王國新 索杏蘭 諸 偉 陳蘭霞
中國石化西北油田分公司油氣運(yùn)銷部
FLD電解離子接地系統(tǒng)在輸油站庫的應(yīng)用
王國新 索杏蘭 諸 偉 陳蘭霞
中國石化西北油田分公司油氣運(yùn)銷部
為了提高接地系統(tǒng)的可靠性及使用壽命,基于輸油站庫現(xiàn)狀對靜電接地管網(wǎng)進(jìn)行改造。接地體均選用防腐型離子接地裝置,其垂直接地體為FLD電解離子直式接地極,水平接地體為銅包鋼,且接地系統(tǒng)內(nèi)含少量降阻劑,以降低土壤電阻率,減少土壤對接地體的腐蝕。輸油站庫舊泵房土壤電阻率為100~150 Ω·m,根據(jù)計(jì)算該區(qū)域的接地裝置選用Ⅲ型;其余區(qū)域土壤電阻率在100 Ω·m以內(nèi),接地裝置選用Ⅳ型。在靜電接地系統(tǒng)改造中的站場各區(qū)域四周設(shè)接地主干線,同時(shí)按區(qū)域布置Ⅲ型接地裝置2套,Ⅳ型接地裝置4套。改造后各接地點(diǎn)的電阻值測試全部滿足規(guī)范要求。
輸油站庫;電解離子;接地系統(tǒng);抗腐蝕;電阻率
新疆庫車縣某輸油站庫站場內(nèi)土質(zhì)以砂土為主,其土壤電阻率較高。
接地系統(tǒng)功能不同,電阻值要求也不同。根據(jù)《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》、《油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》、《石油化工靜電接地設(shè)計(jì)規(guī)范》等要求,2014年7月對本站庫各區(qū)域接地電阻進(jìn)行了檢測,見表1。
表1 站場各區(qū)域接地電阻值
輸油站庫靜電接地管網(wǎng)采用扁鋼作為接地材料,但因土壤對接地系統(tǒng)的腐蝕,部分地段的接地扁鋼已腐蝕斷裂,導(dǎo)致部分設(shè)備實(shí)際上成為了單獨(dú)接地,從而不能滿足規(guī)范要求。
為了提高接地系統(tǒng)的可靠性及使用壽命,基于輸油站庫的現(xiàn)狀,對靜電接地管網(wǎng)進(jìn)行改造。本次接地體均選用防腐型離子接地裝置,其垂直接地體為FLD電解離子直式接地極,水平接地體為銅包鋼,且接地系統(tǒng)內(nèi)含少量降阻劑,以降低土壤電阻率,減少土壤對接地體的腐蝕?;驹硎牵豪秒姌O單元內(nèi)的復(fù)合填料進(jìn)行吸水以保持周圍土壤的含水量,其具有極強(qiáng)的導(dǎo)電泄流能力和防腐能力,同時(shí)向周圍土壤中釋放電解離子,增大周圍土壤中的離子濃度,進(jìn)一步降低土壤的電阻率。電解離子接地極結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 電解離子接地極結(jié)構(gòu)
接地極為兩端封閉的金屬管,其作用是一方面用作垂直接地金屬,另一方面又可用作產(chǎn)生離子化學(xué)反應(yīng)藥劑的容器。藥劑生成的大量離子通過金屬管壁釋放到周圍土壤中,藥劑具有良好的吸濕能力,可以吸收空氣中的水分,并通過底部的滲藥孔向周圍土壤滲透以保持周圍土壤的濕度。由于這種化學(xué)反應(yīng)可以持續(xù)很長時(shí)間,因而能使周圍土壤的導(dǎo)電率保持在一個(gè)恒定值上,所以地網(wǎng)的阻抗值也呈現(xiàn)一個(gè)定值[1]。
在站場新建接地裝置,與站場已有接地裝置可靠連接,最終與整個(gè)站場接地網(wǎng)連接。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù),站內(nèi)設(shè)備接地電阻值最高要求R≤4 Ω,因此站場內(nèi)新建接地裝置接地電阻值按4 Ω考慮。
3.1 接地極數(shù)量選擇
每個(gè)接地體需要多少根地棒取決于現(xiàn)場土壤電阻率和接地指標(biāo),用降阻率法近似公式計(jì)算[2-4]。
按無降阻劑的情況進(jìn)行計(jì)算的公式
式中R為無降阻劑時(shí)接地體電阻(Ω);ρ為土壤電阻率(Ω·m);L為垂直接地體總長(m),每根取3 m;D為垂直接地體直徑(m),取0.065 m。
按有降阻劑的情況進(jìn)行計(jì)算的公式
式中Rt為使用降阻劑后的接地電阻(Ω);W為降阻率,取近似值為0.8~0.4,現(xiàn)取0.65;R為無降阻劑的接地電阻(Ω)。
根據(jù)公式(1)計(jì)算可知:當(dāng)土壤電阻率ρ= 250 Ω·m時(shí),接地電阻要求R=4 Ω,則需要接地體6根;當(dāng)土壤電阻率ρ=250 Ω·m時(shí),接地電阻要求R=10 Ω,則需要接地體3根;當(dāng)土壤電阻率ρ=200 Ω·m時(shí),接地電阻要求R=4 Ω,則需要接地體5根;當(dāng)土壤電阻率ρ=200 Ω·m時(shí),接地電阻要求R=10 Ω,則需要接地體3根;當(dāng)土壤電阻率ρ=150 Ω·m時(shí),接地電阻要求R=4 Ω,則需要接地體4根;當(dāng)土壤電阻率ρ=100 Ω·m時(shí),接地電阻要求R=4 Ω,則需要接地體3根。
3.2 接地極型號選擇
根據(jù)接地極的數(shù)量,F(xiàn)LD防腐型電解離子接地裝置可分為4種型號,即Ⅰ型接地裝置、Ⅱ型接地裝置、Ⅲ型接地裝置和Ⅳ型接地裝置。接地裝置布置如圖2所示。
輸油站庫舊泵房土壤電阻率為100~150 Ω·m,根據(jù)計(jì)算該區(qū)域的接地裝置選用Ⅲ型;其余區(qū)域土壤電阻率在100 Ω·m以內(nèi),接地裝置選用Ⅳ型。
圖2 電解離子接地裝置布置
由于該站場較大,接地線較長,為此在本次靜電接地系統(tǒng)改造中的站場各區(qū)域四周設(shè)接地主干線,以便于不滿足規(guī)范要求的設(shè)備接地,同時(shí)按區(qū)域布置Ⅲ型接地裝置2套,Ⅳ型接地裝置4套。改造后各接地點(diǎn)的電阻值測試全部滿足規(guī)范要求,改造前后部分區(qū)域接地電阻值對比見表2。
表2 改造前后部分區(qū)域接地電阻值對比
FLD型電解離子接地極是一種性能優(yōu)越的高效接地材料,使用電解離子接地極構(gòu)建地網(wǎng),不僅施工方便,周期短,降阻效果好,而且使用壽命長,抗腐蝕能力強(qiáng),免維護(hù),是一種值得推廣應(yīng)用的接地技術(shù)。
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(欄目主持 樊韶華)
10.3969/j.issn.1006-6896.2015.10.041
王國新:高級工程師,2004年畢業(yè)于北京石油化工學(xué)院機(jī)械專業(yè),主要從事油氣儲運(yùn)站庫管理工作。
2015-05-06
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