石油化工装置防雷设计规范GB50650-2011(课件).ppt

1、石油化工设备防雷设计规范GB50650-2011中国国家标准编者：中国石化工程建设公司参与单位：中国石化上海工程有限公司、中国石化洛阳石油化工工程公司、中国邱欢工程公司、中国天辰工程有限公司、中国五环工程有限公司自2011年12月1日起实施。长期以来，石化生产设备的防雷设计一直按照国家标准建筑防雷设计规范GB 50057进行。但是，由于本规范没有包括石化室外设备的设计内容，给石化设备的防雷设计带来不便，所以编制本规范。石化生产设施包括室外场所和设施。以往设计这部分防雷时，设计单位都参考了国内外的各种设计资料(如公司的规定)，导致防雷设计的内容和做法不一致，缺乏依据，需要统一规范。第1项总则第2

2、项术语第3项防雷场所分类第4项基本规定第5项室外设备防雷第6项防雷装置适用范围本规范适用于新建、改建、扩建石油化工厂及其辅助生产设施的防雷设计；不适用石化厂外原油集输、长途运输、储油及销售设施的防雷设计。说明：本规范适用范围主要涵盖以原油炼制及衍生加工为主的石化产品生产设备，包括炼油、烯烃、化肥、化纤等生产设备。对于生产特性与石化厂相似的化工厂，是否采用本规范可根据工厂的组成确定。石化厂生产特性不同的零件(如煤化工企业的煤处理零件)应符合其他相关规范。对于原油集输系统、长距离输油系统、石化厂外大容量储油系统和油田商业售油系统，由于都有相关的国家设计规范，本规范不适用。同时，应该明确的是：1 .

3、本规范不适用于粉尘爆炸环境；2.易燃易爆气体环境的防爆保护应执行相关规定，本规范不应作为防雷手段。2.2.0.1石化工厂：使用石油、天然气及其产品作为原料生产石化产品(或中间体)的生产工厂。2.0.2辅助生产设施：与主要工艺装置一起完成生产过程的必要设施，包括罐区、中心实验室、污水处理厂、维护室、火炬等。2.0.3厂房：有屋顶和封闭墙(包括门和窗)的生产(储存)建筑。2.0.4室外安装区域：露天或空气通畅的露天场所。2.0.5半开放式厂房：带屋顶的生产性建筑，建筑外部保护结构的一部分采用墙体，其所占面积不超过建筑外部保护面积的三分之一(不包括屋顶和地面面积)。2.0.6开放式车间：有屋顶且无建

4、筑围护结构的高效建筑。2.0.7雷击2.0.8直击雷2.0.9雷电感应：包括雷电静电感应和雷电电磁感应。注：防雷规范GB50057-2010分别称为雷电感应、雷电静电感应和雷电电磁感应2.0.10雷电波侵入：注：雷电浪涌侵入在防雷规范GB50057-2010中称为雷电浪涌侵入。2.0.11防雷装置(LPS):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：由接闪器、引下线和接地装置组成。2.0.13内部防雷装置：由等电位连接和与外部防雷装置的电绝缘组成。注：防雷规范GB50057-2010由防雷等电位连接和与外部防雷装置的距离组成。2.0.14接闪器2.0.15引下线注：在防雷规范

5、GB50057-2010中，建筑物内的所有导电物体和建筑物内的系统(带电导体除外)连接成一个网。2.0.20接地系统2.0.21接地电阻：接地电极或自然接地体的接地电阻和接地线电阻之和2.0.22工频接地电阻2.0.23冲击接地电阻3防雷场所分类3.0.1石化厂内各类场所应根据能形成爆炸性气体混合物的环境条件和空间气体的耗散条件分为厂房或室外安装区域。文章阐述了室内场所的防雷设计旨在防止建筑物内的爆炸危险区域被雷电点燃，造成空间爆炸和危害。对于有许多石化厂的室外场所，有一个爆炸性危险浓度的气体空间，在工程中不能被防雷设施保护。防雷设计主要保护设备和设施，易燃易爆辐射喷嘴的防雷保护主要保护设备，

6、降低雷击火灾的可能性。由于室内和室外场所爆炸的不同，本规范对这两类场所分别作了防雷规定：1。厂房：各种封闭式厂房、机械设备室(包括泵房)、辅助用房、仓库等。这种场所是封闭的，可以限制爆炸性气体混合物向大气中的扩散，并在一定时间内保持其爆炸危险浓度。一旦点燃，其爆炸压力巨大，将导致设备和建筑物的损坏。此类场所应采用外部防雷装置进行综合保护。2室外安装区：炉区、塔区、机械设备区、静态设备区、储罐区、液体装卸站、粉仓、冷却塔、框架、管架、烟囱、火炬等。此类场所开放或向大气开放，空气通畅，爆炸性气体混合物易于消散，爆炸危险浓度迅速消失。一旦点燃，爆炸压力很低，不容易造成伤害。对于此类场所，应强调室外设

7、备的防雷保护。3防雷场所的分类3.0.2半开放和开放的车间也应按其开放性分为车间和房屋或室外安装区。屋顶和墙壁敞开的大型压缩机车间应归类为车间和房屋；设备和管道布局稀疏的框架应归类为室外安装区域。文章指出，建筑结构为敞开式和半敞开式的场所是工厂建筑场所和室外安装场所之间的过渡场所。局部防雷设计应根据建筑形式、易燃易爆材料用量和通风条件确定。在易燃易爆物品不宜的环境中，应根据室内场所进行设计。4基本规定4.1.1石油化工厂房及其他场所的防雷设计应符合建筑防雷设计规范GB50057的有关规定。4.2.1有下列情况之一的，应在石化装置室外安装区进行防雷设计：1 .放置在地面上的高大生产设备；2通过框

8、架或支架以及通向火炬的主管道等放置在高处的生产设备。3地面上成组布置的大型压缩机、泵等旋转设备；4露天区域的火炬、烟囱和排气管；5.位于高处且易受直击雷影响的照明设施。这篇文章是强制性的。规定指出，本规范的重点是室外安装区域的防雷保护。在石化厂室外安装区域，本规范没有像现行国家标准建筑防雷设计规范GB 50057那样计算每年的预期雷击次数，而是引用了其概念(雷击易损性的概念、雷击的破坏后果等)。)，并对某些地方是否防止直接雷击做出了明确规定。本文明确规定了各种情况下的防雷要求，主要是高设备和一些重要的生产设备在水处理厂和一些罐区，有一些泵(34个或更少)和短金属设备分散在开阔的地面上，因此没有

9、必要设计直接防雷。对于布置在地面上的管道和管架也是如此，它们只需要接地以防止雷电感应。4基本规定4.2.3直击雷防护用避雷器的设计应利用生产设备的金属实体，但应满足以下要求：1用作避雷器的生产设备应为整体封闭焊接结构的金属静止设备；旋转设备不应用作接闪器；2.用作接闪器的生产设备应有金属外壳，易受直接雷击的顶部和外部上部应有足够的厚度。钢制设备的壁厚应大于或等于4毫米。其他金属设备的壁厚见表6.1.5中的厚度T值。文章阐述了该文是室外安装区防雷的主要措施，是生产设备的本体防雷。石化厂的室外安装区域，各种工艺设备和容器几乎都是金属(钢)制成的，能够承受直击雷的冲击。只要能满足爆炸危险环境的要求，

10、使用设备本体作为避雷器和引下线进行防雷保护是非常方便和经济的。使用生产设备(立式金属静电设备)的外壳作为接闪器和引下线来防止直接雷击，要求生产设备作为一个整体进行密封和焊接，并具有一定的厚度，以使电流不会在雷击点熔化穿过外壳。旋转(驱动)设备本身有运动部件，以及电机等电气设备。它的身体不能接收和传导雷电流，因此规定它不能用作接闪器。生产设备的顶部和外部上部容易受到直接雷击，因此保护它们非常重要。一般来说，顶部和外部上部是指总高度为80或更高的部分。4基本规定4.2.4下列易受直击雷的设备，在附近高大生产设备、框架和大型管架(已用作接闪器)的防雷保护范围之外，应单独设置接闪器：1旋转设备；2不能

11、用作接闪器的金属静电设备；3非金属外壳的静态设备。4.2.5接闪器的防雷范围应采用以下方法之一：1 .根据GB50057建筑防雷设计规定的滚球法，滚球半径为45m。2接闪器顶部与被保护参考平面的高度差和保护角应符合表4.2.5或现行防雷设计第3部分建筑物的物理损伤和生命危险GB/T21714.3的规定。表4.2.5接闪器顶部与被保护参考平面的高度差和保护，4基本规定4.2.6直击雷保护的引下线设计应符合下列要求：1放置在地面的高大生产设备的金属外壳应作为引下线；2当生产设备通过框架或支架放置时，应首先使用金属框架作为引下线；3.高炉体、塔、桶、大型设备和框架应至少使用两根引下线，引下线之间的距

12、离不应大于18米；4、在高空布置的长卧式容器和管道(如送火炬的管道)两端应设置引下线，当长度超过18 m时，应增加引下线数量；5 .引下线应尽可能以最短的直线路径直接引至接地体，并有足够的截面和厚度，地面以上应加机械保护；6当使用柱内纵向主筋作为引下线时，柱内纵向主筋应绑扎或焊接箍筋。这些规定表明，高高度和高海拔是指那些在生产设备周围没有较高物体的情况下容易受到直接雷击的人。4基本规定4.2.7防雷设计应符合以下要求：1 .在室外安装区域，所有金属设备、框架、管道、电缆金属保护层(铠装、钢管、槽板等)。)和通风喷嘴等。应连接接地装置以防止雷电感应；设置专用引下线时，钢筋混凝土柱的钢筋也应引出至

13、最高楼层顶部和地面附近的接地线(网)；2 .本条第一款所述金属物体与附近引下线之间的空间距离应根据以下公式确定：S 0.075 ClX(4 . 2 . 7)，其中：S空间距离，m；Kc分流系数，单根引下线为1；当接闪器不是闭环时，两个引下线和多个引下线取0.66；闭合回路或网状接闪器的多根引下线，取0.44 Lx引下线计算点到接地连接点的长度，m。3如果空间距离不符合要求，应在高于连接点的地方增加接地连接线；4、平行敷设的金属管道、框架和电缆金属保护层，当它们之间的净距小于100毫米时，每隔30米连接一次，当交叉点或距离之间的净距小于100毫米时，也应连接一次。4基本规定4.2.8防雷接地装置

14、的设计应符合下列要求：1 .使用金属外壳作为接闪器的生产设备应在金属外壳底部至少两处与接地体相连；2.单独设置的避雷器应具有直接连接到接地体的引下线；3、与防直击雷用的每根引下线直接相连的接地体的冲击接地电阻不应大于10，并满足以下要求：1)在计算接地电阻时，每个接地体的每条支线长度应小于或等于接地体的有效长度le；2)冲击接地电阻的计算和换算应符合GB50057的有关规定。4防雷电感应接地体的工频接地电阻不应大于30.5防直击雷接地体应与防雷电感应接地体和电力设备连接成一个整体接地系统。但是，用于防止直击雷的接地体的接地电阻应符合第3段的要求。该规定指出，在工程设计中，防止直接雷击的接地体和

15、防止雷电感应的接地体一般在地下连接(或共用)，也与电力设备的保护接地网连接(接地体一般在变电站附近)。因此，不容易看出接地系统是用来防止直接雷击的。闪电通过最近的引下线(卡坏后的接地线)流入地面，并在接地体上流入地面。由于雷电流的冲击性能，它被限制在一定范围内分散，即接地体的有效长度le出现。4基本规定4.3室外装置区的排放设施4.3.1排放设施(如扩散管、排气管、安全阀、呼吸阀、排放口、取样口、排污口等)。安装在易遭受直接雷击的生产设备的顶部和外部上部的排气口(以下简称排气口)应根据放电的物质和浓度、放电频率或模式、正常或意外放电、手动或规定。这些规定表明，在石油化工厂中使用的放电设施有很多

16、种，由于它们的放电条件不同，防雷设计中的安全措施也应不同。可能会提出各种要求，在项目中不容易处理。另外，由于是在室外场所，排放的物质容易扩散，排放量一般不大。即使发生爆炸，损坏程度也不大。因此，本规范中采取的措施是：保护少数严重放电情况，并设置附加避雷器以防止重大危害；对于大多数放电情况，需要直接使用通风喷嘴作为接闪器进行保护。4基本条款4.3.2属于下列情况之一的通风口4.3.3对于属于下列情况之一的通风口，应使用金属通风口喷嘴作为接闪器。此时，通气管嘴的壁厚应大于或等于表6.1.5中的厚度t值，通气管应通过通气管嘴附近的金属与最近的金属物体连接。1.闪点低于或等于45C的可燃液体储存设备：a、生产正常时，连续排放的气体可能在短时间内或间歇地达到爆炸危险