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)避免雷電帶來的損失。在嚴(yán)格執(zhí)行國家關(guān)于防雷和接地的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)前提下，通過優(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)帶來了新的活力，但在設(shè)計(jì)時(shí)要注意一些問題。

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)上用來把空氣中的各組成部分氣體分離出來的整套設(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。一般說來，空分裝置主要給大型鋼鐵廠和石化廠配套，分離出來的氧氣、氮?dú)狻鍤獾戎苯油ㄟ^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)用來做漂白劑的氣體也少不了空分裝置的參與。在國防工業(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、抗過壓和抗過流能力不強(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內(nèi)各類建、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。

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，其靜電接地宜通過相應(yīng)的支撐底座來實(shí)現(xiàn)。支撐底座上應(yīng)設(shè)有專用的靜電接地端子，準(zhǔn)備連接多股銅芯電線。

冷箱可以通過下塔底座實(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、閥門上的法蘭連接和螺紋連接處，應(yīng)采用金屬導(dǎo)線跨接，其跨接電阻應(yīng)小于0.03?。這些設(shè)備、管道和閥門經(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。當(dāng)管道交叉且凈距小于100mm 時(shí)，應(yīng)加跨接線。

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）廠區(qū)架空或地溝敷設(shè)的管道，在分岔處或無分支管道每隔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)、出車間或用戶建筑物處應(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）車間或用戶建筑物內(nèi)部管道應(yīng)與建筑物的靜電接地干線相連接；

氧氣（包括液氧）和氫氣設(shè)備、管道、閥門上的法蘭連接和螺紋連接處，應(yīng)采用金屬導(dǎo)線跨接，其跨接電阻應(yīng)小于0.03?。其他管線，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，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)分別與接地干線相連，或用16mm2的銅芯軟絞線跨接后接地。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、閥門之間的連接法蘭，采用金屬跨接線并以螺栓緊固時(shí)，連接線宜選用不小于6mm2的多股銅芯絕緣電線，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氬氣等就通過充裝站從儲(chǔ)罐向槽車進(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。要供給客戶的液體都事先儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐內(nèi)，一旦儲(chǔ)罐出問題，將直接影響向客戶的供液，所以儲(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

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)為工廠創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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