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浅谈大型原油储罐的防雷安全措施

文档作者：张虹文档来源：中国石油化工股份有限公司管道储运分公司南京输油处		点击数：	更新时间： 2021年11月04日
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韶 石油化工安全环保技术 渡
PETROCHEMICAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY 201 1年第27卷第3期
浅谈大型原油储罐的防雷安全措施
张 虹
(中国石油化工股份有限公司管道储运分公司南京输油处，江苏 南京210046)
摘要：大型原油储罐储存的介质易燃易爆，给油库管理带来极高的安全风险。雷击是
油罐火灾事故的重要因素之一，分析、制定有效的防雷安全措施，将油库的安全管理风险降
到最低是十分必要的。从雷电的形成及危害、雷击着火的成因、防雷的基础环节等几个方面
进行详细的阐述、分析，总结多年的油库安全管理经验，从事前预案、事中处理、防雷设施
本体检查管理三个角度，有重点的提出油罐日常运行管理中四个方面的具体防雷安全措施。
关键词：大型原油储罐防雷安全措施
甬沪宁管网拥有六座大型原油库区，罐容量
达到1 O44×10 m ，这些油库地处江浙沪地区，
每年雨季长、雷电多。由于原油具有易燃、易爆
等特点，一旦发生雷击火灾事故，不仅可能造成
严重人员伤亡及重大经济损失，而且会导致严重
的环境污染，特别是水体环境污染，造成恶劣的
社会影响和生态失衡，在油库的安全管理工作中
制定有效的防雷安全措施，尤为重要。
1 雷电的形成及危害
雷电是自然界的一种静电放电现象。地面上
的水蒸气上升遇到高空中的冷空气，水滴积聚成
积云，大水滴积聚形成带正电的雷云，小水滴积
聚形成带负电的雷云，随着带电雷云不断变厚，
电位也相应升高，当电场强度升高达到25—30
KV／cm时，就会产生云间放电或对地放电，放电
产生高温而使空气突然膨胀，发出雷声。
雷电分为直击雷、感应雷、球形雷和雷电侵
入波。发生在大型油库的主要是感应雷和直击
雷。感应雷是处于雷云和大地之间的大容量金属
油罐，会感应和积聚与雷云电荷极性相反的电
荷，当雷云放电后，云与大地间的电场突然消
失，而金属油罐上的电荷来不及立即流散，这时
就会产生极高的感应电压，并对地放电。直击雷
是雷电直接击中构筑物或其它物体，使受击物体
产生强烈的机械振动和热效应，最终受击物内部
水分蒸发或分解出氧气和氢气引起爆炸。
虽然雷击总的持续时间很短，但放电时瞬间
电流、感应过电压却很大(可达几百千安、几百千
伏)，不管哪种雷击，除了引起直接损害外，更
大的危害是对于油气浓度较高的场所，由于放电
引起的火灾爆炸，及随之而带来的巨大经济损失
和人身伤亡损失。
2 雷击着火的成因
雷击着火原因主要有：防雷装置失效或未设置
防雷装置；油罐变形或(和)一、二次密封不严密。
通过燃烧的三要素分析，雷电放电火花、达
爆炸浓度极限的可燃气体或液体蒸气是雷击着火
的两个关键因素。大型浮顶油罐雷击着火一般是
发生在油罐密封圈不严密处，如果一二次密封间
油气浓度达到或超过爆炸下限，遇雷击放电火花
时会发生着火燃烧，甚至爆炸。
3 油库的选址、施工建设是防雷的基础环节
3．1 设计选址
在进行油库的选址和安全评价时，应对当地
的雷电情况进行详实的调查，尽可能避开雷电高
收稿日期：2011—03—14。
作者简介：张虹，女，2007年毕业于中国石油大学
(函授)油气储运专业，现在管道储运分公司南京输
油处从事安全环保管理工作，电话：025—86336375
生笠 !整 期 张虹．浅谈大型原油储罐的防雷安全措施 穗
发区域进行选址建设，特别是位于荒原和周边无
建筑物的滩涂上建设时，由于金属储罐比较孤立
和相对突出，就更易遭受雷击。
3．2 防雷设施的施工建设
油罐施工建设过程中，要在每个施工环节切
实落实好防雷设施采购、质量比对、安装、检测
等，使防雷设备设施在日后的正常使用过程中不
出现任何薄弱环节。
目前国内尚没有有效的雷电消除技术，所以只
能从防雷角度入手，认真装设防雷设施。大型储罐
不必安装避雷针，但要布设防雷接地网，通过接地
线将雷电引入大地释放。具体的措施如下：
(1)罐体基础自然接地体应与罐区接地装置
相连，连接点不少于两处。
(2)要将油罐浮顶和罐体用两根导线进行电
气连接，导线应采用横截面≥50 (mm) 的扁平
镀锡软铜复绞线或绝缘阻燃护套软铜复绞线，连
接点用铜接线端子及两个M12不锈钢螺栓加防松
垫片连接。
(3)油罐的扶梯和罐本体及浮顶各两处要做
电气连接，连接线选型和连接方法同上。
(4)利用浮顶排水管线将罐本体与浮顶进行
电气连接，每条排水管线的连接导线应选择横截
面>-50(ram) 的扁平镀锡软铜复绞线。
(5)大型储罐的防雷接地点沿罐壁周长间距
不宜大于18 ITI，罐体周边的接地点分布要均匀，
冲击接地电阻要≤10 Q；储罐与罐区接地装置连
接的接地线，如果采用热镀锌扁钢时，规格≥40
film ×4 mm。
(6)断接卡和引下线的连接要可靠。引下线
宜在距离地面0．3 m一1 11处，装设断接卡。
(7)与罐体相接的电气、仪表配线应采用金
属管屏蔽保护，金属管上下两端与罐壁应做电气
连接。在相应的被保护设备处，应安装相适应的
浪涌保护器。
所有储罐的防雷设施安装完成后，经过细
致、系统的外观检查后，还有必要请有检测资质
的防雷检测机构对其进行一系列的数据检测，并
出具检测报告，确保以后的安全运行。
4 油罐日常运行管理中的具体防雷安全措施
雷电有很强的破坏力，对储存原油的大型油
罐来说破坏性更是巨大的。所以油罐在进油后正
常运行过程中，落实一系列有效的防雷安全措施
就显得尤为重要。
4．1 重视雷电预警
雷电预警系统是油库防雷电的重要辅助系
统、重要管理手段之一。
这套系统是建立在场磨原理技术基础上的大
气静电场探测产品。其工作原理是通过对不断被
屏蔽及开放的探测电极带电量的增益放大，转换
为数字电场值，从而实时地监测近地面大气层静
电场的变化，并对可能造成当地雷击危险的大气
电场强度变化加以识别和预警。
继2006年仪征输油站、2007年白沙湾输油
站雷击着火后，2008年借着集团公司雷电隐患整
治的契机，先后在四个大型油库安装了雷电预警
系统。经过三年特别是雷雨季节的运行，系统对
雷电的预警效果显著，可以在雷电到来前及时提
醒油库值班干部、当班职工、消防队提前进人密
切关注、应急战备状态。近三年来各站三级预警
次数统计见表1。
表1 近三年各站三级预警次数统计
单位 2008芷 2009在 2010正 备注
仪征输油站 36次 27次 39次
白沙湾输油站 115次 】35次 140次
岚山输油站 52次 90次 75次 2008年安装的较晚
册子岛油库 29次 113次 105次 2008年安装的较晚
4．2 防雷设施的日常维护管理
对油罐的防雷设施要开展经常性的检查和定
期检查，以及请有防雷装置质检资质的机构进行
定期防雷检测，发现问题及时整改和修复。
(1)对接地体的腐蚀情况、导电性能进行检查。
(2)检查引下线有无裂纹、断裂、松脱等；
以及有无烧损和闪络痕迹。
(3)检查引下线断接卡的不锈钢螺栓有无缺
损，防松垫片是否有效固定。
(4)对浮顶、扶梯、罐壁之间的电气连接线
的情况进行检查，检查其有无缠绕、断裂、松脱。
(5)对防雷接地电阻进行检测。
(6)对雷电预警系统的接收器进行定期维护
保养。
除了上述的日常检查以外，还要在每年雷雨
奔石油化工安全环保技术惜 2011年第27卷第3期
季节前对储罐的等电位和接地系统进行系统、全
面的检查和检测，并综合之前的日常检查结果进
行综合分析和评估，必要时开挖地面，对地下隐
蔽部分的锈蚀情况进行抽查。
4．3 加强储罐一、二次密封问油气浓度的检测
一
、二次密封与罐壁贴合严密是消除油气
空间的根本，所以定期进行储罐一、二次密封
问油气浓度的检测，并将同一储罐同一检测点
的数据进行纵向比对，是及早发现储罐隐蔽问
题的可靠手段，特别是雷雨季节加强此项检测
尤为重要。
提前制定好检测计划，做到雷雨季节每个罐
至少每月一次的检测周期，≥1O万米 的储罐周
向均布不少于8个检测点，5—10万米 的储罐不
少于4个检测点。发现可燃气体浓度超过爆炸下
限25％ 的，要组织专业技术人员深入现场，综
合分析、查找原因，尽快采取整改措施。短时间
不能整改的，加强消防监护。
4．4 针对雷电危害的其它控制手段
HSE的理念是“预防为主、防治结合、综合
治理”。为了防患于未然，除了前面所述的几个
关键环节外，固定消防系统、火灾报警系统、工
业电视监控系统和应急救援在雷雨天气时储罐的
监护和雷击火灾事故初期的扑救上，其可以发挥
的重要作用也是不容忽视的。2006年“8．7” 仪
征输油站15万米 和2007年“7．7” 白沙湾输油
站的1O万米 油罐雷击着火事故的成功扑救就是
得益于四者的密切配合。
针对上述四个方面，除了满足各项安全设计
施工和管理规定外，在日常管理中，还需要着重
强调以下几个管理方面的重点：
(1)设备设施的检查、维护、保养要落到实
处。要制定详细和符合现场实际的运行管理制
度，将各项检查、维护、保养情况以记录本(表)
的形式保存，有记录有考核。例如泡沫发生器过
滤网内杂物的及时清理；泡沫罐根阀的严密性检
查；感温光纤的检查；电视监控摄像头图像的清
晰度等等。
(2)每年雷雨季节前的固定消防系统出水和
出泡沫实验不要形式化，特别是出泡沫实验。实
验是及时发现阀门、法兰、管线、泡沫比例混合
器等问题的良好机会，所以要提前制定实验方
案、做好记录，重点是火灾自动报警响应时间、
消防泡沫上罐泡沫发生器出泡沫时间、泡沫堰板
内消防泡沫有效覆盖时间、消防喷淋出水时间、
专业消防队有效出动时间等。另外不要忽视出泡
沫后及时对泡沫管线的水冲洗环节，可以避免泡
沫液对管线的腐蚀破坏。
(3)加强雷雨季节的油罐监护。雷电三级预
警时，不仅消防岗位一级战备，主控室值班人员
也要通过工业电视监控系统密切监护。以保证恶
劣天气时全方位、多角度的实时监控，及时发现
事故苗头。
(4)按规定做好火灾自动报警系统实验，及
时消除系统故障、误报，力争精准。
(5)应急救援预案。重点是消防灭火预案、
雷雨季节专项应急预案，除了根据自己单位的生
产实际编制适用的应急程序，更加重要的是模拟
演练和利用恶劣天气进行的实战演练，通过演练
发现不足，持续改进。
(6)不要放弃雷击着火初期的应急处理。雷
击着火初期大多是浮顶油罐密封圈不严密处的闪
燃或闪爆，及时发现、果断处理是完全可以成功
扑救的。
5 结语
雷击是油罐火灾事故的重要原因之一，分
析、制定有效的防雷安全措施，并将其不打折扣
的落到实处，目的是将油库的管理风险降到最
低，尽量减少和避免重大火灾爆炸事故的发生，
保护国家和人民生命财产安全。把科学的理论方
法与现代油库生产的特点结合起来，探讨出新
的、符合现场实际的、行之有效的管理方法，是
安全管理人员的研究方向和奋斗目标。

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