷措施的不足：1）導(dǎo)電片的不足在儲(chǔ)罐浮頂升降的過(guò)程中，原油中的蠟和其他重組分會(huì)殘留在罐壁，加之罐內(nèi)壁的防腐涂層，使得導(dǎo)電片與罐壁之間實(shí)際沒(méi)有金屬的直接接觸，反而會(huì)形成非常小的放電間隙。工程中浮頂至罐頂之間的空間劃分為爆炸危險(xiǎn) 1 區(qū)。當(dāng)儲(chǔ)罐附近發(fā)生雷擊時(shí)，浮盤(pán)的束縛電荷就會(huì)發(fā)生間隙放電，當(dāng)密封處油氣與空氣混合濃度在其爆炸上下限值之間時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致浮頂邊緣密封處火災(zāi)。2）軟銅復(fù)絞線的不足由于儲(chǔ)罐浮頂附件較多，如直接采用軟銅復(fù)絞線做電氣連接，則每點(diǎn)的軟銅復(fù)絞線至少要用 22 m

6、 以上。在浮盤(pán)升降的過(guò)程中，軟銅復(fù)絞線易與浮頂附件纏繞在一起并極易扯斷。倉(cāng)儲(chǔ)一分公司外浮頂儲(chǔ)罐軟銅復(fù)絞線的扯斷情況見(jiàn)圖 4圖 4 軟銅復(fù)絞線的扯斷3）浮梯的不足隨著時(shí)間的推移，由于雨水沖刷和腐蝕等影響，容易導(dǎo)致浮梯升降滾輪與軌道間的接觸電阻增大，從而在很大程度上影響泄放電流的作用。4）火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)光纖光柵火災(zāi)報(bào)警的不足光纖光柵火災(zāi)報(bào)警，目前被廣泛應(yīng)用在外浮頂儲(chǔ)罐上，然而在炎熱的夏季由于太陽(yáng)烘烤油罐，光纖光柵周?chē)凸逌囟热菀咨撸瑢?dǎo)致光纖光柵火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)誤報(bào)率高。而且一旦著火，前期固定滅火系統(tǒng)動(dòng)作要求時(shí)間長(zhǎng)，錯(cuò)失最佳的滅火時(shí)機(jī)，一旦形成油罐火災(zāi)則不容易撲救。目前油罐如果探測(cè)到著火，在通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)

7、確認(rèn)后，基本是靠人員攜帶滅火器具爬到罐頂進(jìn)行滅火，雖然能夠有效滅火且滅火時(shí)間短，然而對(duì)滅火人員的安全卻沒(méi)有保障。3.2可伸縮接地裝置的優(yōu)缺點(diǎn)伸縮式接地裝置，能可靠地將雷電流迅速導(dǎo)入大地，且隨著浮盤(pán)的上升或下降，伸縮式接地裝置的電纜也能夠縮短或拉長(zhǎng)，始終保持電纜最短狀態(tài)，盡可能減小電感和交流阻抗。在雷擊情況下，在罐壁四周安裝多套R(shí)GF伸縮式接地裝置，可在數(shù)量級(jí)上降低浮盤(pán)瞬間壓降，并縮短放電時(shí)間常數(shù)，有效減少產(chǎn)生火花放電的可能性，但還是無(wú)法徹底避免火花放電的可能。3.3 可伸縮接地裝置的應(yīng)用性如果浮盤(pán)與罐壁之間的阻抗很高，就會(huì)在密封邊緣處產(chǎn)生火花放電，有可能引燃可燃?xì)猱a(chǎn)生爆燃。浮頂儲(chǔ)罐浮盤(pán)與罐壁之

8、間最理想的等電位連接可伸縮接地裝置在大的頻率范圍內(nèi)有較低的阻抗，能有效地泄放在浮盤(pán)上積聚的雷電電荷和靜電電荷，且易于安裝、檢測(cè)、維護(hù)、更換?？缮炜s接地裝置使用的是扁平的鍍錫軟銅編織電纜線，利用彈簧支撐在不銹鋼卷軸上，使浮盤(pán)上下移動(dòng)的時(shí)候可以自由伸縮，始終保持拉緊狀態(tài)，在活動(dòng)的浮盤(pán)與罐壁之間始終保持最短的直線連接。可伸縮接地裝置的機(jī)架使用不銹鋼材料制作，連接電纜采用截面積為35 mm2的鍍錫軟銅編織電纜線，都具有良好的防腐保護(hù)。該裝置的一端（本體部分）固定在罐壁頂部角鋼上，另一端（引下線電纜頭）固定在浮盤(pán)的泡沫擋板上，并盡可能安裝在儲(chǔ)罐頂部泡沫發(fā)生器的旁邊，且獨(dú)立于罐壁和導(dǎo)電片，也可以與導(dǎo)電片同時(shí)運(yùn)行，安裝結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖 5。由于浮頂儲(chǔ)罐容量日趨增大，所以浮頂和罐壁之間，安裝多個(gè)可伸縮接地裝置來(lái)降低阻抗就更加重要。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求浮頂儲(chǔ)罐防雷接地應(yīng)沿罐圓周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距不應(yīng)大于 30 m。圖5 可伸縮接地裝置示意4 結(jié)論可伸縮接地裝置提供了浮頂儲(chǔ)罐浮盤(pán)與罐壁之間的電氣連接，實(shí)現(xiàn)了可靠的等電位連接，在數(shù)量級(jí)上降低了浮盤(pán)瞬間壓降，提供了低阻抗通道泄