黃華東（林德工程（杭州）有限公司,杭州 310012）

淺談空分裝置防雷和接地設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

黃華東
（林德工程（杭州）有限公司,杭州 310012）

摘 要：近幾年隨著煤化工的快速發(fā)展，空分裝置也往大規(guī)模方向發(fā)展，防雷和接地設(shè)計(jì)的可靠性將直接影響著裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性，合理的設(shè)計(jì)可以為企業(yè)避免雷電帶來(lái)的損失。在嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家關(guān)于防雷和接地的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)前提下，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，完善設(shè)計(jì)，以應(yīng)對(duì)不同的項(xiàng)目方案。以下本文對(duì)空分裝置防雷和接地應(yīng)注意的事項(xiàng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：空分裝置；防雷和接地；注意事項(xiàng)

防雷和接地已經(jīng)越來(lái)越受到人們的重視，空分裝置在防雷和接地方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅能夠保證空分裝置的安全運(yùn)行，還能夠保證設(shè)備系統(tǒng)的正常生產(chǎn)功能，為企業(yè)避免不必要的損失，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，空分裝置的防雷和接地要注意采用最優(yōu)化的防雷接地和防靜電接地的措施，避免發(fā)生失誤造成損失。科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，防雷和接地的手段也在不斷地提高，給企業(yè)的防雷和接地設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的活力，但在設(shè)計(jì)時(shí)要注意一些問(wèn)題。

1 空分裝置的介紹和應(yīng)用

1.1 空分裝置的介紹

空分裝置是指工業(yè)上用來(lái)把空氣中的各組成部分氣體分離出來(lái)的整套設(shè)備，主要是生產(chǎn)為工業(yè)上提供所需的不同純度的氧氣、氮?dú)狻鍤?、稀有氣體等氣體。一般說(shuō)來(lái)，空分裝置主要給大型鋼鐵廠(chǎng)和石化廠(chǎng)配套，分離出來(lái)的氧氣、氮?dú)?、氬氣等直接通過(guò)管道供給鋼鐵或者石化相關(guān)所需。除此之外，空分裝置還提供液氧液氮液氬等液體產(chǎn)品。

1.2 空分裝置的應(yīng)用

空分裝置目前主要應(yīng)用于還原法煉鐵或熔融法煉鐵的冶煉鋼鐵行業(yè)，為城市及居民提供能源所涉及到的行業(yè)，保護(hù)氣用于電子、玻璃、光伏、化纖等行業(yè)，同時(shí)造紙行業(yè)用來(lái)做漂白劑的氣體也少不了空分裝置的參與。在國(guó)防工業(yè)，空分裝置主要為氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)、航空等提供稀有氣體等，另外機(jī)械工業(yè)制造中所需的工業(yè)氣體也是必不可少的。目前看來(lái)空分裝置有向大型以及超大型的現(xiàn)代工業(yè)方面，以及以煤為原料生產(chǎn)甲醇等的大化工行業(yè)以及運(yùn)用富氧曝氣進(jìn)行污水處理的排污行業(yè)等發(fā)展的趨勢(shì)。

2 空分裝置的防雷設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

整套空分裝置大多數(shù)金屬設(shè)備都布置在室外，很易受雷雨天氣的影響，并且任何地方雷雨的自然現(xiàn)象都是不可避免的。沒(méi)有合理的防雷設(shè)計(jì)，每次雷擊后，現(xiàn)場(chǎng)裝置的儀表、變送器、DCS卡件、抗過(guò)壓和抗過(guò)流能力不強(qiáng)的半導(dǎo)體集成模塊、微處理系統(tǒng)的高精度的微電子設(shè)備、電氣相關(guān)儀表等都會(huì)容易不同程度的受損，進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)停機(jī)，影響向相關(guān)上下游客戶(hù)的供氣、供液。雖然每套空分裝置都有防雷措施，但其防雷措施的設(shè)計(jì)及施工都需嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，并優(yōu)化完善?？辗止S(chǎng)內(nèi)各類(lèi)建、構(gòu)筑物的防雷措施應(yīng)符合GB50057的規(guī)定。氧氣生產(chǎn)、儲(chǔ)配系統(tǒng)的建、構(gòu)筑物和高度在1.5m以上的吸風(fēng)筒，屬第三類(lèi)防雷建、構(gòu)筑物。室外空分裝置防雷接地和冷箱內(nèi)主要設(shè)備防靜電接地應(yīng)分別設(shè)置。

3 空分裝置防靜電接地設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

3.1 空分裝置冷箱的防靜電接地注意事項(xiàng)

冷箱主要指空分裝置冷箱內(nèi)以及與冷箱相連的膨脹機(jī)冷箱和低溫泵箱內(nèi)的設(shè)備、管道和閥門(mén)。

冷箱內(nèi)主要設(shè)備的外殼和管道都是金屬制品。冷箱內(nèi)設(shè)備和管道采用焊接連接的，就防靜電接地的意義上應(yīng)視為一個(gè)導(dǎo)電整體。設(shè)備的支撐底座和設(shè)備之間采用金屬螺栓連接，則金屬螺栓可兼做底座和設(shè)備之間的靜電連接用。冷箱內(nèi)設(shè)備多是壓力容器，其靜電接地宜通過(guò)相應(yīng)的支撐底座來(lái)實(shí)現(xiàn)。支撐底座上應(yīng)設(shè)有專(zhuān)用的靜電接地端子，準(zhǔn)備連接多股銅芯電線(xiàn)。

冷箱可以通過(guò)下塔底座實(shí)現(xiàn)主要設(shè)備和管道的防靜電接地。下塔底座上應(yīng)沿底座外圍均勻或?qū)ΨQ(chēng)布置接地點(diǎn)，數(shù)量不應(yīng)少于兩處，間距不應(yīng)大于30m。

冷箱內(nèi)的氧氣（包括液氧）設(shè)備、管道、閥門(mén)上的法蘭連接和螺紋連接處，應(yīng)采用金屬導(dǎo)線(xiàn)跨接，其跨接電阻應(yīng)小于0.03?。這些設(shè)備、管道和閥門(mén)經(jīng)常出現(xiàn)在液氧泵泵箱、液氬泵泵箱和膨脹機(jī)冷箱內(nèi)。其他設(shè)備、管道和閥門(mén)用金屬法蘭連接且用金屬螺栓緊固的，金屬螺栓可兼做被固定物體的靜電連接用。

3.2 空分裝置冷箱外管道的防靜電接地注意事項(xiàng)

冷箱的外管路也是十分重要的一部分，它是由氣路、水路、油路等部分組成的。對(duì)于防靜電接地這一環(huán)節(jié)是不可缺少的，合理的防靜電接地確保使整個(gè)空分裝置的運(yùn)行穩(wěn)定可靠，避免冷箱外管道的氣體、液體、油等因靜電而引起一系列不可預(yù)測(cè)的事故。管道在進(jìn)出裝置區(qū)處、不同爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的邊界、管道分支處均應(yīng)進(jìn)行靜電接地。長(zhǎng)距離無(wú)分支管道應(yīng)每隔100m與靜電接地體可靠連接。平行管道凈距小于100mm 時(shí)，應(yīng)每隔20m加跨接線(xiàn)。當(dāng)管道交叉且凈距小于100mm 時(shí)，應(yīng)加跨接線(xiàn)。

氧氣管道應(yīng)設(shè)置導(dǎo)除靜電的接地裝置，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）廠(chǎng)區(qū)架空或地溝敷設(shè)的管道，在分岔處或無(wú)分支管道每隔80m～100m處，以及與架空電力電纜交叉處應(yīng)設(shè)接地裝置；

（2）進(jìn)、出車(chē)間或用戶(hù)建筑物處應(yīng)設(shè)接地裝置；

（3）直接埋地敷設(shè)管道應(yīng)在埋地之前及出地后各接地一次；

（4）車(chē)間或用戶(hù)建筑物內(nèi)部管道應(yīng)與建筑物的靜電接地干線(xiàn)相連接；

氧氣（包括液氧）和氫氣設(shè)備、管道、閥門(mén)上的法蘭連接和螺紋連接處，應(yīng)采用金屬導(dǎo)線(xiàn)跨接，其跨接電阻應(yīng)小于0.03?。其他管線(xiàn)，當(dāng)金屬法蘭采用金屬螺栓或卡子緊固時(shí)，一般可不必另裝靜電連接線(xiàn)，在腐蝕條件下，應(yīng)保證至少有兩個(gè)螺栓或卡子間具有良好的導(dǎo)電接觸面。

工藝管道的蒸汽加熱伴管，除利用金屬絲捆扎連接外，應(yīng)在伴管進(jìn)汽口、回水口處與工藝管道等電位連接。

風(fēng)管及保溫層的保護(hù)罩當(dāng)采用薄金屬板制作時(shí)，應(yīng)咬口并利用機(jī)械固定的螺栓等電位連接。

金屬管道中間的非導(dǎo)體管段，除需做特殊防靜電處理外，兩端的金屬管應(yīng)分別與接地干線(xiàn)相連，或用16mm2的銅芯軟絞線(xiàn)跨接后接地。非導(dǎo)體管段上的所有金屬件均應(yīng)接地。

管道之間以及管道與設(shè)備、閥門(mén)之間的連接法蘭，采用金屬跨接線(xiàn)并以螺栓緊固時(shí)，連接線(xiàn)宜選用不小于6mm2的多股銅芯絕緣電線(xiàn)，其長(zhǎng)度應(yīng)留有不小于100mm的裕度。其跨接型式、法蘭連接板(如需要)和金屬接地板（如需要）的做法由管道專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)。在管壁上焊接金屬接地板時(shí)，不得降低和損傷管道強(qiáng)度。也可利用管道的固定式支座進(jìn)行靜電接地。

當(dāng)金屬管段已作陰極保護(hù)時(shí)，不能再采取靜電接地措施。

3.3 空分裝置充裝站的防靜電接地注意事項(xiàng)

空分裝置充裝站在空分裝置體系中是十分重要的，空分裝置生產(chǎn)的液體氧氣、液體氮?dú)夂鸵后w氬氣等就通過(guò)充裝站從儲(chǔ)罐向槽車(chē)進(jìn)行充裝。充裝站主要由充裝平臺(tái)、低溫管路以及汽化器等部分組成。對(duì)空分裝置充裝站進(jìn)行防靜電接地保護(hù)應(yīng)遵照《GB 16912-2008 深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》4.7.1，氧氣灌充臺(tái)應(yīng)設(shè)導(dǎo)除靜電的接地裝置。具體做法可參照標(biāo)準(zhǔn)圖集CD90B4-88。

3.4 空分裝置儲(chǔ)罐的防靜電接地注意事項(xiàng)

空分裝置儲(chǔ)罐在空分裝置體系中具有關(guān)鍵地位。要供給客戶(hù)的液體都事先儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐內(nèi)，一旦儲(chǔ)罐出問(wèn)題，將直接影響向客戶(hù)的供液，所以?xún)?chǔ)罐接地的可靠性至關(guān)重要。儲(chǔ)罐中的金屬構(gòu)件如金屬外殼如果接地不良，就會(huì)變成孤立導(dǎo)體，一旦受雷電襲擊將導(dǎo)致重大事故的發(fā)生，并將直接中斷向客戶(hù)的供液，損失將非常大。直徑大于或等于2.5m 及容積大于或等于50m3的儲(chǔ)罐設(shè)備，其接地點(diǎn)不應(yīng)少于兩處，接地點(diǎn)應(yīng)沿設(shè)備外圍均勻布置，其間距不應(yīng)大于30m。

4 結(jié)語(yǔ)

空分裝置與鋼鐵、石化等工業(yè)領(lǐng)域息息相關(guān)，近幾年隨著工業(yè)的快速發(fā)展，空分裝置的重要性日益突出，但是在防雷和接地方面的一些不足使得工廠(chǎng)的效率和利益受到不同程度的影響。因此在對(duì)空分裝置防雷和接地設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該對(duì)以前設(shè)計(jì)上的不足進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，使裝置更加合理、安全，避免了事故的發(fā)生，使人們的安全得到了保障，同時(shí)為工廠(chǎng)創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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