新型的復(fù)合接地模塊在山西煤層氣中央處理廠的應(yīng)用

摘 要:2009年8月28日，我國第一個整裝規(guī)模煤層氣田建設(shè)核心工程——華北油田山西煤層氣中央處理廠試運成功。山西沁水盆地煤層氣中央處理廠是我國煤層氣開發(fā)領(lǐng)域中的第一座處理廠，是中國石油天然氣股份公司重點項目。在該工程中，引進了新型的接地材料——雷克石ES-M-450接地模塊。本文便就復(fù)合接地模塊的施工進行一些探討和研究。

關(guān)鍵詞:山西煤層氣中央處理廠新型接地非金屬接地模塊

中圖分類號:TQ529文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(b)-0034-01

1 前言

華北油田山西煤層氣中央處理廠位于山西省沁水盆地、落差達47米的兩座荒山上，土質(zhì)以山體巖石為主，土方開挖難度大、土壤電阻率高，為使接地電阻滿足≤4Ω的設(shè)計要求，我們通常在施工中會選用增加降阻劑的方法予以實現(xiàn)。但是，本工程所處環(huán)境以巖石土質(zhì)為主，進行大面積接地溝開挖添加降阻劑，實施起來比較困難。為了解決這一技術(shù)難題，設(shè)計選用ES-M-450接地模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)金屬接地極。

2 施工前準備

我單位以往對復(fù)合接地模塊的施工較少，通過查閱相關(guān)資料了解到:ES-M-450復(fù)合接地模塊是引進國外先進技術(shù)及專用設(shè)備，將導(dǎo)電性能和土壤親和性良好的天然非金屬礦物材料、電解質(zhì)材料及其它特殊填充物經(jīng)專利技術(shù)制作而成。接地模塊內(nèi)部含有一個不銹鋼316金屬極芯，其與接地網(wǎng)連接后，通過自身材質(zhì)的優(yōu)秀導(dǎo)電率和土壤親和性、吸水性和保水性，大大減小了土壤和接地模塊之間的電阻，使瞬時沖擊電流迅速釋放到大地，以實現(xiàn)接地保護功能。其次，雷克石ES-M-450接地模塊具有活性接地的特點，埋設(shè)后釋放電解質(zhì)，使其周圍土壤堿離子化，進而增大接地體本身釋放電流面積，減低接地模塊與土壤層間接觸電阻，水泥基質(zhì)模塊本身具有極強的吸水保濕和釋放電解質(zhì)的特性，進而發(fā)揮本接地模塊優(yōu)秀的降阻能力。

3 主要施工方法

(1)ES復(fù)合式接地模塊可采用水平及垂直埋置，其深度必須達到恒濕層，但不得小于0.8m，越深效果越佳;在中央處理廠的施工中，設(shè)計要求水平埋置，我單位采用小型挖掘機，在廠區(qū)周圍開挖長方形接地溝，再在其內(nèi)部開挖連接至主要建筑物的縱橫接地溝，接地溝深度≥1m。

(2)接地扁鋼焊接。本工程選用-40*4的鍍鋅扁鋼作為接地連接線，接地線搭接長度不小于80mm(不小于扁鋼寬度的2倍)，三面施焊，焊接完畢涂刷瀝青漆，做好防腐處理。在作防腐處理前，金屬表面必須除銹并去掉焊接處殘留的焊藥。

(3)接地模塊安裝。產(chǎn)品說明要求接地模塊與模塊之間的間距建議以4m為宜，若環(huán)境條件不允許，可適度放寬或縮小;在中央處理廠的施工中，我們按照設(shè)計要求，模塊間距為5米。接地連接線與ES復(fù)合式接地模塊(316不銹鋼芯架)連接時，采用熱鍍鋅螺栓將鍍鋅扁鋼與接地模塊的金屬極芯緊密連接。螺栓連接處的接觸面要涂電力復(fù)合脂，螺栓連接緊密后，采用1:2水泥砂漿封裝接頭處，避免電極接頭金屬部分腐蝕，影響使用壽命。

(4)接地模塊緊固完畢，在接地模塊附近加水，將泥土搗成糊狀，以利于接地模塊與大地相互密切接觸，從而提高降阻效果。若模塊周圍布滿巖石泥土較少，則添加軟土或降阻劑，并且加水搗成糊狀，保證接地模塊與大地有足夠的接觸面積。

(5)加水降阻后，測試接地電阻值，若能滿足設(shè)計要求，經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理、質(zhì)檢部門聯(lián)合檢查合格后方可進行土方回填。如接地電阻不滿足設(shè)計要求，則檢查接地模塊與接地線連接緊密程度、模塊與周圍泥土接觸程度，查找原因及時整改。如檢查整改后實測接地電阻仍不能滿足時，則應(yīng)補充接地模塊數(shù)量。

(6)接地裝置的安裝應(yīng)配合建筑工程的施工，隱蔽部分必須在覆蓋前會同建設(shè)單位代表和監(jiān)理單位代表做好中間檢查和驗收記錄。接地體敷設(shè)完后的土溝其回填土內(nèi)不能夾有石塊和建筑垃圾等;外取的土壤不得有較強的腐蝕性。

4 復(fù)合接地模塊與普通鍍鋅接地極施工的比較

4.1 降低接地電阻，達到設(shè)計要求

以往在本地區(qū)的其他小站施工情況反映，本地區(qū)土壤電阻率很高，采用普通金屬接地極后，實測接地電阻為6—8Ω，加入降阻劑后接地電阻能勉強維持在4Ω以內(nèi)。而本工程選用復(fù)合接地模塊，施工完畢后實測接地電阻僅為0.4—0.6Ω，電阻值降低到1Ω以內(nèi)，保證了最精密的儀表儀器的接地電阻要求。

4.2 降低施工難度

采用傳統(tǒng)鍍鋅角鋼接地極，要將2.5m長的接地極砸入地面以下，對于山區(qū)巖石地質(zhì)而言，施工難度極大，若不使用挖掘機械，人工難以完成。如使用機械開挖，成本有會大大提高。而選用接地模塊，采用水平埋設(shè)，只需與接地連接扁鋼同樣埋深即可，大大降低了施工難度。

4.3 提高了經(jīng)濟效益

首先，選用雷克石ES-M-450接地模塊，降低了施工難度，避免了大面積機械土方開挖，降低了施工成本。其次，雷克石ES-M-450接地模塊具有超長的使用壽命，ES系列是由天然礦物復(fù)合，冷加工成型陶瓷，為水泥基質(zhì)，無腐蝕、無毒害，大大減少了因金屬接地極被腐蝕而重新更換接地網(wǎng)的工程費用。

5 結(jié)論

復(fù)合接地模塊的應(yīng)用，確保了中央處理廠的場區(qū)接地電阻小于1Ω，保證了整個中央處理廠的防雷接地要求。通過本工程的施工，驗證了復(fù)合接地模塊可以廣泛的應(yīng)用于山區(qū)巖石土質(zhì)及土壤電阻率很高的其他地區(qū)。但是，值得注意的是，根據(jù)一些西氣東輸工程專家的推測，大量接地模塊的應(yīng)用可能影響輸氣管線外加強制電流陰極保護的效果。因此，接地模塊的應(yīng)用數(shù)量和范圍還有待進一步的探討和研究。