目前加油加气站自动化水平越来越高,自动温度计、压力、液位检测、可燃气体报警系统、电脑控制的加油加气等信息系统,雷电危害易使系统失控,给运营和安全带来损失。
1 防雷等级划分
1.1 年预计雷击次数
依据规范［1］:
Ｎ=k×Ｎg×Ae
Ｎg=0.1×Td
石家庄地区年雷暴日32天,属多雷区,对于5000m2,高度15m的站区来说:
Ｎ=k×Ｎg×Ae=1×0.1×32×5000×10-6≈0.16次／a。
1.2 有0区、1区、2区的存在环境
对于油罐体而言,油品上部空间,是0区环境,分别以通气管口、密闭卸油管口为中心,一定半径的球形空间有1区、2区环境存在;对于液化石油气罐而言,分别以放散管口、卸车口为中心,一定半径的球形空间同样含有1区、2区环境;对于加油加气机(包括压缩天然气加气机而言),一定的周围空间、人孔(阀)井的内部空间区域均含有1区、2区环境;对于压缩天然气储气瓶而言,一定的周围空间有2区环境,天然气压缩机、阀门、法兰或类似附件的空间含有1区、2区环境。
由以上两点可知:除站房都可化为三类防雷建筑物,其他防雷分类可化为二类。
2 直击雷防护
2.1 站房和罩棚的直击雷防护
站房屋顶四周采用接闪带、屋面设网格,为使屋角处于接闪器保护范围,应在屋角设接闪杆,或将网带做成欧姆环。采用建筑结构柱内对角设置的钢筋(不少于两根,钢筋直径不小于10mm)作为引下线。以梁、承台内基础钢筋不少于两根焊接成环形组成水平接地体,桩、柱内两根钢筋为竖直接地体。以水平接地体和竖直接地体联合组成的自然接地体作接地装置。
罩棚以金属屋面做接闪器,金属立柱本身或钢筋混凝土柱内钢筋做引下线,为便于检测,有的设专门预留端子供测试。罩棚立柱基础钢筋做垂直自然接地体、地面-0.6m以下敷设水平人工接地体,宜敷设成纵横接地网格,材料用热镀锌扁钢(40mm×4mm),加油(气)岛安装加油(气)机的预留接地。
2.2 油罐、气罐和压缩天然气储气瓶的直击雷防护
当金属罐体的壁厚小于4mm,安装独立接闪杆或设接闪线保护,接闪器和被保护罐体距离按有关设计规范要求,但不小于3m。目前,按有关规范要求［2］,油罐、液化石油气罐埋地敷设,(撬装式加油装置所配置的防火防爆油罐除外)油罐、液化石油气罐的钢板厚度均不小于5mm。与罐体相连的通气管、放散管、进油管、出油管均为焊接,通气管、放散管的高度分别是高出地面4m和2.5m。可以用来做接闪器。其他的量油孔、透气孔、人孔均与罐体做可靠焊接。
天然气储气瓶符合《钢制压力容器》GB150,钢板厚度不应小于6mm。撬装式天然气储气加气设备箱体外壳是金属箱体,高出箱体平台2m,高出地面5m,箱体、放散管本身可以用来做接闪器。
3 接地装置和等电位连接
(1)加油、加气站的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、安全保护地及信息系统接地等宜采用共用接地装置,阻值取其中最小值应不大于4Ω。
(2)金属罐体防雷接地必须做成闭合环形,其接地点不少于两处,且弧形间距不大于30m,接地体距管壁的距离小于3m,罐体的防雷接地电阻不大于10Ω。接地体分别用热镀锌角钢,和热镀锌扁钢(40×4mm)作垂直接地体和水平接地体,角钢材料尺寸50mm×50mm×5mm,长2.5m,扁钢材料尺寸40mm×4mm,间距5m,埋地距地面－0.6m以下。
当金属罐体防腐蚀措施是采用牺牲阳极法时,油罐可不设接地极,但是阳极需做防雷接地,当防雷接地和其他接地系统分开时,阻值不大于10Ω。只需用16mm2的铜芯线将罐体和阳极相连即可达到防雷效果。
当金属罐体防腐蚀措施是采用强制电流法时,油罐可不设接地极,但是锌棒或锌镁做防雷接地极,阻值小于10Ω。
(3)通气管管口安装的阻火器,采用卸油、加油油气回收系统时,安装的机械呼吸阀与金属管做等电位连接。
(4)加油、加气机金属外壳、加气机的可燃气体报警仪金属管与机体做可靠电气连接并接地。进入加油、加气机的各种线缆(强、弱电缆)穿金属管保护并接地。
(5)撬装式压缩天然气加气站,撬装箱体、加气设备金属外壳均与接地装置可靠连接,接地点不少于两处。撬装内的压缩机、感应式压力表、温度计等金属外壳,用2.5mm2的接地线与预留接地可靠连接。
(6)供电系统的电缆金属外皮两端或电缆穿金属保护管两端均应接地;信息系统应采用铠装电缆或导线穿钢管配线,配线电缆金属外皮和保护钢管两端均应接地。
4 防雷电感应、防静电感应和防雷击电磁脉冲措施
(1)供电系统的电缆金属外皮两端或电缆穿金属保护管两端均应接地;信息系统应采用铠装电缆或导线穿钢管配线,配线电缆金属外皮和保护钢管两端均应接地。
(2)地上或管沟的油品、液化石油气和天然气管道的始、末端和分支处设防静电和防雷电感应的联合接地装置,防止油品流动时产生静电积累,其接地电阻不大于30Ω。
(3)加油、加气枪胶管分别通过内设和明附的接地线和接地装置相连,用于释放加油、加气时产生的静电。
(4)油罐、气罐、天然气储气瓶的卸车区应设防静电接地装置,宜设置能检测跨接线及监视接地装置状态的静电接地仪。管道上的法兰、胶管两端等连接处用金属线跨接。法兰的连接螺栓不少于5根时,在非腐蚀环境下,可不跨接。接地电阻不大于100Ω。
(5)电涌保护器配电系统:供配电系统宜采用ＴＮ-Ｓ系统。可设计三级电涌保护装置:总配电柜设第一级,加油加气的各种机泵用分电箱设第二级;分电箱设计第二级。UPS设备可设第三级。信息系统:防止仪表被雷击电磁脉冲损坏,可以将仪表等设备SPD安装在控制室线路的一端,以有效消除仪表线路上的过电压,达到防雷的目的。
