淺談空分裝置防雷和接地設計注意事項

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計注意事項

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展，空分裝置也往大規模方向發展，防雷和接地設計的可靠性將直接影響著裝置運行的穩定性，合理的設計可以為企業避免雷電帶來的損失。在嚴格執行國家關于防雷和接地的相關標準前提下，通過優化設計，完善設計，以應對不同的項目方案。以下本文對空分裝置防雷和接地應注意的事項進行了簡要的分析。

關鍵詞：空分裝置；防雷和接地；注意事項

防雷和接地已經越來越受到人們的重視，空分裝置在防雷和接地方面的優化設計不僅能夠保證空分裝置的安全運行，還能夠保證設備系統的正常生產功能，為企業避免不必要的損失，提高企業的經濟效益，空分裝置的防雷和接地要注意采用最優化的防雷接地和防靜電接地的措施，避免發生失誤造成損失。科學技術的不斷發展，防雷和接地的手段也在不斷地提高，給企業的防雷和接地設計帶來了新的活力，但在設計時要注意一些問題。

1 空分裝置的介紹和應用

1.1 空分裝置的介紹

空分裝置是指工業上用來把空氣中的各組成部分氣體分離出來的整套設備，主要是生產為工業上提供所需的不同純度的氧氣、氮氣、氬氣、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、氮氣、氬氣等直接通過管道供給鋼鐵或者石化相關所需。除此之外，空分裝置還提供液氧液氮液氬等液體產品。

1.2 空分裝置的應用

空分裝置目前主要應用于還原法煉鐵或熔融法煉鐵的冶煉鋼鐵行業，為城市及居民提供能源所涉及到的行業，保護氣用于電子、玻璃、光伏、化纖等行業，同時造紙行業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，空分裝置主要為氫氧發動機、航空等提供稀有氣體等，另外機械工業制造中所需的工業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代工業方面，以及以煤為原料生產甲醇等的大化工行業以及運用富氧曝氣進行污水處理的排污行業等發展的趨勢。

2 空分裝置的防雷設計注意事項

整套空分裝置大多數金屬設備都布置在室外，很易受雷雨天氣的影響，并且任何地方雷雨的自然現象都是不可避免的。沒有合理的防雷設計，每次雷擊后，現場裝置的儀表、變送器、DCS卡件、抗過壓和抗過流能力不強的半導體集成模塊、微處理系統的高精度的微電子設備、電氣相關儀表等都會容易不同程度的受損，進而導致生產停機，影響向相關上下游客戶的供氣、供液。雖然每套空分裝置都有防雷措施，但其防雷措施的設計及施工都需嚴格執行標準，并優化完善。空分工廠內各類建、構筑物的防雷措施應符合GB50057的規定。氧氣生產、儲配系統的建、構筑物和高度在1.5m以上的吸風筒，屬第三類防雷建、構筑物。室外空分裝置防雷接地和冷箱內主要設備防靜電接地應分別設置。

3 空分裝置防靜電接地設計注意事項

3.1 空分裝置冷箱的防靜電接地注意事項

冷箱主要指空分裝置冷箱內以及與冷箱相連的膨脹機冷箱和低溫泵箱內的設備、管道和閥門。

冷箱內主要設備的外殼和管道都是金屬制品。冷箱內設備和管道采用焊接連接的，就防靜電接地的意義上應視為一個導電整體。設備的支撐底座和設備之間采用金屬螺栓連接，則金屬螺栓可兼做底座和設備之間的靜電連接用。冷箱內設備多是壓力容器，其靜電接地宜通過相應的支撐底座來實現。支撐底座上應設有專用的靜電接地端子，準備連接多股銅芯電線。

冷箱可以通過下塔底座實現主要設備和管道的防靜電接地。下塔底座上應沿底座外圍均勻或對稱布置接地點，數量不應少于兩處，間距不應大于30m。

冷箱內的氧氣（包括液氧）設備、管道、閥門上的法蘭連接和螺紋連接處，應采用金屬導線跨接，其跨接電阻應小于0.03?。這些設備、管道和閥門經常出現在液氧泵泵箱、液氬泵泵箱和膨脹機冷箱內。其他設備、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

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。對于防靜電接地這一環節是不可缺少的，合理的防靜電接地確保使整個空分裝置的運行穩定可靠，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測的事故。管道在進出裝置區處、不同爆炸危險環境的邊界、管道分支處均應進行靜電接地。長距離無分支管道應每隔100m與靜電接地體可靠連接。平行管道凈距小于100mm 時，應每隔20m加跨接線。當管道交叉且凈距小于100mm 時，應加跨接線。

氧氣管道應設置導除靜電的接地裝置，并應符合下列規定：

（1）廠區架空或地溝敷設的管道，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設接地裝置；

（2）進、出車間或用戶建筑物處應設接地裝置；

（3）直接埋地敷設管道應在埋地之前及出地后各接地一次；

（4）車間或用戶建筑物內部管道應與建筑物的靜電接地干線相連接；

氧氣（包括液氧）和氫氣設備、管道、閥門上的法蘭連接和螺紋連接處，應采用金屬導線跨接，其跨接電阻應小于0.03?。其他管線，當金屬法蘭采用金屬螺栓或卡子緊固時，一般可不必另裝靜電連接線，在腐蝕條件下，應保證至少有兩個螺栓或卡子間具有良好的導電接觸面。

工藝管道的蒸汽加熱伴管，除利用金屬絲捆扎連接外，應在伴管進汽口、回水口處與工藝管道等電位連接。

風管及保溫層的保護罩當采用薄金屬板制作時，應咬口并利用機械固定的螺栓等電位連接。

金屬管道中間的非導體管段，除需做特殊防靜電處理外，兩端的金屬管應分別與接地干線相連，或用16mm2的銅芯軟絞線跨接后接地。非導體管段上的所有金屬件均應接地。

管道之間以及管道與設備、閥門之間的連接法蘭，采用金屬跨接線并以螺栓緊固時，連接線宜選用不小于6mm2的多股銅芯絕緣電線，其長度應留有不小于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）的做法由管道專業設計。在管壁上焊接金屬接地板時，不得降低和損傷管道強度。也可利用管道的固定式支座進行靜電接地。

當金屬管段已作陰極保護時，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

空分裝置充裝站在空分裝置體系中是十分重要的，空分裝置生產的液體氧氣、液體氮氣和液體氬氣等就通過充裝站從儲罐向槽車進行充裝。充裝站主要由充裝平臺、低溫管路以及汽化器等部分組成。對空分裝置充裝站進行防靜電接地保護應遵照《GB 16912-2008 深度冷凍法生產氧氣及相關氣體安全技術規程》4.7.1，氧氣灌充臺應設導除靜電的接地裝置。具體做法可參照標準圖集CD90B4-88。

3.4 空分裝置儲罐的防靜電接地注意事項

空分裝置儲罐在空分裝置體系中具有關鍵地位。要供給客戶的液體都事先儲存在儲罐內，一旦儲罐出問題，將直接影響向客戶的供液，所以儲罐接地的可靠性至關重要。儲罐中的金屬構件如金屬外殼如果接地不良，就會變成孤立導體，一旦受雷電襲擊將導致重大事故的發生，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的儲罐設備，其接地點不應少于兩處，接地點應沿設備外圍均勻布置，其間距不應大于30m。

4 結語

空分裝置與鋼鐵、石化等工業領域息息相關，近幾年隨著工業的快速發展，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。因此在對空分裝置防雷和接地設計時，應該對以前設計上的不足進行改進和創新，使裝置更加合理、安全，避免了事故的發生，使人們的安全得到了保障，同時為工廠創造了更大的經濟效益。

參考文獻：

[1]李祥超等編著.防雷工程設計與實踐[M].氣象出版社.

[2]劉剛等編著.防雷與接地技術概論[M].華南理工大學出版社. [3]李景祿等編著.現代防雷技術[M].中國水利水電出版社.