雷电对石油化工企业危害探讨

2022-09-12

石油化工行业的生产装置大都高温、高压连续生产, 且生产原料和成品都易燃易爆, 形成了易遭雷电危害的生产环境[1]。对于石化行业来说, 雷电造成的危害如果不及时控制, 会造成难以估计的损失, 造成工业控制系统的瘫痪导致生产停顿, 其经济损失难以估量。本文就此做了深入的分析并提出建议, 目的在于对石油化工雷电防护工作的提供借鉴。

1 石油化工企业的生产和环境特点

1.1 生产装置大都由金属制成

石油化工生产中的反应塔、框架、储存罐、仪表、管道、电缆等各种设备都是用金属制成。可以说, 石油化工生产中的装备是由良好的导电体组成的。

1.2 设施高温高压、原料易燃易爆

石化生产装备中的加热炉、空压机泵房、罐容器等装置大都处于高温、高压连续生产中;才外, 石化生产装置生产的石油化工原料、半成品、成品以及各种辅助材料大都属于易燃易爆物质, 且会伤害人类或破坏环境。

1.3 电子设施广泛应用

现在的石化产业生产和控制过程中广泛应用电子产品, 例如DCS、UPS、PLC等电子产品已经在石化企业广泛应用, 这使得该行业自动化程度逐步提高, 对劳动力的依赖程度下降, 增加了工艺的可控性, 但由于电子设备中有大量的集成电路, 而集成电路承受静电压的能力很低, 对防雷提出了更高的要求, 特别是大规模集成块, 容易受雷电过电压的侵害, 防雷、防静电尤其重要。

1.4 生产过程高度连续性

石化生产是一个连续生产的过程, 装置开始投料后将不断地投料, 各生产工序紧密相连, 一个工序或者一台设备发生故障, 都会造成装置的停车甚至发生重大事故。因此, 石油化工企业对危害的化解能力较弱, 重点在于预防。

2 雷电对石油化工企业的危害及其分析

2.1 雷电过压力的传播分析

直接雷击和感应雷击是雷电危害的两种主要形式, 也是雷电对石化企业主要的危害方式。直击雷过电压产生的原因是由于地面物体直接被雷电击中, 强大的电流经过该物体阻抗泄入大地, 并在物体上产生较高的电压降。

感应过电压的产生是因为雷云临近地面物体时, 在地面物体上由于静电效应积聚大量的电荷, 积聚在物体上的电荷在雷云放电后被释放产生的过电压。雷电点化工设备造成极大危害, 使仪表设备或管路被直接击中, 导致仪表失灵, 进而对变送器的各种电子线路板造成严重的损害。此外, 雷电流会流入仪表支架产生强大的感应磁场, 从而对DCS等电子设备造成极大的危害。

2.2 雷电产生的危害效应及其分析

雷电过压产生的危害效应主要有机械效应、热效应和电磁效应。

机械效应是雷电电流产生的磁场, 能够产生举得电动力, 会对电路设备的支持部分造成机械损坏, 且易造成人员伤害;热效应能够产生强大电流, 其热量能够烧毁设备、熔断线路、引发爆炸和火灾;雷电产生的电磁效应其过电压能够击穿电子器件、电气绝缘、开关跳闸等。

3 目前石化企业中防雷保护中存在的问题

3.1 部分企业安全意识, 安全生产不规范

绝缘薄弱点应该安装避雷器, 而很多企业存在侥幸心理, 一些领导对于自身工作重要性认识不足, 没有建立起完善的外部防雷体系和内部防雷体系, 部分高的杆塔、带有拉线的设施和终端杆等缺少避雷针、避雷带等高架金属导体, 用于保护建筑免受直接雷击的破坏。此外, 还存在部分设备上所设置的避雷装置保护范围不能覆盖整个设备的现象。

3.2 安全配置设施不规范

很多企业索然配备了安全装置, 但安装或在使用过程中并不规范, 没有很好的起到防雷作用。如接地引下线无断接卡、采用焊接方式且在地面上敷设几米长, 这样既不利于检测且易造成雷电对人员的伤害。

3.3 安全监测不能做到规范有序

一些企业配备安全设施后以对于安全监测过开始懈怠。雷电灾害重在防患于未然, 如一些工厂的过滤器上的卡箍是孤立导体且过滤器经常出现堵塞现象, 料仓粉尘粘壁厚度大于2mm, 超过指标控制值, 另外料仓内可燃气体浓度经常超过工艺设计指标值, 这些问题都极易在雷电发生时发生爆炸。

4 对石油化工企业防雷措施的建议

4.1 加强安全管理意识, 使安全管理实现规范

在石化企业的生产过程中, 要执行严格的以人为本、安全第一的理念, 加强宣传工作, 培养从业人员的安全理念。相关管理部门也要树立正确的安全管理观念, 加强安全配需, 对员工进行意识强化, 提高其对自身岗位的认识程度。另外, 安全的管理机制是保障安全管理顺利进行的关键, 企业要建设一套合理、规范、科学的管理机制, 严抓安全隐患和严格监督。

4.2 加强雷电防护体系的建立

建立完善的外部和内部防护体系, 加强控制室的雷电防护。建立建立包括接闪器和引下线以及接地体组成的外部防护体系和均压等电位连接电泳保护器构成的内部保护体系。针对控制室应该运用多种防护技术, 如接地设备将雷电流引入地下, 应用接闪和分流技术拦截直击雷, 导电器的跨接实现均压以及屏蔽、合理布线等措施建立雷电防护体系[2]。