石油化工装置防雷设计规范

石油化工装置防雷设计规范1总则2术语3防雷分类4一般规定4.1厂房房屋类场所4.2户外装置区场所4.3户外装置区的排放设施4.4其他措施5具体规定5.1炉区5.2塔区5.3静设备区5.4机器设备区5.5罐区5.6可燃液体装卸站5.7粉、粒料桶仓5.8框架、管架和管线5.9冷却塔5.10烟囱和火炬5.11户外装置区的排放设施5.12户外灯具和电器6防雷装置6.1接闪器6.2引下线6.3接地装置本规范用词说明附：条文说明1总则1.0.1为防止和减少雷击引起的设备损坏和人身伤亡,规范石油化工装置及其辅助设施的防雷设计,特制订本规范。1.0.2本规范适用于新建、改建和扩建石油化工装置及其辅助生产设施的防雷设计。本规范不适用于原油的采集、长距离输送、石油化工装置厂区外油品储存及销售设施的防雷设计。1.0.3石油化工装置的防雷设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2术语2.0.1石油化工装置Petrochemicalplant炼制原油、加工其衍生物以生产石油化工产品(或中间体)的生产装置。2.0.2辅助生产设施Supportfacilities配合主要工艺装置完成其生产过程而必需的设施，包括罐区、中央化验室、污水处理厂、维修间、火炬等。2.0.3厂房房屋Industrialbuilding(warehouse)设有屋顶，建筑外围护结构全部采用封闭式墙体（含门、窗）构造的生产性（储存性）建筑物。2.0.4户外装置区Outdoorunit露天或对大气敞开、空气畅通的场所。2.0.5半敞开式厂房Semi-enclosedindustrialbuildings设有屋顶，建筑外围护结构局部采用墙体，所占面积不超过该建筑外围护体表面面积的三分之一（不含屋顶和地面的面积）的生产性建筑物。2.0.6敞开式厂房Openedindustrialbuildings设有屋顶，不设建筑外围护结构的生产性建筑物。2.0.7雷击Lightningstroke对地闪击中的一次电气放电。2.0.8直击雷Directlightningflash闪击直接打在建筑物、其他物体、大地或外部防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者。2.0.9雷电感应Lightninginduction闪电放电时，在附近导体上产生的雷电静电感应和雷电电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。2.0.10雷电波侵入Lightningsurgeonincomingservices由于雷电对架空线路、电缆线路或金属管道的作用，雷电波，即闪电电涌，可能沿着这些管线侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。2.0.11防雷装置Lightningprotectionsystem(LPS)用来减少雷击生产装置而造成的物质损害的一个完整系统，由外部防雷装置和内部防雷装置组成。2.0.12外部防雷装置Externallightningprotectionsystem防雷装置的一个组成部分，由接闪器、引下线和接地装置组成。2.0.13内部防雷装置Internallightningprotectionsystem防雷装置的一个组成部分，由等电位连接和/或与外部防雷装置的电气绝缘组成。2.0.14接闪器Air-terminationsystem外部防雷装置的组成部分，由接闪杆（避雷针）、接闪线、接闪网等金属构件组成。2.0.15引下线Down-conductorsystem外部防雷装置的组成部分，用于将雷电流从接闪器引至接地装置。2.0.16接地装置Earth-terminationsystem外部防雷装置的组成部分，用于传导雷电流并将其流散入大地。2.0.17接地体Earthingelectrode埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。2.0.18接地线Earthingconductor从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体；或从接地端子、等电位连接排至接地体或接地装置的连接导体。2.0.19等电位连接网络Bondingnetwork将所有导电性物体（带电导体除外）互相连接到接地装置的一个系统。2.0.20接地系统Earthingsystem将接地装置和等电位连接网络结合在一起的整个系统。2.0.21接地电阻Groundresistance接地极或自然接地极的对地电阻和接地线电阻的总和，称为接地装置的接地电阻。接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地极流入地中电流的比值。按通过接地极流入地中工频交流电流求得的电阻，称为工频接地电阻；按通过接地极流入地中冲击电流求得的接地电阻，称为冲击接地电阻。4一般规定4.1厂房房屋类场所4.1.1石油化工装置厂房房屋类场所的防雷设计,应符合《建筑物防雷设计规范》GB50057的有关规定。4.2户外装置区场所4.2.1石油化工装置的户外装置区,遇下列情况之一时,应进行防雷设计。1高大、耸立(坐地)的生产设备；2通过框架或支架安置在高处的生产设备和引向火炬的主管道等；3安置在地面上的大型压缩机、成群布置的机泵等转动设备；4在空旷地区的火炬、烟囱和排气筒；5安置在高处易遭受直击雷的照明设施。4.2.2石油化工装置的户外装置区,遇下列情况之一时,可不进行防直击雷的设计。1在空旷地区分散布置的水处理场所(重要设备除外)；2安置在地面上分散布置的少量机泵和小型金属设备(在罐区)；3地面管道和管架。4.2.3防直击雷的接闪器设计,应符合下列规定：1应利用生产设备的金属实体作为防直击雷的接闪器；2用作接闪器的生产设备应为整体封闭、焊接结构的金属静设备；转动设备不应用作接闪器；3用作接闪器的生产设备应有金属外壳,其易受直击雷的顶部和外侧上部应有足够的厚度,钢制设备的壁厚应大于或等于4mm,其他金属设备的壁厚见表6.1.5中的厚度t值。4.2.4易受直击雷击且在附近高大生产设备、框架和大型管架(已用作接闪器)等的防雷保护范围之外的下列设备,应另行设置接闪器。1转动设备；2不能作为接闪器的金属设备；3非金属外壳的静设备。4.2.5在确定接闪器的防雷保护范围时,应采用下列方法之一:1《建筑物防雷设计规范》GB50057规定的滚球法。此时,滚球半径取45m。2《雷电防护第3部分:建筑物的物理损坏和生命危险》GB/T21714.3规定的保护角法或直接使用表4.2.5中的数据。防直击雷的引下线设计,应符合下列规定：1高大、耸立(坐地)的生产设备应利用其金属壳体作为引下线；2生产设备通过框架或支架安置时,应优先利用金属框架作为引下线；3高大炉体、塔体、桶仓,大型设备、框架等应至少使用两根引下线,引下线的间距不应大于18m；4在高空布置、较长的卧式容器和管道（如送往火炬的管道）应在两端设置引下线，长度超过18m时应增加引下线数量；5引下线应以尽量直的和最短的路径直接引到接地体去，应有足够的截面和厚度，并在地面以上加机械保护；6利用柱内纵向主钢筋作为引下线时，柱内纵向主钢筋应采用箍筋绑扎或焊接。4.2.7防感应雷的设计,应符合下列规定：1在户外装置区场所，所有金属设备、框架、管道、电缆金属保护层(铠装、钢管、槽板等)和放空管口等,均应连接到防感应雷的接地装置上；设专用引下线时，钢筋混凝土柱子的钢筋，亦应在最高层顶和地面附近分别引出接到接地线(网)；3平行敷设的金属管道、框架和电缆金属保护层等,当其间净距小于100mm时应每隔30m进行金属连接,相交或相距处净距小于100mm时亦应连接。4.2.8防雷的接地装置设计,应符合下列规定：1利用金属外壳作为接闪器的生产设备,应在金属外壳底部分两处接到接地体去；2本规范第4.2.4条规定另行设置的接闪器(针状、线状和网状的),均应有引下线直接接到接地体去；3防直击雷用的每根引下线所直接连接的接地体,其冲击接地电阻不应大于10Ω；在接地电阻计算中,每处接地体各支线的长度应小于或等于接地体的有效长度le；le的计算和冲击接地电阻的换算应按照《建筑物防雷设计规范》GB50057的有关规定执行4防感应雷用的接地体，其工频接地电阻不应大于30Ω。5防直击雷用的接地体应与防感应雷和电力设备用的接地体连接成一个整体的接地系统。但是,防直击雷用的接地体,其接地电阻应单独按本条第3款计算。4.3户外装置区的排放设施4.3.1石油化工装置内安装有多种排放设施,包括放散管、排风管、安全阀、呼吸阀、放料口、取样口、排污口等等,其中,安装在生产设备易受直击雷的顶部和外侧上部,并直接向大气排放的排放设施(以下称放空口),应根据排放的物料和浓度、排放的频率或方式、正常或事故排放、手动或自动排放等生产操作性质和安装位置分别进行防雷保护。4.3.2属于下列情况之一的放空口,应设置接闪器加以保护。此时,放空口外的爆炸危险气体空间应处于接闪器的保护范围内,且接闪器的顶端应高出放空口3m,水平距离应远离4m～5m。1储存闪点低于或等于45°C的可燃液体的设备,在生产紧急停车时连续排放,其排放物达到爆炸危险浓度者(包括送火炬系统的管路上的临时放空口，但不包括火炬)。2储存闪点低于或等于45°C的可燃液体的贮罐,其呼吸阀不带防爆阻火器者。4.3.3属于下列情况之一的放空口,应利用放空管口(金属制)作为接闪器。此时,放空管口的壁厚应大于或等于表6.1.5中的厚度t’值,并且应在放空管口附近将放空管与最近的金属物体进行金属连接。1储存闪点低于或等于45°C的可燃液体的设备,在生产正常时连续排放,其排放物可能短期地或间断地达到爆炸危险浓度者(例如某些大型压缩机专用的排风机出风系统)。2储存闪点低于或等于45°C的可燃液体的设备,在生产波动时,设备内部超压引起的自动或手动短时排放,其排放物达到爆炸危险浓度者(安全阀等)。3储存闪点低于或等于45°C的可燃液体的设备,在生产停止或进入维修时短期排放者(手动放料口等)。4储存闪点低于或等于45°C的可燃液体的贮罐,其呼吸阀带有防爆阻火器者。5在空旷地点孤立安装的排气塔和火炬。4.4其他措施4.4.1当出现厂房房屋和户外装置区两类的场所混合布置时,应按下列原则进行设计:1上部为框架下部为厂房布置----按户外装置区的要求进行;2上部为厂房下部为框架布置----按厂房房屋类的要求进行;3厂房和框架相拼布置---各自分开进行。4.4.2装置控制室、户内装置变电所等,均应作为厂房房屋类按照《建筑物防雷设计规范》GB50057的规定进行防雷设计。5具体规定5.1炉区5.1.1对于金属框架支撑的炉体，炉体的框架应用连接件与接地装置相连。5.1.2对于混凝土框架支撑的炉体，应在炉体的加强板（筋）类附件上焊接接地连接件，引下线应采用沿柱明敷的金属导体或直径不小于10mm的柱内主钢筋。5.1.3对于直接置于地面上的小型炉子，应在炉体的加强板（筋）上焊接接地连接件，接地线与接地连接件连接后，沿框架引下与接地装置相连。5.1.4每台炉子应至少设两个接地点，且接地点间距不应大于18m。5.1.5炉子上接地连接件应安装在框架柱子上高于地面不低于450mm的位置。5.1.6炉子上的金属构件均应与炉子的框架作等电位连接。5.2塔区5.2.1独立安装或安装在混凝土框架内，顶部高出框架的钢制塔体，其壁厚大于或等于4mm时，塔体本身应用作接闪器。5.2.2安装在塔顶和外侧上部的放空管等突出物体，应符合本规范表5.11.2的规定。5.2.3塔体作为接闪器时，引下线不应少于两根，并应沿塔体周边均匀布置，引下的间距不应大于18m。引下线应用螺栓与塔体金属底座上预设的接地耳相连。与塔体相连的非金属物体或管道，当处于塔体本身保护范围之外时，应在合适的地点安装接闪器加以保护。5.2.4每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。接地装置宜围绕塔体敷设成环形接地体。5.2.5用于安装塔体的混凝土框架，每层平台金属栏杆应连接成良好的电气通路，并应通过引下线与塔体的接地装置相连。引下线应采用沿柱明敷的金属导体或直径不小于10mm的柱内主钢筋。利用柱内主钢筋作为引下线时，柱内主钢筋应采用通长焊接或用箍筋连接，并在每层柱面预埋100mm×100mm钢板，作为引下线引出点，与金属栏杆或接地装置相连。5.3静设备区5