大型储油罐区防雷击安全关键技术应用研究【文献综述】

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1、毕业设计文献综述油气储运工程大型储油罐区防雷击安全关键技术应用研究[摘要]近几年来作为国名经济命脉之一的石油化工行业迅速发展起来，我国国内储油罐的设计水平及建造技术不断提高，大型储油罐的容量和数量也与日俱增。然而据相关行业数据记载，各类油罐火灾事故中因雷电引发的占总数的60%以上，因此可见，雷电是造成油罐区起火的重要原因。油罐防雷就是要针对雷电的特点、油罐的结构形式、油罐安装方式等条件采取适当的措施,同时做到安全可靠又经济合理。本文就雷电引发油罐区火灾的形式、根据雷电属性采取防雷击措施、根据储油罐类型采取防雷安全技术和整个油罐区防雷安全

2、措施这三个方面探讨大型储油罐区的防雷击安全技术应用研究。[关键词]直击雷感应雷油罐防雷罐区防雷一．雷电引发油罐起火的形式雷电是自然界的一种放电现象。天晴的时候地表面带有负电荷，大气的电离层带有正电荷。雷在形成过程中，它的上端积聚起正电荷，下端带负电荷，当其电荷积聚到一定程度的时候就会放电。它的形成与诸多因素有关，如大气温度、湿度及地形等。其特点是放电电压高(50万伏以上)、电流幅值大(10～330千安)、变化快、波过程时间短(几百微秒)、比一般静电能量大,任何一次雷电放电能量都足以点燃油气与空气的混合物[6]。而不同属性的雷电引发油罐起

3、火的方式也不同。1.直击雷大气中的正电荷移动到油罐上方及周边地区，与油罐上方的负电荷形成垂直向上的大气电场。当积聚电荷大于放点的临界点时，雷电强大的电流接触油罐金属物体放电，产生直击雷。直击雷击中油罐时伴随热效应和机械效应，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,直接点燃此处存在的油气与空气的混合物,引起爆炸火灾事故[6]。由此可见，直击雷是引发油罐雷击起火的主要方式。2.感应雷当直击雷发生以后，大气电离层所带的正电荷消失，油罐由于接地电阻大会出现局部高电压，或在直击雷放电过程中产生的电流对油罐周围的金属物体电磁

4、感应出高电压，再次发生闪击现象即感应雷。电效应产生的电流在比如油罐没有设置接地装置或者油罐相对绝缘物体上的静电荷变成自由电荷向大地泄散受阻的情况下,如果存在空气间隙就产生电弧火花，与油气混合物接触发起爆炸火灾事故。二．根据雷电属性采取防雷击措施1.防直击雷的措施目前针对直击雷的频繁活动采取的防雷安全措施主要是在油罐顶部安装避雷针，将雷电电流引入大地，保护油罐。但是避雷针除了可以消除直击雷的破坏之外自身却有放电效应，实际上又起到引雷作用，增加了油罐遭雷击的概率。根据GB15599-1995《石油与石油设施雷电安全规范》中4.1.2规定：当

5、储存易燃、可燃油品的油罐，其顶板厚度大于等于4时，可不装设防直击雷设备。但在多雷区，当油罐顶板厚度大于等于4时，仍可装设防直击雷设备[4]。所以对于直径80-100m的大型油罐即使安装避雷针也无法确保整个油罐顶的安全保护。一般情况下管壁厚度大于4mm的大型油罐不宜设置避雷针，而要采取其他的防雷措施。2.防感应雷的措施雷电感应破坏多是因为油罐周围的金属物体及电源或监控线路引起的，宜采取电缆直接埋地敷设和屏蔽线路，做好接地方式。另外针对感应雷的预防措施还有采用静电屏蔽，就是用金属网构成笼式防雷网罩住储油罐,防止感应雷进入绕击储油罐,从而保护

6、储油罐[1]。现在有人正在研究一种新的防雷技术——半导体消雷器，对直击雷和感应雷的预防都有一定的效果，有待在油罐防雷技术实践中验证。三．根据储油罐类型采取防雷安全措施1.密封金属储油罐的防雷措施对于管壁厚度大于等于4mm的密封金属储油罐可以不安装避雷针，但仍应做好相应的接地。而带有有呼吸阀阻火器且有液压安全阀密封的密闭金属油罐,其壁厚大于等于4mm时，做好不少于两点接地装置的可不安装避雷针。2.外浮顶储油罐防雷措施外浮顶储油罐由于浮船随油品液面的升降而浮动,其空气间隙极小,不可能形成爆炸性的油气混合物,而且浮船与罐壁之间密封,所以可以不

7、安装避雷针,一般只接地即可。同时做好相应的密封结构，比如将一次机械密封改为软密封,二次密封要与浮船做好电气连接等[2]。3.内浮顶储油罐防雷措施对于内浮顶储油罐,虽然浮盘与罐底、罐顶有良好的金属连接并接地可靠,但浮盘与罐顶之间的空间内可能聚集爆炸性混合物,因此还需安装避雷针[1]。四．整个油罐区防雷安全措施大型油罐区防雷电安全措施的缺陷主要在于灌区没有安装相应的防雷击措施，仅仅依靠储油罐本身的避雷和接地措施并不足以保证安全。一旦油罐遭到雷击，避雷针和接地装置能及时泄散电流，但对于大型金属油罐在雷电的高电压大电流下仍会产生火花引起爆炸火灾

8、事故。所以，在整个油罐区外围构建阻雷隔离带是有必要的，既可以起到保护整个灌区遭雷击，同时又可以使灌区内的电器仪表设备和消防监控系统免遭雷击。如在距罐区30m以外处装设高48m避雷针,引接直击雷电直接入地,防