炼化装置、油品储罐安全事关重大,关注度高,影响面广,集团公司已把炼化装置、油罐的安全风险分别确定为“八大风险”之一。炼化板块所属企业具有炼量大、油品储存数量多,安全风险高,监管范围广,油品种类多且性质和内容复杂等特点,给炼化企业安全生产带来很大的管理难度,油品罐区的安全管理越来越成为炼化板块日趋沉重的安全压力。雷电静电是造成闪爆着火“六大火源”中的两项,如果不能够及时地识别出来,其风险性非常大。有效地降低雷电静电事故风险,补齐防雷防静电的短板,为企业的安全生产提供技术支持。
近年来的外浮顶罐相继遭受雷电危害,外浮顶罐的雷击火灾事故,需有气体泄漏及泄漏附近发生放电两个基本条件。雷电放电两种形式:一是直击雷,二是感应雷。从国内以往发生的外浮顶油罐雷击事故案例分析研究,存在以下现象与结论:多数发生在高液位处,不能排除直击雷和感应雷形式;一、二次密封空腔内积聚可燃气体,并达到爆炸极限范围;大型外浮顶油罐无高中频雷电流分路设施,无中低频雷电流分流设施;机械密封空腔内机械金属构件在雷电流通过时发生火花放电;“包覆式”导电片在二次密封空腔内发生雷电火花放电。
中低频雷电流分流器是大型外浮顶油罐浮盘中低频雷电流泄流装置,通过可伸缩式导线盘及分流导线连接浮盘与罐壁,实现分流器与罐壁低阻抗的电气连接,确保浮盘上的中低频雷电流得到及时释放。还充分考虑了大型罐区的对雷电智能化管理的需求,预留了未来升级改造的空间位置,使其具有雷电流实时检测功能,这样可以在浮顶罐有雷电流通过的瞬间,实时地将雷电流数据上传至监控中心和值班室,并且发出多种报警信息,实现雷击数据的监测与统计,并可与安防、视频监控、消防等系统实现联动控制,在遇有由雷电流产生的电弧发生的时候,将事故控制在萌芽阶段。
全部采用不锈钢构件,包括固定用的螺栓、螺母、弹簧垫圈等。此外,该中低频雷电流分流器还广泛吸取国内外同类产品的特点,在结构上多方面进行了技术改造,提高了产品性能。譬如,该中低频雷电流分流器按照国家新标准,将雷电引流线 平方毫米,而非一些产品采用的 30 平方毫米;在该中低频雷电流分流器上增加了防冻雨的防护罩,使其在北方地区的使用更具有优越性和使用的可靠性;该中低频雷电流分流器的雷电引流线是针对其使用条件,由专业电缆工厂特殊加工的内含不锈钢丝的特制电缆,既有超强的导流能力,又具有长时间使用保障电缆不变形的特点,电缆拉伸变长不但使导流能力降低,还会影响雷电引流线的收放;该中低频雷电流分流器采用了特制的导流轴承,提高了产品的导电性能和机械性能。
为了便于该中低频雷电流分流器的安装施工,提供专业安装工具,液压式无源打孔器,该打孔器不动火、不动电,使用液压形式即可对 20 毫米以下厚度的钢板进行打孔作业,提高了在油库区施工的安全性。定制了导电膏,在安装时,涂抹在电缆与浮顶罐泡沫堰板的接触面上和中低频雷电流分流器与浮顶罐罐壁的接触面上,提高其导电能力。该导电膏还使接触面具有良好的密封性能。
根据规范要求在原油浮顶罐上安装接地装置,5 万立方米(直径约 63 米,周长约 198 米)的储罐安装位置以罐内扶梯为起点,沿储罐圆周间隔不大于 30 米均匀安装 7 台,太阳能监测主机每罐配置 3 台;分路器一间隔不大于 3 米的间距均匀分布安装 66 台;使用多年效果比较好。
防直击雷依据《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)的防雷类别进行设计安装,周边均匀布置引下线 m 应采用引下线接地一次,断接卡采用 M12 不锈钢螺栓,引下线 镀锌扁钢;金属储罐的阻火器、呼吸阀、量油孔、入孔、切水管、透光孔等金属附件应等电位连接;罐顶照明灯杆做好外壳做好等电位接地、罐顶跨接线 平方毫米黄绿相间软铜线通过跨接压线端子可靠连接以满足要求。
防感应雷方面做到罐区仪表连线护套管就近与罐体进行等电位连接;电气设备的金属外壳、金属构架、金属配线管及其配件、电缆保护管、电缆的金属护套等非带电的裸露金属部分均应接地;现场仪表的金属外壳、仪表保护箱、接线箱及机柜的金属外壳应就近接地或与接地的金属体相连接;现场仪表金属外壳可以通过金属安装支架或金属设备自然接地;金属设备、容器、塔器和操作平台上的现场仪表应与设备和操作平台进行等电位连接;下列现场仪表端应设置电涌防护器:安全仪表系统的现场仪表端、变送器现场端、电气转换器、电气阀门定位器、电磁阀等现场电信号执行器类仪表端、热电阻现场端、电子开关现场端。
储罐防雷工作至关重要,做好储罐防雷前期设计和施工验收、日常做好检查和维护保养,通过每年接地检测等发现接地网潜在的风险和及时修复完全可以做到储罐防雷的安全受控。
《外浮顶油罐防雷技术规范 第 2 部分:高中频雷电流分路器》(Q/SY1718.2-2014)
《外浮顶油罐防雷技术规范 第 3 部分:中低频雷电流分流及监控系统》(Q/SY1718.3-2015)