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淺談大型原油儲罐的防雷安全措施

文檔作者：張虹文檔來源：中國石油化工股份有限公司管道儲運分公司南京輸油處		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年11月04日
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韶 石油化工安全環(huán)保技術(shù) 渡
PETROCHEMICAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY 201 1年第27卷第3期
淺談大型原油儲罐的防雷安全措施
張 虹
(中國石油化工股份有限公司管道儲運分公司南京輸油處，江蘇 南京210046)
摘要：大型原油儲罐儲存的介質(zhì)易燃易爆，給油庫管理帶來極高的安全風(fēng)險。雷擊是
油罐火災(zāi)事故的重要因素之一，分析、制定有效的防雷安全措施，將油庫的安全管理風(fēng)險降
到最低是十分必要的。從雷電的形成及危害、雷擊著火的成因、防雷的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)等幾個方面
進(jìn)行詳細(xì)的闡述、分析，總結(jié)多年的油庫安全管理經(jīng)驗，從事前預(yù)案、事中處理、防雷設(shè)施
本體檢查管理三個角度，有重點的提出油罐日常運行管理中四個方面的具體防雷安全措施。
關(guān)鍵詞：大型原油儲罐防雷安全措施
甬滬寧管網(wǎng)擁有六座大型原油庫區(qū)，罐容量
達(dá)到1 O44×10 m ，這些油庫地處江浙滬地區(qū)，
每年雨季長、雷電多。由于原油具有易燃、易爆
等特點，一旦發(fā)生雷擊火災(zāi)事故，不僅可能造成
嚴(yán)重人員傷亡及重大經(jīng)濟損失，而且會導(dǎo)致嚴(yán)重
的環(huán)境污染，特別是水體環(huán)境污染，造成惡劣的
社會影響和生態(tài)失衡，在油庫的安全管理工作中
制定有效的防雷安全措施，尤為重要。
1 雷電的形成及危害
雷電是自然界的一種靜電放電現(xiàn)象。地面上
的水蒸氣上升遇到高空中的冷空氣，水滴積聚成
積云，大水滴積聚形成帶正電的雷云，小水滴積
聚形成帶負(fù)電的雷云，隨著帶電雷云不斷變厚，
電位也相應(yīng)升高，當(dāng)電場強度升高達(dá)到25—30
KV／cm時，就會產(chǎn)生云間放電或?qū)Φ胤烹?，放?
產(chǎn)生高溫而使空氣突然膨脹，發(fā)出雷聲。
雷電分為直擊雷、感應(yīng)雷、球形雷和雷電侵
入波。發(fā)生在大型油庫的主要是感應(yīng)雷和直擊
雷。感應(yīng)雷是處于雷云和大地之間的大容量金屬
油罐，會感應(yīng)和積聚與雷云電荷極性相反的電
荷，當(dāng)雷云放電后，云與大地間的電場突然消
失，而金屬油罐上的電荷來不及立即流散，這時
就會產(chǎn)生極高的感應(yīng)電壓，并對地放電。直擊雷
是雷電直接擊中構(gòu)筑物或其它物體，使受擊物體
產(chǎn)生強烈的機械振動和熱效應(yīng)，最終受擊物內(nèi)部
水分蒸發(fā)或分解出氧氣和氫氣引起爆炸。
雖然雷擊總的持續(xù)時間很短，但放電時瞬間
電流、感應(yīng)過電壓卻很大(可達(dá)幾百千安、幾百千
伏)，不管哪種雷擊，除了引起直接損害外，更
大的危害是對于油氣濃度較高的場所，由于放電
引起的火災(zāi)爆炸，及隨之而帶來的巨大經(jīng)濟損失
和人身傷亡損失。
2 雷擊著火的成因
雷擊著火原因主要有：防雷裝置失效或未設(shè)置
防雷裝置；油罐變形或(和)一、二次密封不嚴(yán)密。
通過燃燒的三要素分析，雷電放電火花、達(dá)
爆炸濃度極限的可燃?xì)怏w或液體蒸氣是雷擊著火
的兩個關(guān)鍵因素。大型浮頂油罐雷擊著火一般是
發(fā)生在油罐密封圈不嚴(yán)密處，如果一二次密封間
油氣濃度達(dá)到或超過爆炸下限，遇雷擊放電火花
時會發(fā)生著火燃燒，甚至爆炸。
3 油庫的選址、施工建設(shè)是防雷的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)
3．1 設(shè)計選址
在進(jìn)行油庫的選址和安全評價時，應(yīng)對當(dāng)?shù)?
的雷電情況進(jìn)行詳實的調(diào)查，盡可能避開雷電高
收稿日期：2011—03—14。
作者簡介：張虹，女，2007年畢業(yè)于中國石油大學(xué)
(函授)油氣儲運專業(yè)，現(xiàn)在管道儲運分公司南京輸
油處從事安全環(huán)保管理工作，電話：025—86336375
生笠 !整 期 張虹．淺談大型原油儲罐的防雷安全措施 穗
發(fā)區(qū)域進(jìn)行選址建設(shè)，特別是位于荒原和周邊無
建筑物的灘涂上建設(shè)時，由于金屬儲罐比較孤立
和相對突出，就更易遭受雷擊。
3．2 防雷設(shè)施的施工建設(shè)
油罐施工建設(shè)過程中，要在每個施工環(huán)節(jié)切
實落實好防雷設(shè)施采購、質(zhì)量比對、安裝、檢測
等，使防雷設(shè)備設(shè)施在日后的正常使用過程中不
出現(xiàn)任何薄弱環(huán)節(jié)。
目前國內(nèi)尚沒有有效的雷電消除技術(shù)，所以只
能從防雷角度入手，認(rèn)真裝設(shè)防雷設(shè)施。大型儲罐
不必安裝避雷針，但要布設(shè)防雷接地網(wǎng)，通過接地
線將雷電引入大地釋放。具體的措施如下：
(1)罐體基礎(chǔ)自然接地體應(yīng)與罐區(qū)接地裝置
相連，連接點不少于兩處。
(2)要將油罐浮頂和罐體用兩根導(dǎo)線進(jìn)行電
氣連接，導(dǎo)線應(yīng)采用橫截面≥50 (mm) 的扁平
鍍錫軟銅復(fù)絞線或絕緣阻燃護(hù)套軟銅復(fù)絞線，連
接點用銅接線端子及兩個M12不銹鋼螺栓加防松
墊片連接。
(3)油罐的扶梯和罐本體及浮頂各兩處要做
電氣連接，連接線選型和連接方法同上。
(4)利用浮頂排水管線將罐本體與浮頂進(jìn)行
電氣連接，每條排水管線的連接導(dǎo)線應(yīng)選擇橫截
面>-50(ram) 的扁平鍍錫軟銅復(fù)絞線。
(5)大型儲罐的防雷接地點沿罐壁周長間距
不宜大于18 ITI，罐體周邊的接地點分布要均勻，
沖擊接地電阻要≤10 Q；儲罐與罐區(qū)接地裝置連
接的接地線，如果采用熱鍍鋅扁鋼時，規(guī)格≥40
film ×4 mm。
(6)斷接卡和引下線的連接要可靠。引下線
宜在距離地面0．3 m一1 11處，裝設(shè)斷接卡。
(7)與罐體相接的電氣、儀表配線應(yīng)采用金
屬管屏蔽保護(hù)，金屬管上下兩端與罐壁應(yīng)做電氣
連接。在相應(yīng)的被保護(hù)設(shè)備處，應(yīng)安裝相適應(yīng)的
浪涌保護(hù)器。
所有儲罐的防雷設(shè)施安裝完成后，經(jīng)過細(xì)
致、系統(tǒng)的外觀檢查后，還有必要請有檢測資質(zhì)
的防雷檢測機構(gòu)對其進(jìn)行一系列的數(shù)據(jù)檢測，并
出具檢測報告，確保以后的安全運行。
4 油罐日常運行管理中的具體防雷安全措施
雷電有很強的破壞力，對儲存原油的大型油
罐來說破壞性更是巨大的。所以油罐在進(jìn)油后正
常運行過程中，落實一系列有效的防雷安全措施
就顯得尤為重要。
4．1 重視雷電預(yù)警
雷電預(yù)警系統(tǒng)是油庫防雷電的重要輔助系
統(tǒng)、重要管理手段之一。
這套系統(tǒng)是建立在場磨原理技術(shù)基礎(chǔ)上的大
氣靜電場探測產(chǎn)品。其工作原理是通過對不斷被
屏蔽及開放的探測電極帶電量的增益放大，轉(zhuǎn)換
為數(shù)字電場值，從而實時地監(jiān)測近地面大氣層靜
電場的變化，并對可能造成當(dāng)?shù)乩讚粑ｋU的大氣
電場強度變化加以識別和預(yù)警。
繼2006年儀征輸油站、2007年白沙灣輸油
站雷擊著火后，2008年借著集團(tuán)公司雷電隱患整
治的契機，先后在四個大型油庫安裝了雷電預(yù)警
系統(tǒng)。經(jīng)過三年特別是雷雨季節(jié)的運行，系統(tǒng)對
雷電的預(yù)警效果顯著，可以在雷電到來前及時提
醒油庫值班干部、當(dāng)班職工、消防隊提前進(jìn)人密
切關(guān)注、應(yīng)急戰(zhàn)備狀態(tài)。近三年來各站三級預(yù)警
次數(shù)統(tǒng)計見表1。
表1 近三年各站三級預(yù)警次數(shù)統(tǒng)計
單位 2008芷 2009在 2010正 備注
儀征輸油站 36次 27次 39次
白沙灣輸油站 115次 】35次 140次
嵐山輸油站 52次 90次 75次 2008年安裝的較晚
冊子島油庫 29次 113次 105次 2008年安裝的較晚
4．2 防雷設(shè)施的日常維護(hù)管理
對油罐的防雷設(shè)施要開展經(jīng)常性的檢查和定
期檢查，以及請有防雷裝置質(zhì)檢資質(zhì)的機構(gòu)進(jìn)行
定期防雷檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時整改和修復(fù)。
(1)對接地體的腐蝕情況、導(dǎo)電性能進(jìn)行檢查。
(2)檢查引下線有無裂紋、斷裂、松脫等；
以及有無燒損和閃絡(luò)痕跡。
(3)檢查引下線斷接卡的不銹鋼螺栓有無缺
損，防松墊片是否有效固定。
(4)對浮頂、扶梯、罐壁之間的電氣連接線
的情況進(jìn)行檢查，檢查其有無纏繞、斷裂、松脫。
(5)對防雷接地電阻進(jìn)行檢測。
(6)對雷電預(yù)警系統(tǒng)的接收器進(jìn)行定期維護(hù)
保養(yǎng)。
除了上述的日常檢查以外，還要在每年雷雨
奔石油化工安全環(huán)保技術(shù)惜 2011年第27卷第3期
季節(jié)前對儲罐的等電位和接地系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)、全
面的檢查和檢測，并綜合之前的日常檢查結(jié)果進(jìn)
行綜合分析和評估，必要時開挖地面，對地下隱
蔽部分的銹蝕情況進(jìn)行抽查。
4．3 加強儲罐一、二次密封問油氣濃度的檢測
一
、二次密封與罐壁貼合嚴(yán)密是消除油氣
空間的根本，所以定期進(jìn)行儲罐一、二次密封
問油氣濃度的檢測，并將同一儲罐同一檢測點
的數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向比對，是及早發(fā)現(xiàn)儲罐隱蔽問
題的可靠手段，特別是雷雨季節(jié)加強此項檢測
尤為重要。
提前制定好檢測計劃，做到雷雨季節(jié)每個罐
至少每月一次的檢測周期，≥1O萬米 的儲罐周
向均布不少于8個檢測點，5—10萬米 的儲罐不
少于4個檢測點。發(fā)現(xiàn)可燃?xì)怏w濃度超過爆炸下
限25％ 的，要組織專業(yè)技術(shù)人員深入現(xiàn)場，綜
合分析、查找原因，盡快采取整改措施。短時間
不能整改的，加強消防監(jiān)護(hù)。
4．4 針對雷電危害的其它控制手段
HSE的理念是“預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合
治理”。為了防患于未然，除了前面所述的幾個
關(guān)鍵環(huán)節(jié)外，固定消防系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、工
業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)和應(yīng)急救援在雷雨天氣時儲罐的
監(jiān)護(hù)和雷擊火災(zāi)事故初期的撲救上，其可以發(fā)揮
的重要作用也是不容忽視的。2006年“8．7” 儀
征輸油站15萬米 和2007年“7．7” 白沙灣輸油
站的1O萬米 油罐雷擊著火事故的成功撲救就是
得益于四者的密切配合。
針對上述四個方面，除了滿足各項安全設(shè)計
施工和管理規(guī)定外，在日常管理中，還需要著重
強調(diào)以下幾個管理方面的重點：
(1)設(shè)備設(shè)施的檢查、維護(hù)、保養(yǎng)要落到實
處。要制定詳細(xì)和符合現(xiàn)場實際的運行管理制
度，將各項檢查、維護(hù)、保養(yǎng)情況以記錄本(表)
的形式保存，有記錄有考核。例如泡沫發(fā)生器過
濾網(wǎng)內(nèi)雜物的及時清理；泡沫罐根閥的嚴(yán)密性檢
查；感溫光纖的檢查；電視監(jiān)控攝像頭圖像的清
晰度等等。
(2)每年雷雨季節(jié)前的固定消防系統(tǒng)出水和
出泡沫實驗不要形式化，特別是出泡沫實驗。實
驗是及時發(fā)現(xiàn)閥門、法蘭、管線、泡沫比例混合
器等問題的良好機會，所以要提前制定實驗方
案、做好記錄，重點是火災(zāi)自動報警響應(yīng)時間、
消防泡沫上罐泡沫發(fā)生器出泡沫時間、泡沫堰板
內(nèi)消防泡沫有效覆蓋時間、消防噴淋出水時間、
專業(yè)消防隊有效出動時間等。另外不要忽視出泡
沫后及時對泡沫管線的水沖洗環(huán)節(jié)，可以避免泡
沫液對管線的腐蝕破壞。
(3)加強雷雨季節(jié)的油罐監(jiān)護(hù)。雷電三級預(yù)
警時，不僅消防崗位一級戰(zhàn)備，主控室值班人員
也要通過工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)密切監(jiān)護(hù)。以保證惡
劣天氣時全方位、多角度的實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)
事故苗頭。
(4)按規(guī)定做好火災(zāi)自動報警系統(tǒng)實驗，及
時消除系統(tǒng)故障、誤報，力爭精準(zhǔn)。
(5)應(yīng)急救援預(yù)案。重點是消防滅火預(yù)案、
雷雨季節(jié)專項應(yīng)急預(yù)案，除了根據(jù)自己單位的生
產(chǎn)實際編制適用的應(yīng)急程序，更加重要的是模擬
演練和利用惡劣天氣進(jìn)行的實戰(zhàn)演練，通過演練
發(fā)現(xiàn)不足，持續(xù)改進(jìn)。
(6)不要放棄雷擊著火初期的應(yīng)急處理。雷
擊著火初期大多是浮頂油罐密封圈不嚴(yán)密處的閃
燃或閃爆，及時發(fā)現(xiàn)、果斷處理是完全可以成功
撲救的。
5 結(jié)語
雷擊是油罐火災(zāi)事故的重要原因之一，分
析、制定有效的防雷安全措施，并將其不打折扣
的落到實處，目的是將油庫的管理風(fēng)險降到最
低，盡量減少和避免重大火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生，
保護(hù)國家和人民生命財產(chǎn)安全。把科學(xué)的理論方
法與現(xiàn)代油庫生產(chǎn)的特點結(jié)合起來，探討出新
的、符合現(xiàn)場實際的、行之有效的管理方法，是
安全管理人員的研究方向和奮斗目標(biāo)。

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