石油库大型储罐的综合防雷

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1、第38卷第1期石油工程建设5l

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6、该项目获2o09年国家科技进步二等奖，证书弩：20o9_J-24400D-2_ID4。一-ll．⋯周毅1，赵晓刚，潘仕祥2，凌建国3摘要：文章在综合了近几年来大型储罐雷击事故案例的基础上，分析了大型储罐发生雷击事故的主要原因和特点，提出了大型储罐的雷电防护措施(如采用浮顶密封，改善防雷接地和等电位连接等)，进而探讨了大型储罐罐区的系统综合防雷技术，该综合防雷技术应用于大型储罐防雷实践中，具有实用、可靠、简便等特点。关键词：大型储罐；储油罐区；综合防雷；系统工程doi：10．3969／j．issn．1001—22

7、06．2012。01．0021大型储罐的雷击事故案例日和6月24日。镇海国家储备库两次出现雷击着雷电仍是人类目前难以驾驭的自然现象，每年火事故．47l0万m外浮顶钢制储罐前后两次遭雷电将会造成数以百亿计的经济损失l1l。油罐作为受雷击，引发的油罐大火火焰高度都超过4m，两油料存储的主要实体，储存着大量易燃易爆油品，次明火都持续了约10rain。2007年7月7日，中一旦遭受雷击。将造成设施设备损毁、人员财产损国石化集团管道储运分公司白沙湾输油站发生雷失等灾难。如1989年8月12日，山东黄岛油库雷击事故．31O万m外浮顶钢制储罐遭雷击，爆击着火，大火燃烧了104h，造成

8、l9人死亡，100炸引燃了罐内油品，明火持续了大约14min。2007多人受伤，损失巨大。根据文献f2]，在记载的年6月29El，镇海炼化一座5000m内浮顶石脑107例各行业各类油罐火灾中，有65例为雷电火油罐遭直击雷击，引燃油罐呼吸1：3挥发的油气，灾，占总数的61％，其中79％为浮顶罐火灾。因并进一步引爆储罐内浮盘上方挥发的轻质油气，此雷电是引发油罐火灾的重要原因。瞬间炸开罐顶面积的1／3，并导致内浮顶失稳，一随着我国石油需求的增加。石油储运事业迅速侧陷入石脑油中。引发的油罐内部大火持续燃烧发展，在浙江镇海、舟山、山东黄岛和辽宁大连等20min。地建立了多处国家石

9、油战略储备基地，形成特大容量上述5起大型储罐雷击起火事故虽然都被及的储罐罐区，有的大型储罐单罐容量已达l0万m。时扑灭，未造成重大损失，但是如果一旦有雷击这些战略储备基地及其储罐大多处于雷电多发地起火不能被及时扑灭，那么将会导致重大安全事区，如镇海年雷暴日达47．1d[31，防雷形势十分严故，造成人员、设备、财产等多方面的巨大损失峻。据初步统计，近年来大型储罐雷击着火事故常[41。因此，做好大型储罐的防雷工作，制订好大型有发生，仅在2006、2007两年就连续在仪征输油储罐罐区综合防雷措施势在必行。储罐大型化的站、镇海国家储备库、镇海炼化、白沙湾输油站等发展趋势及其防雷

10、安全问题．已是摆在我们面前相继发生了5起大型储罐雷击着火事故。亟待解决的重大技术难题。2006年8月7日，中国石化集团管道储运分2大型储罐遭雷击事故案例的原因及理论分析公司仪征输油站发生雷击事故，1615万m外根据大型储罐火灾事故现场调查的相关资料，浮顶钢制储罐遭雷击，引发的大火火焰高度超过发现上述5起雷击事故着火点位置都在密封圈间隙了6m，明火持续了大约30min。2007年5月24处，发生事故的大型储罐均有二次密封，且一次密6石油工程建设2012年2月封均为机械式密封。这充分说明大型储罐的一次机生雷电反击(旁闪)。由于目前大型储罐并未独立械密封不严，存在着油气泄漏的

11、可能，在一、二次设置避雷针避雷，而是依靠自身罐体作为引下线通密封之间和密封圈周围将会聚集大量的可燃性爆炸导雷电流，这样储罐在巨大的瞬变雷电流通过时电油气，这就为雷电事故埋下了隐患。由于大型储罐位上升极高，此高电压引发金属罐体和其他连接大罐区内并未装设避雷针，不能有效地防护雷电，一地的物体之间发生闪络。可以用式(2)计算出直旦储罐或在储罐附近遭受雷击时，若罐顶金属浮盘击雷击时大型储罐的电压：J和罐壁间没有作良好的等电位跨接，在雷电的高U=iRo++0(2)o电压、大电流作用下，将产生电弧火花或感应电式中——雷电流峰值／kA；火花。因点燃油蒸气的能量极小，仅需0．25Ⅱ51

12、，雷尺接地电阻／Q；电火花会引燃油蒸气，导致大型储罐火灾爆炸事一引下线单位长度电阻／(Q／m)；故。——距离地面高度／m；由雷电引起储罐起火爆炸的原因一般可分为直单位长度的电感／(p~H／m)；击雷、感应雷、感应静电势、雷电反击、球雷五种嘲，——引下线长度／m；而大型储罐爆炸起火原因主要是直击雷和感应雷。从统计资料分析来看，特别是由感应雷引起的爆炸——雷电流坡度／(kAles)。Ut起火事故案例尤为突出。当雷电流峰值为100kA的中型雷[I直击击闪金属油罐罐顶遭受直击雷时，雷电流通过被钢制内浮顶大型油罐时，。取1．5H／m，接地电击物体时