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关键词:闪电;静电感应;等电位连接;易燃易爆
中图分类号:TU856文献标识码:A文章编号:1006-4117(2012)03-0309-01
前言:近年来,随着国民经济的快速发展,石化装置储罐迅速增多。大部分储罐内的物料属于易燃易爆物,容易发生火灾和爆炸事故。雷击、静电产生的电火花都会引起储罐着火或爆炸。因此,我们必须采取有效措施,保证储罐的安全运行。
一、引起火灾的主要因素
(一)闪电。据调查,石化装置内储罐起火的主要原因是闪电。闪电主要由感应雷和直击雷引起。在雷雨天气,浮顶罐的罐体、浮盘、储存介质及其它罐顶构件均被感应为正电,当发生雷击放电时,云层底部的负电荷与其下面正电荷迅速“中和”放电,随着放电结束,大地及与大地有良好接触的构筑物立即同步转换极性而处于零电位。但是,与大地接触不良的构筑物,放电结束时会滞留束缚(正)电荷,此时与已处于零电位的大地及其与大地等电位的构筑物(浮顶罐罐体)形成电位差,以致发生二次放电,引起电弧,导致发生火灾。
(二)静电感应。静电产生的原因是由于在油品的收发、运输、灌装等过程中,每个油品分子之间或者是其他的物质与油品分子之间会产生一定的摩擦,从而导致的静电。储罐内金属构件较多,若各金属构件接地不良,容易形成孤立导体,当孤立导体上集聚的静电到一定程度时对地形成相对电位,在一定的条件下,极易发生火花放电而导致火灾。
(三)等电位连接不良。很多储罐因建成年限已久,接地体发生腐烂或锈蚀,接地线的连接已松动,或施工不合要求;接地设施等电位连接不良;浮顶罐浮盘与罐壁缺少足够的等电位连接等等,都易产生电弧火花引起火灾。1998年黄陂县石油总公司横店石油储库“7.13”特大雷击火灾事故分析中发现,罐底接地体已大部分腐烂,位于罐体周围的接地体连接方式不符合断接卡要求,同时4组地网间连接不良,存在明显电位差,未达到等电位连接要求。
针对以上引起火灾的几种原因,对于储罐需采用相应的预防和保护措施。
二、防雷保护
(一)预防雷电危害的基本原则。1、石油和石油产品应贮存在密闭性的容器内,并避免油气混合物在容器周围积聚。2、油气可能泄露或积聚的区域,应避免金属导体间产生火花放电。3、固定顶金属容器附件(如呼吸阀、安全阀)应装设阻火器。4、防雷、防静电、电气设备、保护及信息系统等的接地,宜共用接地装置。
(二)防雷设计。储罐不同,防雷措施也不同,根据相关规范的要求 :1、金属储罐应做防直击雷接地,接地点不应少于2处。金属储罐的接地点沿储罐周长的间距,不宜大于30米,接地电阻不宜大于10Ω。 2、装有阻火器的地上卧式储存易燃油品储罐的壁厚和地上固定金属顶储罐的顶板厚度等于或大于4mm时,不应装设避雷针。顶板厚度小于4mm的金属储罐,应装设避雷针(网)。避雷针(网)应保护整个储罐。 3、储存易燃油品的浮顶储罐或内浮顶储罐不应装设避雷针,但应将浮顶与罐体用2根导线做电气连接。浮顶储罐连接导线应选用横截面不小于25mm2的软铜复绞线。4、储存易燃油品的覆土储罐的罐体及罐室的金属构件以及呼吸阀、量油孔等金属附件,应做电气连接并接地,接地电阻不宜大于10Ω。5、储存可燃油品的金属储罐,不应装设避雷针(线),但必须做防雷接地。
(三)防雷设施的检查及应注意的问题。安装防雷设施,必须对周围的一切设备进行检查,不允许有一切的金属物品,电气设施,以及一些架空的电线,这些都是雷电会发生危险的导火索。同时,对于防雷设施要定期的进行检查和防范,必须时刻保持防雷设施的安全。1、凡装设独立或罐顶接闪器的防雷接地设施,每年雷雨季节到来之前应详细检查。要求安装牢固,引下线接头数要少,断接卡接头应卡密并无断裂松动。最好用搭接焊接方式。如用螺栓连接必须拧紧,并且将软绞线端口焊固在供螺栓连接的线夹内,其垫圈应镀锌。2、引下线在距地面2m至地下0.3m一段的保护设施要完好。引下线应短而直,避免转弯和穿越铁管等闭合结构,以免雷电流通过时因电磁感应而形成火花放电。 3、每年对接地电阻做定期检测,雷雨季节到来之前必须测定,其独立电阻值不应大于10欧姆,满足不了要求或电阻值增大过快时,应挖开检查,按不同情况进行处理或补打接地极。单纯的防感应电接地,其电阻不大于30欧姆,如不符合要求,应作相应处理。
(四)对静电危害采取的措施 对于静电产生的危害我们主要有两条对策:第一,静电产生前我们要防止或者控制它的产生;第二,静电产生后我们要对其进行中和或者是用其它措施将其导走,坚决控制它们的聚集。静电的产生主要是一些物质材料的来回输送,还有不同物质之间的来回运动,以及一些纤维衣物的摩擦产生。针对这些情况,我们必须采取一些控制措施,减少物质材料的输送和不同物质之间的来回运动,主要内容如下:1、控制物料流速:液体物料在管道中的流速越高,接近管壁处的速度梯度就越高,产生的静电量也越大。2、控制进料方式:液体经管道进入储罐时应设防冲击档板。若油品从顶部进入储罐,进料管应伸至罐底部,距底不大于100mm,以减少静电产生。3、防止水等杂质混入油品物料:由于不同物质间的相对运动要产生静电,因此,应尽力防止水等杂质进入物料系统。4、其它防静电设施:除采取上述措施外,对大型罐区,在油品物料管线上还可设置静电消除器等防止和减少静电荷积聚的设施。
(五)加强等电位连接。等电位连接点的数量应根据储罐大小设置,储罐越大,要求的等电位连接点应越多,最大程度减小二者之间的阻抗,将产生电弧的可能性降至最低。为了确保浮顶罐浮盘与罐壁的等电位连接可靠性,需每年定期做以下检查内容:1、二次密封导静电片是否被罐壁的油膜绝缘;2、机械密封的靴板是否被罐壁的油膜绝缘;3、浮顶罐的扶梯与浮盘等电位连接是否完好;4、外浮顶及内浮顶储罐的浮盘和罐体之间的等电位连接是否完好,软铜导线有无断裂和缠绕。
综上所述,只要我们熟悉雷击、静电有关知识,认清其产生原因,采取有效措施,切实做好防雷击、防静电工作,消除火灾和爆炸的各种因素,使石化生产装置长周期平稳地运行。
作者单位:南京扬子石油化工设计工程有限责任公司
参考文献:
[1]石油库设计规范(GB50074-2002)
[2]石油与石油设施雷电安全规范(GB15599-2009)
大兴安岭地区防雷中心在接获事故报告电话后派技术人员及时赶赴现场,对现场进行了清理和调查,查找事故点,分析事故原因,并提出整改方案。
1 主要防雷设施基本情况
驾驶员考试基地的桩考仪占地约一亩,分成待考区、考试场和指挥控制中心等三个区域,考试场区是一块全封闭场地,除漆划的标线和桩杆之外,最特别的是场地四周安装着的总共8组16个红外线探测装置,学员驾车考试时的一举一动,都逃不过这些红外线的“眼光”,然后再传输给设在指挥中心的监控主机,并在电脑屏幕上显示出来。
远离市区位于旷野地带,周围几无建筑物,附近有一变压器,办公室及工人宿舍用电均直接由此变压器引入,在平房西侧分别设有两个小配电箱。厨房在工人宿舍的东侧,炉灶采用电热炉灶,电力线由变压器直接引入。所有电力配线均架空入户。公司办公室和工人宿舍两栋平房无任何雷电防护设施。
2 既往雷击史
办公室的西侧会议室的配电箱内电表曾被击坏,外壳碎裂,工人宿舍内的的配电箱内也有雷击的痕迹,但无人员伤亡纪录。
3 现场勘察,查找雷击事故点
通过询问既往发生的雷击史和现场人员描述事故发生时的情形,清理现场后确认,厨房的电炉灶为雷击事故点。
4 雷击事故原因分析
根据大兴安岭观象台观测资料和加格达奇新一代多普勒雷达图显示,16日在该区域上空有强对流天气过程,雷达回波图和闪电定位仪监测记录当时有雷击记录,且现场人员描述当时有雷声,根据该公司防雷设施情况和周围环境分析,事故主要是由于电源线路有雷电波入侵或感应过电压引起的,据现场勘察结果分析,有可能由下述原因引起:
由于该建筑物是两栋平房,建设得较早,限于当时的防雷观念淡薄,在设计上存在严重缺陷,施工又不按规程操作,且年久失修,没有任何的防直击雷措施,电源线由附近变压器直接架空引入,且未采取任何防护措施,曾有既往雷击史,安全隐患较大,造成此次事故的发生。
5 整改方案
按照《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)(2000年版)要求,该建筑物属于第三类防雷建筑物,在设计施工上存在缺陷,应作相应整改。
(1)第3.4.1条规定:“第三类防雷建筑物的防直击雷的措施,宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由这两种混合组成的接闪器。”。该公司建筑物为南北两栋平房,为起脊的砖房,房顶未装设任何防直击雷设施,且该建筑物位于旷野,周围无任何建筑物,且内部设有一些电子器材,极易遭受雷击。应在该建筑物敷设避雷带,并按要求设不少于两根的引下线,引下线平均间距不大于每根引下线的冲击接地电阻不大于30Ω。
(2)第3.4.9条规定:“一、对电缆进出线,应在进出端将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连。当电缆转换为架空线时,应在转换处装设避雷器;避雷器、电缆金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地,其冲击接地电阻不宜大于30Ω。
二、对低压架空进出线,应在进出处装设避雷器并与绝缘子铁脚、金具连在一起接到电气设备的接地装置上。当多回路架空进出线时,可仅在母线或总配电箱处装设一组避雷器或其他型式的过电压保护器,但绝缘子铁脚、金具仍应接到接地装置上。”
该建筑物的电源线均由附近的变压器架空引入室内配电箱,且未装设避雷器,厨房的电热炉灶的电源也由变压器直接引入,无任何防护措施,极易遭受雷击。应在变压器引入的电源处加装避雷器,在办公室西侧的配电箱内加装单相避雷器,在工人宿舍配电箱内加装三相避雷器,并且在厨房电炉灶前端加装避雷器,并将避雷器做可靠接地,其冲击接地电阻不大于30Ω。
山区农村防雷现状分析
居住环境的特殊性。山区广大农村地域广阔,农户居住分散,且因经济条件和地理位置的限制,大多数均居住在山坡、半山坡上,有的居住在风口上,房屋遭受直击雷的可能性较大。大部分民房房前屋后又种植了大树和竹子,这又增加了落雷概率,从而增加了事故发生的概率。“有家无防、有雷不知防”。造成农村雷电灾害多发的重要原因是“有家无防”(即房屋缺少防雷装置)和“有雷不知防”(即防雷意识淡薄、防雷知识缺乏)。农村高层建筑少,房屋低矮,基本上均未安装防直击雷装置,一些住户还在房屋顶放置不锈钢水箱、太阳能热水器等金属物,又未做接地处理,这些金属便成为雷电青睐的对象,存在严重的雷击隐患。线路架设的不规范性。随着新农村建设的不断深入,电视、电话、冰箱等家用电器大量走进农村,这些家用电器所用的电源、信号线路大都是由线杆架空引入的,这些线缆不仅总线架空布设,而且各家各户的入户线路也架空布设,有的悬挂于树木,有的直接固定在房屋顶或外墙上且不宜用木杆架设,另外,许多房屋还安装了电视接收天线。在该条件下,线缆引入的雷电波在传输过程中分流渠道较少,侵入室内后强度较强,常常造成人员伤亡。根据对近年发生在岳西县农村的雷击事故调查,造成人员伤亡的雷击事故主要在以下几种情况下发生:①雷电当空时,在空旷地带做农活、行走时遭受雷击;②在临时工棚、茅屋和大树下躲避雷雨而遭受雷击;③架空电源线、电话线等将雷电波引入室内。造成山区农村雷电灾害频发的主要原因综上分析,造成山区农村雷电灾害频繁发生的主要原因有:①地理环境复杂多样;②建筑物选址和建设不规范;③农民劳作范围广泛且不固定;④防雷技术落后;⑤雷电防护设施欠缺;⑥供电线路铺设不规范;⑦村民防雷和自救、互救知识匮乏;⑧室外电话线、天线等胡乱架设,太阳能热水器的不规范使用;⑨村民无法及时获取雷电信息[1-2]。
山区农村防雷的政策性建议
依法建立、健全农村防雷减灾安全管理体系,增强防雷隐患排查农村防雷减灾工作要想得到顺利推广和实施,应在各级政府的领导下和相关部门(如公安、消防、城建、林业等)的大力支持与配合下,因地制宜、实事求是地结合农村的具体环境和特点,建立协调合作机制,实现防雷减灾工作的良性循环,建立、健全防雷安全责任人和村级信息员制度、防雷减灾责任制、防雷设施隐患排查制、雷电灾害应急处理预案、雷电灾害上报等制度,定期开展农村防雷安全排查工作,提前排除雷击安全隐患,指导农民采用经济和科学的防范措施避免雷击灾害的发生,是有效减轻雷电灾害损失的重要措施。加强农村雷电灾害监测预警气象部门要做好雷电天气、雷击落区、灾害等级等雷电监测和预报预警业务,充分利用电视、电话、广播、网络、手机短信、“96121”等手段,及时将雷电灾害预警信息发送给政府和有关部门及广大农民群众,尤其对于偏远山村,要进一步扩大气象灾害预警范围,完善预警体系,提高政府、民众和信息闭塞乡村对灾害预警信息的重视,为政府及相关部门做好防雷减灾工作、人民群众增强防雷意识并采取避险措施提供支持。加强防雷科普宣传工作,提高农村雷电灾害防护意识据雷电灾害资料统计,由雷电造成人畜伤亡的事故大多数发生在农村,而在农村室内、河边、树下、田间、山坡是雷击人身伤亡事故的多发地,这也说明在农村发生的很多雷击事件均由缺乏防雷知识造成的。因此,对于防雷措施薄弱的农村和缺乏雷电防范知识的农民而言,宣传雷电的危害性和可预防性以及防雷工作的重要性和必要性非常重要。加强农村雷电防御知识和防雷减灾管理工作的宣传,需要各级地方政府和社会各界的支持和参与,除利用手机短信、电视、报纸、网络等媒体进行防雷宣传外,还可通过农村远程教育系统定期开展防雷安全教育,对在校学生进行防雷知识普及;防雷主管部门定期组织防雷科普进农村活动,定期对乡村的安全管理责任人进行防雷安全知识的培训等。作为一个长期工程,将防雷安全知识纳入基础教育是一个较好的途径,最终目标是实现防雷知识人人皆知、人人重视,提高广大农民群众科学预防雷电灾害知识的能力。规范农村建房防雷设计,消除雷击事故隐患农村频繁发生雷击引发人畜伤亡事故,原因是多方面的,其中一个重要原因是农村建房防雷设计缺失、相应措施不到位。建房时应针对山区农村住房多数依山傍水或切坡而建的实际情况,改变其建房中不科学的选址观念,让农民建房时避开上升气流迎风面方向、突出周围地貌、土壤电阻率较低(如特别潮湿的河床、苇塘等,地下有金属矿藏或岩石与土壤交界)、高大树木等雷击高发地段,并按有关规范进行防雷设计、安装配套的防雷设施和做相应的防雷技术处理。在大规模的新农村建设、农村中小学校建设中更应考虑雷电灾害因素,应聘请当地防雷主管部门进行雷击灾害的风险评估,否则需要安装更多的防雷保护装置,投入更多财力,并且也会大大增加雷击风险[3]。
山区农村雷电防护的技术性措施
为进一步做好防雷安全工作,根据全省防雷安全工作会议精神,结合我市实际,现将有关要求通知如下:
一、提高认识,加强对防雷安全工作的领导
雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一。我市地处亚热带季风气候区,雷暴活动十分频繁,被国家和省列为多雷区和一级防雷区,特别是近年来气候变暖和天气异常,雷暴日数呈明显增加的趋势。但我市目前尚有6.1%的场所应装而未装防雷设施,44%的防雷装置不符合国家技术规范要求,还有不少防雷装置因年久失修而早已失去防雷功效,给人民生命财产安全构成严重威胁。因此,各地各部门要统一思想,提高认识,进一步加强对防雷安全工作的领导。没有成立防雷减灾机构的地方,要尽快成立,明确职责要求,把防雷工作作为安全管理的重要内容,精心部署,认真检查,严格考核,确保防雷工作各项要求和措施落到实处。
二、狠抓源头,切实预防雷击事故的发生
防雷安全工作要坚持标本兼治,既要做好经常性的检查督促,更要从源头上做好防雷减灾工作。一是《*市防雷减灾管理规定》中要求安装防雷装置的建(构)筑物和设施,都必须按规定安装防雷装置。二是新建、改建的建(构)筑物和其它设施安装的防雷装置设计图纸、设计方案,要按照《*市防雷减灾管理规定》报气象主管部门审批,纳入综合报建程序。未经审批或审核不合格的,建设行政主管部门不得发给施工许可证,建设单位不得施工。防雷装置竣工,必须经气象主管部门验收,验收不合格或无防雷设施的,建设、规划等有关部门不予签发竣工验收合格证。三是气象主管部门要积极主动指导防雷用户作好防雷方案设计和防雷产品选型,严格防雷工程设计、施工资质证管理,防止在设计和施工过程中出现质量问题。四是所有防雷产品必须具有国家有关部门批准生产或允许进口的批文,并经国家有关技术鉴定机构检测合格才能使用,严禁使用不合格的防雷产品。五是要加大对公众尤其是中小学生防雷安全知识的宣传普及工作,使社会公众普遍了解如何避雷,遭雷击后如何救助等基本常识。
关键词:农村 伤亡 症结 防护 对策 措施
中图分类号:P429 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)01(c)-0228-01
1 几起农村雷击事例均因建筑物无防雷装置
新乡获嘉县中和镇一中处于四周开阔地带,砖木结构教室没有任何防雷装置。2002年5月27日遭受雷电袭击时靠教室有28名同学受伤。
2007年5月23日重庆开县义和镇兴业村小学雷电袭击时造成7死、39伤。该校四合院平房坐落在高出周围农舍的山岗上,教室为平房、砖石墙体、水泥预制板屋顶,无任何防雷装置。
新乡市小商品批发城面积约2000 m2,一层简易金属支架结构和铁皮屋面,无接地和防雷措施;2006年6月28日遭雷击起火,商城燃烧后坍塌、商品化为灰烬,时值商场关门,幸无人员伤亡。
2008年5月24日,漯河市王岗镇冷库遭雷击起火,直接经济损失800万元。该冷库位于偏僻的农村,高度10 m,屋顶和支撑钢梁均没有防雷接地措施。
2 雷击灾害后的社会影响
想到那些遭受雷电死亡的家庭和孩子身心留下的终身阴影,想到遭受严重经济损失的人们……雷灾已成为社会不安定因素,已影响社会的和谐稳定,必须引起防雷管理机构的高度重视。
新乡一中雷击后,河南省教委下发文件,要求“各地市级气象主管机构要联合教育行政主管部门,对本行政区域内学校的防雷安全工作进行全面检查,对未按规定安装防雷装置和防雷装置不符合标准规范要求的,必须按照法律法规和规范标准进行整改。”
开县雷击后,事件震惊全国,国务院领导同志对此高度重视,中国气象局、教育部下发了《关于加强学校防雷安全工作的紧急通知》,在全国范围内掀起了开展突发事件的安全知识教育,增强学生的安全意识和自救自护能力的浪潮。
新乡批发城雷击后,商户集体上访投诉,市机关事务管理局会同气象局、安监局组成了防雷安全联合检查组,对小商品批发城进行了防雷安全隐患排查、监督、检查。
漯河市冷库雷击后,立即就有咨询仓库安装防雷装置。检察院进行了事故责任调查,当地气象主管机构做了雷击风险评估。
3 农村雷电灾害防护措施和对策
随着社会主义新农村建设发展,农村住宅也在不断增高和增多,雷击概率必然相对增加,因此农村的防雷工作也越来越显重要和急迫。我们应从以下几个方面入手。
3.1 加大科普宣传力度
农村地域广阔、地处偏僻、交通不便、信息不畅,缺乏必要的防雷常识,甚至仍停留在迷信状态,因此防雷科普宣传一定不能图形式、走过场,既要利用电视、乡村电子屏等通常使用的宣传模式,还要因地制宜的开展一些有特色的宣传活动,比如充分利用墙体平面、乡会集市、下乡发放科普宣传手册、在中小学中开展讲座、通过“手拉手”、培养安全信息员等多种形式,让广大农民了解雷电灾害和防护基本知识,逐步提高保障农民生命财产的安全意识。
3.2 做好农村防雷规划,建设防雷安全区
农村的学校、批发市场、养老院、医院等公共聚集场所,其使用性质是影响社会安定和谐的较重要建筑物,其位置多数位于自然村庄的边沿或周围空旷、开阔地带,防雷设计应有整体、长远、安全观念,应按照三类防雷采取防护措施,从源头杜绝雷电隐患。做好农村防雷规划,在雷击多发区域和旅游景点适当建造一些避雷场所,在遭遇强对流天气时,为老百姓提供相对安全的防护避险场所。
3.3 探索推行农村防雷检测和执法工作
建议制定低廉或减免防雷服务收费标准,为农村开展民房防雷安全性能普查服务。尤其注意一些中小企业包括高危化工行业转移到了偏远农村,不深入了解很难发现,这些“小、地、散”厂房建筑物多数存在雷电隐患,遭受雷电袭击时很容易发生灾害甚至是重大危险事故。防雷人员应引起足够重视,探索与相关部门的联合机制,早动手排查、早发现隐患、早排除、早安全。
3.4 制定民房防雷标准,推广简单防雷装置
制定符合农村民房的防雷技术标准,服务新农村建设。山西省制订的灾民安置房防雷规范,全国开展的中小学防雷示范工程和隐患整改工作。利用框架结构建筑物安装防雷装置是比较方便和经济的。在女儿墙等易遭受雷击部位,外露明敷防雷装置,提高防雷安全系数。砖混结构建筑物用两根钢筋为引下线四周打入地下几根2 m长(角钢、钢管)作为垂直接地极,全段焊接。屋顶避免安装金属构件或物体。
4 社会各部门认真履行各自职责
各有关部门要站在全面落实科学发展观、对人民群众生命财产安全极端负责的高度,充分认识防雷减灾工作重要性,切实增强责任感和使命感,严格落实防雷减灾责任制,做到任务逐级分解,责任层层落实,努力减少雷电灾害和损失。
设计部门要落实新防雷技术规范,农村的学校、批发市场、养老院、医院等公共聚集场所应按照三级防雷采取防护措施。工程建设中,应强化施工质量控制,保证各工序质量达到验收规范要求。监管单位应严格按国家技术标准把关各个环节不留隐患。
气象部门要切实增强使命感,应参照中小学校防雷普查整改模式,尤其加强对公共集聚场所的普查力度。安装有防雷装置的须进行年度检测,确保防雷装置发挥作用。未安装的须按防雷规范进行整改,逐村逐地逐个普查,避免雷击后陷入尴尬境地。
我们可喜看到,在全国开展的中小学防雷示范工程和隐患整改工作如火如荼,国务院制定了防御雷电、洪涝和地震及次生灾害的具体标准,政府、教育和气象等社会各部门共同尽职履责,广泛开展普及灾害防御知识系列教育活动,加快了构建尤其是农村中小学灾害安全防护网的步伐。
5 结语
雷电灾害是最严重的十种自然灾害之一,我国每年因雷击造成人员伤亡达3000~4000人,改善农村防雷现状任重道远。我们要深入学习十精神,以提能力、转作风、强管理、促发展为要求,加大工作力度,努力推进气象服务进农村、进学校、进社区、进基层,拓宽防雷宣传和检测范围,为构建和谐农村做出贡献。
参考文献