FLD電解離子接地系統在輸油站庫的應用

2015-01-12 05:31:07王國新索杏蘭陳蘭霞

油氣田地面工程 2015年10期

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銷部

FLD電解離子接地系統在輸油站庫的應用

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銷部

為了提高接地系統的可靠性及使用壽命，基于輸油站庫現狀對靜電接地管網進行改造。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，且接地系統內含少量降阻劑，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，根據計算該區域的接地裝置選用Ⅲ型；其余區域土壤電阻率在100 Ω·m以內，接地裝置選用Ⅳ型。在靜電接地系統改造中的站場各區域四周設接地主干線，同時按區域布置Ⅲ型接地裝置2套，Ⅳ型接地裝置4套。改造后各接地點的電阻值測試全部滿足規范要求。

輸油站庫；電解離子；接地系統；抗腐蝕；電阻率

1 現狀

新疆庫車縣某輸油站庫站場內土質以砂土為主，其土壤電阻率較高。

接地系統功能不同，電阻值要求也不同。根據《交流電氣裝置的接地設計規范》、《建筑物防雷設計規范》、《油庫設計規范》、《石油化工靜電接地設計規范》等要求，2014年7月對本站庫各區域接地電阻進行了檢測，見表1。

表1 站場各區域接地電阻值

輸油站庫靜電接地管網采用扁鋼作為接地材料，但因土壤對接地系統的腐蝕，部分地段的接地扁鋼已腐蝕斷裂，導致部分設備實際上成為了單獨接地，從而不能滿足規范要求。

2 FLD電解離子接地系統

為了提高接地系統的可靠性及使用壽命，基于輸油站庫的現狀，對靜電接地管網進行改造。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，且接地系統內含少量降阻劑，以降低土壤電阻率，減少土壤對接地體的腐蝕。基本原理是：利用電極單元內的復合填料進行吸水以保持周圍土壤的含水量，其具有極強的導電泄流能力和防腐能力，同時向周圍土壤中釋放電解離子，增大周圍土壤中的離子濃度，進一步降低土壤的電阻率。電解離子接地極結構如圖1所示。

圖1 電解離子接地極結構

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生離子化學反應藥劑的容器。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。由于這種化學反應可以持續很長時間，因而能使周圍土壤的導電率保持在一個恒定值上，所以地網的阻抗值也呈現一個定值[1]。

3 工程設計計算

在站場新建接地裝置，與站場已有接地裝置可靠連接，最終與整個站場接地網連接。根據現有數據，站內設備接地電阻值最高要求R≤4 Ω，因此站場內新建接地裝置接地電阻值按4 Ω考慮。

3.1 接地極數量選擇

每個接地體需要多少根地棒取決于現場土壤電阻率和接地指標，用降阻率法近似公式計算[2-4]。

按無降阻劑的情況進行計算的公式

式中R為無降阻劑時接地體電阻（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行計算的公式

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，現取0.65；R為無降阻劑的接地電阻（Ω）。

根據公式（1）計算可知：當土壤電阻率ρ= 250 Ω·m時，接地電阻要求R=4 Ω，則需要接地體6根；當土壤電阻率ρ=250 Ω·m時，接地電阻要求R=10 Ω，則需要接地體3根；當土壤電阻率ρ=200 Ω·m時，接地電阻要求R=4 Ω，則需要接地體5根；當土壤電阻率ρ=200 Ω·m時，接地電阻要求R=10 Ω，則需要接地體3根；當土壤電阻率ρ=150 Ω·m時，接地電阻要求R=4 Ω，則需要接地體4根；當土壤電阻率ρ=100 Ω·m時，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

根據接地極的數量，FLD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，根據計算該區域的接地裝置選用Ⅲ型；其余區域土壤電阻率在100 Ω·m以內，接地裝置選用Ⅳ型。