摘要：石油化工企業的很多原料和產品具有易燃易爆的特點，因此，雷電對石油化工企業的危害性比較大。本文分析了雷電對石油化工企業生產危害的原理和途徑，為科學采取防雷措施提供參考。
引言
石油化工是各行各業發展的基礎，是工業發展的動脈。石油化工行業的生產裝置大都高溫、高壓連續生產，且生產原料都屬于易燃易爆產品，形成了易遭雷電危害的生產環境。對于石化行業來說，雷電造成的危害如果不及時控制，會造成難以估計的損失，造成工業控制系統的癱瘓導致生產停頓，其經濟損失難以估量。本文就此做出了深入的分析并提出建議。
1、石油化工企業的組成
罐區及泵區。這是石油化工企業的常規組成部分，罐區用來儲存各種生產原料及產品，罐體之間、罐體與泵區之間通過管道連接。泵區通常與罐區組合在一起，用于將罐體內的物質，用機泵將罐內物質輸送至生產場所，或抽離罐體進行運輸。
生產裝置區。這是石油化工企業的核心組成部分。生產裝置的組成比較復雜，不同的工藝流程，所需要的裝置千差萬別。生產裝置內發生著各種化學反應或物理反應，在這個過程中，涉及到各種易燃物質，生產過程中可能產生各種，或者需要排放易燃廢氣。
煙囪和火炬。這是化工企業的顯著標志。煙囪是作為加熱設施的排煙通道，火炬用于排放燃燒各種。通過壓縮機氣柜等設施，使火炬的氣壓始終比外界空氣壓力大。
管架。管架用于管道輸送或作為戶外電纜橋架的安置場所。管道用于生產區和儲存區之間的物質輸送，電纜橋架用于配電設施與用電設施之間的電能輸送。
生產控制室。控制室用于對生產過程進行控制，內部存在大量的微電子設備，用于控制各個設備的起動、停車、工作狀態的監視、危險狀態報警以及罐區內各個罐體的液位、溫度監視等。
污水處理廠。石化企業在生產過程中，一般會產生大量的工業廢水，這些廢水必須經過處理達標后，才能排放。
消防泵房。內部有消防泵等消防設施。
變配電所。由于一些大功率設備用電需要，石化企業一般均自設變電所，從公共變電站至少引兩路高壓線，進入變電所。經變電所變壓后，出現給各個區的分配電室，由分配電室出線至各用電設備。
裝卸車設施。由裝卸平臺、儲罐、管道、計量等設施組成。
2、石油化工企業的生產和環境特點
2.1生產裝置大都由金屬制成
石油化工生產中的反應塔、框架、儲存罐、儀表、管道、電纜等各種設備都是用金屬制成。可以說，石油化工生產中的裝備是由良好的導電體組成的。
2.2設施高溫高壓、原料易燃易爆
石化生產裝備中的加熱爐、空壓機泵房、罐容器等裝置大都處于高溫、高壓連續生產中，此外，石化生產裝置生產的石油化工原料、半成品、成品以及各種輔助材料大都屬于易燃易爆物質，且會傷害人類或破壞環境。
2.3電子設施廣泛應用
現在的石化產業生產和控制過程中廣泛應用電子產品，例如DCS、UPS、PLC等電子產品已經在石化企業廣泛應用，這使得該行業自動化程度逐步提高，對勞動力的依賴度下降，增加了工藝的可控性，但由于電子設備中有大量的集成電路，而集成電路承受靜電壓的能力很低，對防雷提出了更高的要求，特別是大規模集成塊，容易受雷電過電壓的侵害，防雷、防靜電尤其重要。
2.4生產過程高度連續性
石化生產是一個連續生產的過程，裝置開始投料后將不斷地投料，各生產工序緊密相連，一個工序或者一臺設備發生故障，都會造成裝置的停車甚至發生重大事故。因此，石油化工企業對危害的化解能力較弱，重點在于防御。
3、雷電對石油化工企業的危害及分析防護
3.1雷電過壓力的傳播分析
直接雷擊和感應雷擊是雷電危害的兩種主要形式，也是雷電對石化企業主要的危害方式。直擊雷過電壓產生的原因是由于地面物體直接被雷擊中，強大的電流經過該物體阻抗泄入大地，并在物體上產生較高的電壓降。
感應過電壓的產生是因為雷云臨近地面物體時，在地面物體上由于靜電效應集聚大量的電荷，集聚在物體上的電荷在雷云上的電荷在雷云放電之后被釋放產生的過電壓。雷電點化工設備造成極大危害，使儀表設備或管路被直接擊中，導致儀表失靈，進而對變送器的各種電子線路板造成嚴重的損害。此外，雷電流會流入儀表支架產生強大的感應磁場，從而對DCS等電子設備造成極大的危害。
3.2雷電產生的危害效應及其分析
雷電過電壓產生的危害效應主要有機械效應、熱效應和電磁效應。機械效應是雷電電流產生的磁場，能夠產生舉得電動力，會對電路設備的支持部分造成機械損壞，且易造成人員傷害，熱效應能夠產生強大電流，其熱量能夠燒毀設備、熔斷線路、引發爆炸和火災；雷電產生的電磁效應其過電壓能夠擊穿電子器件、電氣絕緣、開關跳閘等。
3.2.1直擊雷
直擊雷是指接閃擊于建（構）筑、其他物體、大地或外部防雷裝上，產生電效應、熱效應和機械力者。直擊雷可能使建筑物受損、人員傷亡，也可能造成設備損壞而停產。發生直擊雷時，閃電通道的高溫，可能引燃周邊的易燃物質從而引起爆炸等事故。防范直擊雷的原則，一是利用接閃器控制雷擊點，將雷擊引離需要保護的物體或空間，二是將雷電流安全散入大地，在這個過程中，要避免對周圍金屬物或系統造成反擊危險，要求要有低的接地電阻，引下線應短直，電感值要小，以降低引下線及接地裝置上的電壓。
直擊雷可對石化企業內的所有建（構）筑物造成危害，主要表現為擊毀、擊壞建（構）筑物或設備。尤其對罐區、戶外生產裝置區、裝卸站設施等危險區域危害更大，因為雷電通道的高溫可直接點燃或引爆這些區域內的危險物質，因此在這些區域，必須要控制雷擊點，將雷擊點控制在安全空間。利用金屬罐體。金屬裝置本身作為接閃器時，必須滿足相關防雷規范的要求，當不滿足要求，應設接閃器保護。
3.2.2閃電效應
靜電感應。由于雷雨云底部帶凈電荷，當雷云位于某一地域時，由于靜電場的作用，該地域上的金屬導體會感應出與雷雨云底部電荷性質相反的電荷。當雷云主放電時，雷雨云底部電荷被中和掉，金屬導體上的感應電荷失去束縛，變成可以自由移動的電荷，如果沒有及時就近泄入地中，就會產生很高的點位，擊穿與附近金屬物之間的空拿起間隙，與附近金屬物火花放電。若有可燃物質充斥于這些空間中，火花可能引燃或引起爆炸，造成嚴重后果。
電磁感應。由于閃擊是持續時間為毫秒或微秒級的脈沖波，在極短的時間內，雷電流從零升至幾十甚至上百千安，又在極短的時間內，從幾十甚至上百千安降至零，因此雷電流抖度很大。近環路上的感應電壓是與雷電抖度成正比的。
此感應電壓可能因為導體過熱，或因為環路不通暢而發生火花放電，若有可燃物質充斥于這些空間中，火花可能引燃或引起爆炸，造成嚴重后果。
閃電感應對石化企業的危害，主要表現為對危險場所的危害。如，當管道因靜電感應出大量電荷時，若管道未接地或者接地電阻過大，或管道連接處過度電阻過大，導致靜電泄放入地不暢，則有可能對附近物體放電，若這時有可燃氣體或液體，則可能引燃這些物質。再如，相鄰管道之間若環路面積過大，則有可能因為電磁感應在管道之間感應出過大的電壓，此電壓可能擊穿管道，管道內若有可燃氣體或液體，則非常危險。因此，規定平行敷設的管道，間距小于100mm時，應每隔不大于30m跨接一次，以減小感應環路面積，從而減小感應電壓。
3.2.3雷電波侵入
雷電波侵入實質上是一種高電壓的脈沖波，可能由雷電直接擊中管道線路引發，也有可能由于雷電感應管道線路而引發。當雷電波沿著管線侵入室內時，高電壓可能會對沿線的設備或人員造成反擊。
由于石化企業的特殊性，廠區內管道。電纜橋架等分布眾多，且大多數為架空敷設，這些管道線路很多都通入室內，若閃電直接擊中這些管道線路或者雷電在這些管道線路上感應出過電壓，則過電壓就將沿著這些管線侵入建筑內，造成與這些管線連接的設備損壞，或人員解除這些管線，因觸電壓而傷亡。若在管線入戶前接地（帶電導體通過SPD間接接地）則能明顯降低侵入室內的脈沖電壓，從而降低危險。
4、結語
石油化工企業由于自身的特殊性，極易造成雷電災害，目前石化企業的防雷工作中還存在很多問題，應該加強企業的安全管理和防雷技術的開發，使得防護體系更加規范化、科學化，從而使得雷電對石化企業的危害降到。
簡介：許獻忠
（作者單位：青海省格爾木市）
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