大型浮顶储罐成套防雷技术研究

1.项目概况:

大型浮顶储罐为直径一般在60-100米,大型浮顶储罐由于浮顶面积大,而且直接暴露于大气中,直击雷击中率明显增加,浮顶受雷云影响可感应出大量静电荷,如果储罐短时间内不能快速对地泄放雷电流和静电荷,浮顶密封处由于设计或安装原因可能形成放电间隙,在发生雷击时产生火花引燃密封处的油气引起雷击着火事故。根据统计的国外529起储罐火灾事故中,因雷击所造成的火灾数占总数的32.5%,2000年以来,储罐着火事故呈增长趋势。近年来国内多次发生大型浮顶储罐因雷击引起的火灾事故,说明了目前大型储罐在设计、施工等方面还存在许多不足,亟需开展相关研究工作,提升大型储罐的雷电防护能力。

对中国石化300多座大型浮顶储罐进行现场调研工作,详细了解了国内浮顶储罐导电片的运行现状,找出了导电片等现有防雷设施存在的问题。收集整理了GB50074《石油库设计规范》、NFPA 780《Standard for the Installation of Lightning Protection Systems》、IEC 62305《Protection against lightning》国内外多个相关标准。对多起储罐雷击事故进行分析,建立雷击储罐模拟装置,开展雷击储罐系列实验,获得许多关键性数据,提出大型浮顶储罐成套防雷技术,并在镇海国家石油储备基地进行示范应用,有效的降低了储罐雷击火灾事故概率。部分措施写入GB15599《石油与石油设施雷电安全规程》和中国石化相关管理规定。

2.主要成果:

(1)提出大型储罐成套防雷技术方案,方案包括取消导电片、一次密封采用软密封以及增加一、二次密封处浮顶与罐壁之间金属部件的安全距离等措施。

(2)研发新型密封装置,该密封装置能有效降低雷电火花放电概率。

(3)研发可伸缩式接地装置,可有效降低浮盘与罐壁的电位差。建议浮顶与罐壁进行可靠电气连接。从罐顶扶梯口沿罐壁周长均分10,设置9只可伸缩式等电位连接装置RGF(扶梯与两根软铜复绞线相当于1只)。

3.创新点和知识产权:

(1)明确并量化了浮顶储罐油气空间雷击火花放电的危险性,获得了大型浮顶储罐油气空间控制雷击火花放电的关键数据。

(2)首次提出浮顶与罐壁间雷电流安全泄放的方法,研发出避免浮顶储罐油气空间雷击火花放电的控制技术,对大型浮顶储罐防雷工程的设计、施工及相关标准的制(修)订具有重要的指导意见。

(3)针对罐区存在的电子设备易遭雷击损害、接地检测方法不规范、安全运行管理制度不完善等问题,从技术与管理两方面提出了具体的解决方法与要求。集成各项研究成果,形成了系统的大型浮顶储罐成套防雷技术。

(4)授权发明专利1项-原油浮顶罐浮盘的防雷防静电接地装置。申请发明专利1项-二次密封油气空间放电防护装置及其使用方法、应用;申报中国石化专有技术一项-避免浮顶储罐浮顶于罐壁在油气空间放电的方法。

4.成果应用情况:

课题成果在镇海国家石油储备基地的41#储罐现场应用,从开始实施到目前已三年多,雷电流监测系统先后监测到多次雷电流信号,但是储罐防雷设施运行良好,有效的避免了储罐雷击火灾事故的发生课题防雷措施应用效果较好。

随着我国经济的高速发展,国内石油的需求量越来越大,我国陆续建立了国家战略储备库和商业储备库,现有5万立方米以上大型油罐几百个,而且数量还在随国内经济增长在不断增加,随着国际原油价格的不断升高以及国内原油储备量的日益增加,原油储运的安全保障已经成为一个热门问题。本项目研究完成并在大型浮顶储罐推广应用后,可使大型浮顶储罐雷击事故大大降低,经济指标、社会效益大大提高。

信息来源: 
2014-12-02