某分配原油库防雷防静电工艺设计书

1 某分配原油库防雷防静电工艺设计书 1基本参数 某油库有 93#、 97#汽油、 0#、 10#柴油见表 1。主要是由船舶来油和管道来油，其中船舶运送 60%，而管道运送各种油品分别为 40%，油品由铁路和汽车油罐车运出。 该地的年平均气温 16，最冷月平均气温 6，最热月平均气温 39，日最低气温 最高气温 41。当地大气压 759平均降雨量 1500下最低动水位： 高动水位 头水深 15m。 表 1品性质 对于 1 号 97#车用汽油： 370000 336463 0 . 7 3 0 . 9 5s 选取 2 个 20000 3m 的双盘式内浮顶油罐 2 号 93#车用汽油 360000 288393 0 . 7 3 0 . 9 5s 选取 3 个 10000 3m 的双盘式内浮顶油罐。 3 号 0#轻柴油 320000 84563 0 . 8 3 0 . 9 5s 选取 2 个 5000 3m 的拱顶罐 4 号 10#轻柴油 310000 42273 0 . 8 3 0 . 9 5s 选取 2 个 2000 3m 的拱顶罐 序号 油品名称 密度 t/m3 年销量 t/年 种类 规格 1 车用汽油 97# 70000 2 车用汽油 93# 60000 3 轻柴油 0# 20000 4 轻柴油 10# 10000 2 油库的总容量为： 3 3 6 4 6 2 8 8 3 9 8 4 5 6 4 2 2 7 7 5 1 6 8V 3m 表 2 储罐区罐种及数量 97#汽油 93#汽 油 0#柴油 10#柴油 罐个数 2 3 2 2 罐容量（ 1 104 2 1 类 浮顶 浮顶 拱顶 拱顶 3 2防雷工艺设计 库防 雷规定 上固定顶金属油罐 根据油库设计手册规定：对装有阻火器的地上固定顶钢油罐，当顶板厚度大于等于 4，不应装设避雷针，但罐体要做良好接地。当顶板厚度小于4，需要装设避雷针，且避雷针与呼吸阀的水平距离不应小于 3m。避雷针的保护范围应包括整个油罐，保护范围应高出呼吸阀不小于 2m，罐体做良好接地。 顶油罐 浮顶油罐或内浮顶油罐不应装设避雷针，但应将浮顶与罐体用两根导线做电气连接。浮顶油罐连接导线应选用横截面积不小于 25软铜复绞线。对于内浮顶油罐，钢质浮盘油罐连接导 线应选用横截面积不小于 16软铜复绞线；铝质浮盘油罐连接导线应选用直径不小于 不锈钢丝绳。 必须做防雷接地，接地点不应少于两处，且接地点沿油罐周长的间距不宜大于 30m，接地电阻不宜大于 20。 他区域防雷 （ 1） 易燃油品泵站（棚）的防雷 根据石油库设计规范 如下规定： 易燃油品泵站（棚）属爆炸和火灾危险场所，故应设置避雷带（网）防直击雷。网格是为均压分流，降低反击电压，将雷电流顺利泄入大地。 若雷电直接击在金属管道及电缆金属外皮或架空槽上，或其附近 发生雷击，都会在其上产生雷电过电压。为防止过电压进入易燃油品泵站（棚），所以在其外侧应接地，使雷电流在其外侧就泄入地下，降低或减少过电压进入泵站（棚）内。接地装置与保护及防感应雷接地装置合用，是为了均压等电位，防止反击雷电火花发生。 （ 2） 可燃油品泵站（棚）的防雷 可燃油品泵站（棚）属火灾危险场所，防雷要比易燃油品泵站（棚）的防雷要求宽一些。在雷暴日大于 40d/s 的地区才装设避雷带（网）防直击雷。 （ 3） 装卸易燃油品的鹤管、装卸油栈桥的防雷 露天进行装卸油作业的，雷雨天不应也不能进行装卸油作业，不进行装卸油作业，爆炸危险区域不存在，所以不装设避雷针（带）防直击雷。 4 （ 4） 汽车槽车和铁路槽车的防雷 汽车槽车和铁路槽车装运易燃可燃油品时宜装阻火器。 铁路装卸油设备（包括钢轨、管路、鹤管、栈桥等）应做电气连接并接地，冲击接地电阻应不大于 10。 罐防雷设计 本设计中油库储油区中，柴油储存区采用的 方 和 方 的拱顶油罐，查表得其顶板厚度为 5大于 4以不应设置避雷 针，故取而代之的防雷措施为于罐体四周设置接地点，其示意图见下图，图中圆形为柴油储罐，黑色三角形为接地点。平均每个油罐有接地装 置两套，电阻为 10 。 图 2库防雷分布 本设计中油库储油区中，汽油储油区采用的 1 万和 2 万的外浮顶罐， 由于浮顶油罐采取了密封措施，浮顶上油气少，达不到爆炸下限，不应装设避雷针，但浮顶与油罐用两根截面积不小于 25铜质复绞做电气连接。故 采用横截面积为 30软铜复绞线做电气连接 ， 以达到防雷电的目的 。 他爆炸危险区域防雷要求 房 泵房属于爆炸和火灾危险场所，应采用避雷带（网）。网格为均压分流，降压反击电流，将雷电电流顺利泄入大地。避雷带（网）的引下线不应少于 2 根，并应沿建筑 物四周均匀对称布置，其间距应不大于 10m。网格不应大于 10m10m 或 10m 8m。 卸区 （ 1）露天装卸油作业设施，雷雨天不允许作业。没有作业就不存在爆炸危险区域，所以不装设避雷针（带）。 5 （ 2）在棚内进行装卸油作业设施，雷雨天也可能进行作业，这样就会存在 爆炸危险区域。因此，在棚内进行装卸油作业的设施应装设避雷针（带），避雷针（带）的保护范围 应为爆炸危险区。 油管道 （ 1）输油管道的法兰连接处应跨接，其主要原因是防治法兰连接处发生雷击火花。当不少于 5 根螺栓连接时（接触电阻不应大于 ，在非腐蚀环境下可不跨接。 （ 2）为防止平行管道之间产生雷电反击火花，平行敷设于地上或管沟的金属管道，其净距离小于 100，应用金属线跨接，接地点的间距不应大于 30m。 配电系统 （ 1）当电源采用 统时，从建筑物内总配电柜开始引出的配电线路和分支线路必须采用 统。 （ 2）建筑物的防雷区，应根据现行国家标准建筑物防雷设计规范（ 0057）划分。工艺管道、配电线路的金属外壳，在防雷区的界面处应做等电位连接。在个被保护的设备处，应安装与设备耐压水平相适应的过电压保护 器。 （ 3）避雷针（网、带）的接地电阻，不宜大于 10 。 6 3防静电工艺设计 品的起电方式 品在管内流动起点：油品在管内流动，由于不断发生与管壁的接触与分离，因而使油品带有静电荷。 或杂质在油品中的沉降起电：在脱水过程中，水滴或机械杂质将在油品中发生相对运动，这种运动就意味着接触与分离，于是使油品带有静电。 品飞溅、晃动起电：在装车、装船时，油品飞溅也将使油品带静电，这是因为油滴飞起后，与空气摩擦、与容器壁接触，而发生接触 与分离，这样便产生了静电；油品在装运过程中，由于车船的晃动，使油品与容器壁之间频繁地接触与分离，使得油品带有静电。 射起电：油品从喷嘴或管口喷出时，油品与喷嘴或管口之间存在着迅速接触和分离的过程，从而产生了静电 响静电产生和积累的因素 质电阻率对静电的产生、积累的影响 油品电阻率的大小对静电产生、积累有着明显的影响。 当 K 处于 10101012 m 时，最易积累静电，达到放电的电场强度。 当 m 时，不易积累静电。 影响油品电阻率 K 的几个主要因素有： （ 1）油品所含杂质的影响 杂质包括：胶质、沥青质、盐类、机械杂质、水分等。 杂质含量越高， K 值越小。 （ 2）介电常数对电阻率的影响 介质的介电常数越大，其电阻率就越小。例如烃类产品 2r ，水 80r ，在同样杂质含量条件下，烃的电阻率要比水高出 105106 倍。 （ 3）液体粘滞性对电阻率的影响 液体粘滞性越大，电阻率越高。 （ 4）混合溶质对电阻率的影响 7 一般情况是，一种液体中加入另一种物质（溶质），电阻率会大大下降。 线材质及管壁粗糙度对介质带电的影响 液体带电主要是双电层中电荷的分离，不同的管线材质使液体中产生 的双电层是不一样的，产生的流动电流也就不同。 管壁粗糙度对静电产生也有影响，粗糙度大，则接触面积大，冲刷、分离电荷的机会较多，冲流电流较大。 路中设备、附件对带电的影响 油品在管线中流动时，若通过泵、过滤器、阀、弯头等设施时，油品带静电量会急剧增大，产生阶跃式的剧增。因此经过这些设备后，要有足够的管长让静电消散出去。 动状态的影响 通常是紊流条件下流动电流比层流大。这是因为：分子本身热运动加剧，容易产生电荷；紊流条件下，管截面上的速度梯度大，使扩散层电荷更容易趋向管中心 电放 电的类型 静电放电通常是一种电位较高、能量较小、处于常温常压下的气体击穿。按放电形式的不同，主要有电晕放电、刷形放电和火花放电三种形式。 晕放电 电晕放电通常都是在一些小的尖端、毛刺儿等的周围出现微弱的辉光，尖端附近的空气电离产生放电。一般发生在电极相距较远、带电体与接电体表面有突出部分或棱角的地方。这种形式的放电能量小而且分散，不能点燃轻油混合气体。因此这种形式的放电危险性小，引起火灾的几率较小。 花放电 火花放电是两电极间的气体被击穿而形成放电通路，可以看到一道火光，或者在尖端附 近看到光亮很强的火花。但该通路没有分叉，其放电在电极上有明显的集中点，放电时伴有短爆裂声，有明亮的光束，在瞬间内能量集中释放，因而危险性大。 形放电 刷形放电一般发生在油面相对于平板或球形电极之间，其特点是两极间因气体击穿而形成放电通路，其击穿通路在金属端较集中，其后分出很多分叉，散落在油面上。因此，此种放电不集中在某一点上，而是分布在一定的空气范围内。该放电在单位空间内释放的能量较小，但具有一定的危险性，比电晕放电引起灾害的几率高。 8 止静电事故的措施 少静电的产生 （ 1）控 制流速：汽油、煤油和轻柴油等油品的灌装流速不应大于 s。 （ 2）控制装油方式：灌装时将鹤管插至容器底部，防止油品飞溅，注意选用合适的鹤管分流头，以减少静电产生。 （ 3）防止油品中混入水或空气：在输油、加热、扫线时，应注意防止水、空气混入油品；油品调和时不得用空气搅拌；轻油扫线不得用空气吹扫。 速静电的流散 （ 1）加抗静电剂：给静电危险性较大的油品，如航空汽油、航空煤油等加抗静电剂，以降低油品的电阻率，加速油品静电荷的流散。 （ 2）良好的接地与跨接：油罐及管线应做可靠、良好的接地。接地虽然 不能迅速导走存在于油品中电荷，但可以迅速导走油罐及管线上感应出的电荷，以减少放电的可能。在装车、装船或灌桶时，应将鹤管、灌油栓及装油容器用金属导线跨接在一起，使它们成为等电位体，不致因静电电位差造成放电而引起危害。 （ 3）设置静电消除器：静电消除器是消除油品自身所带静电的有效工具，其原理是通过感应和尖端放电来中和油品中的静电荷。静电消除器一般安装在管线的末端。 除火花放电 为了消除火花放电，应清除油罐、容器内的突出物和油面上无用的漂浮物，以防静电荷在其上积聚而放电。 止形成爆炸性混合 气体 （ 1）采用浮顶油罐：浮顶油罐消除了油罐内油气混合气体空间，有效地防止了爆炸性气体的形成。但需要注意的是内浮顶罐浮顶上面会含有较多的可燃气体，所以仍必须防备顶盖上部的火花放电。 （ 2）加惰性气体覆盖油面：在可能形成爆炸性气体的装油容器油面以上的气体空间，充以惰性气体，以达到隔离氧气及抑制爆炸性混合气体的形成。 （ 3）加强通风：对于泵房、灌装间等场所，应加强通风，防止可燃气体积聚 设置静电接地场所的要求 罐 储存甲、乙、丙 A 类油品的金属油罐，应采取防静电措施。其静电接地连线应单独与接地 体或接地干线相连，不得相互串联接地。油罐内壁涂层的涂料体积电阻率应小于 108，表面电阻率应小于 109。 若油罐检修过程中，其静电连接断路或破坏时，应事先做好临时接地，检修 9 完毕后及时恢复原有静电接地装置。 桥 铁路装卸油栈桥的首末端及其中点处，应与铁路钢轨、输油管道、鹤管等相互做等电位连接并接地，且至少应有两处以上接地体。 上或管沟敷设的输油管道 在地上或管沟敷设的管道的始端、末端、分支处以及直线段每隔 200 300置防静电和防感应雷的接地装置。且两种接地装置宜合用。其接地 电阻不宜大于 30，接地点宜设在固定管墩（架）处。 当输油管的防静电接地装置与防感应雷接地装置合用时，其接地电阻要求不应大于 30。 油油罐车或油桶灌装设施 用于甲、乙、丙 A 类油品的汽车油罐车或油桶灌装设施，应设置与油罐车或油桶跨接的防静电装置。 10 4结论 储油区防雷工艺设计中，柴油储罐为 10000 20000质拱顶油罐，油罐钢质顶部厚度为 5设阻火器，根据 油库设计手册规定：对装有阻火器的地上固定顶钢油罐，当顶板厚度大于等于 4， 不应装设避雷针，但罐体要做良好接地。 故不设置避雷针，采用电气接地方法进行避雷。汽油储罐为外浮顶罐， 根据油库设计手册规定：浮顶油罐或内浮顶油罐不应装设避雷针，但应将浮顶与罐体用两根导线做电气连接。浮顶油罐连接导线应选用横截面积不小于 25软铜复绞线。 故对原油汽油储罐的避雷工艺采用电气连接并接地。 铁路装卸区以及公路装卸作业区因为雷电等恶劣天气不允许作业，正常作业时雷击危险区不存在，故不设避雷针。但应对铁轨，油罐车以及装卸鹤管做等电位处理并接地。 库区防静电工艺设计主要采取方法主要包含主动和被动措施。 其中主动措施包含，装卸油作业