油庫雷電火災致災原因及防控策略

傅邦杰

盤錦市消防救援支隊盤山縣大隊 遼寧 盤錦 124000

油庫是指在國家石油工業中起支撐作用的，并對社會經濟和國防建設起重要影響的大型現代化建筑物。我國石油工業自1957年起步至今，已有半個多世紀的發展歷史，為我國經濟發展和社會進步做出了巨大貢獻。隨著國內各大油氣田資源的開發和油氣產量的不斷提高，石油儲備顯得越來越重要。 為了滿足日益增長的能源需求與國家經濟快速發展，全國各地均在不同程度上興建了大量油庫，數量急劇增加，其中大型油庫占很大比例。大型油庫在經濟發展中發揮著舉足輕重的作用。從一定程度上來說，大型油庫是國家能源戰略的關鍵組成部分。 大型油庫數量激增所帶來的巨大效益是有目共睹的。但是由于一些特殊因素所致，也給大型油庫管理和運營帶來了巨大挑戰。近年來國內外石油倉儲企業頻繁發生雷擊火災安全事故，造成了巨大損失和社會影響。例如：2004年4月26日我國西部某儲油罐發生火災事故；2004年6月24日江蘇省某石油倉儲企業一儲罐爆炸引起大火并將2個罐體燒毀導致人員傷亡；2004年7月19日黑龍江省某油庫油罐爆炸引起大火導致2人死亡；2003年3月20日湖南省某市3座大型油庫爆炸使30多座油罐起火等。

因此對油庫房進行雷電災害預防和治理是非常必要而又困難的工作通過國內外油庫雷電災害案例分析得出，由于我國石油倉儲企業在防雷方面缺乏經驗，使得我國油氣倉儲企業防雷措施不夠完善，加之我國油庫設施建設標準也不夠規范等因素導致油氣倉儲企業雷擊火災事故頻發。

本文從油庫防雷方面提出了一系列具有針對性的技術措施：（1）完善油庫防雷體系建設；（2）加強油氣倉儲企業人員業務培訓；（3）積極進行技術改造和新技術開發研究；（4）重視新材料、新裝備以及新工藝應用；（5）加強油庫設施設備防雷裝置的檢測和維護；（6）加強油庫設施、設備防火安全管理等，來提高油氣倉儲及相關企業雷電災害防控能力等等方面來對目前油氣倉儲企業雷擊火災事故進行分析討論，為其防雷技術提出具體建議和對策提供理論依據。由于國內外相關資料較少，本文僅針對大型油庫房雷電災害特點進行分析及研究并提出相應措施參考。本文主要涉及到以下幾個方面內容：1）防雷減災體系建設；2）油庫防雷防電綜合管理機制研究；3）油庫房雷電災害特征參數及其預測模型研究；4）油庫人員教育培訓機制及相關培訓課程體系研究；5）大型油氣倉儲企業防雷防電綜合管理機制研究；6》油庫房雷電火災事故應急救援體系及相關應急救援預案研制等方面等。

1 油庫雷擊火產生的原因及特征

油庫是各種化學物品的儲存場所，其本身的安全性是十分重要的，油庫中的各種設備往往是易燃易爆物品，同時油罐內儲存的油品數量也較多，因此容易引起火災。（1）油庫設施在雷電活動中產生大量熱量，這些熱量可以從外界環境獲得，比如空氣的對流作用、蒸發作用和輻射熱作用等。（2）隨著電子設備及電子產品大量普及和應用、計算機應用技術高速發展、網絡系統應用廣泛而迅速普及，在實際操作中容易造成電氣火災。（3）雷雨天氣對油庫造成嚴重損壞和威脅是不可避免的事件。（4）油庫中經常使用各種電氣設備。（5）由于雷電具有高電壓、強電流和強電場，使周圍環境發生不同程度的變化，因此有可能導致雷電感應火災的產生。（6）油庫周圍存在一定數量甚至更多的易燃易爆或危險化學品是雷擊火多發和易發地帶，如煉油廠或其他大型化工企業等均有分布。（7）雷擊引起油品燃燒會使附近建筑物、設備損壞或火災隱患增加從而導致油罐發生爆炸。（8）油氣生產設備如儲罐、輸油管道等均在雷電活動中產生較大的雷電電磁力作用于其上并受到感應而產生電火花，如儲罐門開關、輸油泵開關、輸油管道等處所帶電火花與周圍空間環境中的電磁力作用時發生爆炸事故。（9）當油罐周圍空間有雷電電磁感應時，在油罐內產生強烈而劇烈的放電現象如：靜電釋放能量超過罐外絕緣層所能承受得住的臨界值時就會造成油罐帶電并發生爆炸事故。（10）在雷電作用下由于油庫內油罐所儲存液體密度較大，并且周圍有許多易燃易爆物品，因而當雷電發生后便會產生爆炸燃燒事故。

2 油罐的安全防護

對儲罐、加油機和油罐周圍進行防雷擊防護。可采用下列措施：（1）采用防雷接地裝置；（2）設置避雷針和避雷線或避雷帶；（3）在儲罐周圍設置不受雷電影響的防雷系統，如接地裝置、接地管網、接地線與防雷引下線相連接等。（4）對油罐的防護可采取：a）利用絕緣材料或采用無絕緣材料的油罐；b）根據實際情況，采用其他技術手段，如用金屬殼油罐作接閃器、用金屬膜作避雷針等。 （5）設置防雷系統，應根據具體情況分析，選擇不同的防雷措施。 a）油庫要有完善的供電系統和通訊網絡。 b）儲罐應裝有防雷引下線和防雷接地裝置，以保證安全地通過雷擊時產生的電涌對儲罐內部及外部進行有效地泄放保護，并使儲罐內的水不能流入罐外。 c）油庫應根據地理位置、氣象條件及周圍環境條件（如地質、地形、地貌、氣候狀況等），建立防雷系統；根據氣象條件、環境條件及所處位置選擇合適的防雷系統。 d。建立定期檢測制度和定期維修制度，以便及時發現并消除缺陷，使其處于良好狀態。 e。進行防雷檢測應由專門部門進行。 f。油庫應在雷雨季節到來之前對所有設施進行一次全面檢查，及時發現隱患和缺陷，以便采取相應措施消除隱患（防雷電設施損壞后需及時修復或更換。 g。防雷設施應保持完好并定期維護，以防失效和損壞。

3 油庫雷電火災事故調查與分析

某油庫發生雷擊火災事故后，為了了解雷擊事故原因及雷擊后油庫火災形成機理，對雷電起火后的油罐內部進行了調查。（1）現場分析：由技術人員用儀器對油庫現場進行了探測，發現罐內有較大的爆炸性氣體（乙炔）；（2）事故調查：根據現場探測結果及火災產生的原因分析可知，雷電起火后，由于油罐內部壓力升高、內部氧氣濃度下降、可燃氣體在罐內積聚等因素共同作用引發爆炸及火災。 結論：根據油庫現場監測結果分析可知，發生雷擊火災的油罐與其它儲油罐不同，這是因為油庫內設置有防爆型儲油罐。因為防爆型儲油罐是通過檢測其絕緣性能來實現防爆的。（4）安全防范措施及建議：制定針對性的防雷防火預案和制定相關管理制度。

3.1 基于雷害理論的油庫防雷設計

避雷針安裝：在油庫中一般采用防雷型式，以避免雷害發生。

接地：通常采用非導電體，如金屬構件、金屬欄桿以及其他導體。

但應注意：（1）對于易遭受雷擊的部位或接地線，應單獨設計接地裝置，以避免直接接地；（2）對于易遭雷擊點附近的構筑物或設備，可采用非導電體，如鋼結構構件或設備外殼等作為接地線。（3）對于不允許安裝避雷針的部位可采用非導電體與金屬裝置進行連接。（4）對于需要安裝避雷針的部位，可進行接地處理，使其達到良好的接地效果。

在上述防雷設計基礎上，為實現對油庫內主要設備和建筑物的保護，建議在油庫內增加1臺雷電綜合監測系統。 該監測系統由1套雷電綜合監測系統組成，通過網絡通信、移動終端技術將該監測系統與相關信息數據平臺相連接。可以實現對油庫內主要設備設施及其周圍環境中各參數的實時監測。此外，根據油庫現有安全管理制度及雷擊危害等級要求，為保證該系統對雷害事故有快速反應能力以及能及時檢測其絕緣性能、有效抑制雷電放電等能力及有效控制雷害事故發生的概率等要求，建議對該監測系統進行完善提升設計。

3.2 基于能量守恒的油庫防雷設計方法

雷電發生在油庫的時間很短，僅為幾十秒至幾分鐘。從理論上講，雷擊過程中的電流密度、電壓強度和雷電流幅值是不可能完全消除的，如果不采取措施，油庫中的電器設備和儀器儀表就會受到影響。 因此，油庫必須采取相應的防雷措施。 為了避免雷擊而引起人身傷害以及其他財產損失，防雷安全是油庫必須進行研究的重要課題之一。根據雷害發生時所處空間位置及危害程度可將防地雷流流過分布劃分為三個等級；根據不同等級防雷安全標準可將雷擊安全區域劃分為四種類型：第一類為雷擊區；第二類為避雷針保護區；第三類為安全距離區；第四型屬于避雷所和避雷帶。 油庫中雷電流流過范圍通常為：油罐區，防雷裝置采用三級防雷電接地引下線；油罐區接地與地網相連采用二級防雷擊接地引下線。在雷擊安全區域內安裝了三級防雷電接地系統，可以有效的避免由于雷電造成的油庫火災及爆炸事故的發生。

3.3 油庫防雷電火災技術措施舉例

安裝避雷針或接閃器：設置避雷針和接閃器，當油庫遭到雷擊時可將雷電電流導入地下，并將雷電產生的能量導入地下儲存設施，使雷害事故得到緩解。

安裝防雷接地鏈：設置接地鏈能有效地抑制雷擊產生的電弧。

采用防雷引下線是在雷電發生時能有效地防止閃電電流引入油庫，使油罐等設施不受雷擊。

采取防強雷措施：對有雷擊危險的油庫設施實施防強雷措施；對有可能遭受雷擊的儲罐區應采用金屬網封閉。

安裝電子避雷器（雷電流互感器）和金屬導體：當遇到強大的雷電流入地時，可通過電子避雷器或金屬導體將感應出的雷電電流引入地下儲存設施中，使雷電流入地后產生電流來滅火。

設置完善的避雷網：在雷暴天氣時，為防止強電擊傷油罐導致爆炸事故發生，油庫可以設置完善的避雷網，通過避雷網可以有效地防止雷擊事故發生。

建設完善的防雷檢測設施：對油庫進行全面評估，確定在雷雨天氣時對油庫采用什么樣的防雷設施。

4 小結與討論

油庫雷電火災事故是威脅油庫安全的重要因素之一，隨著我國石油工業的迅速發展和國家能源戰略的不斷調整，油庫雷電災害防控工作將面臨新的挑戰。

隨著我國石油企業不斷加大對油庫建設和管理的投入，預計將會有更多的油庫建成，并投入使用。

我國新建、擴建油（氣）罐和加油機組數目巨大，且大部分建在遠離公路、鐵路和通訊線路較遠處，一旦發生雷擊火災事故，會對油庫自身、周邊環境及人民生命財產造成嚴重損失。

油庫雷電火事故主要表現為：油罐區內輸油管道系統遭受雷擊、電子設備遭受雷擊后油罐區和輸油管道系統迅速燃燒爆炸等。

隨著科技的進步，一些新材料、新工藝也不斷應用到油（氣）罐防雷工程中來。

石油化工企業應建立“人防+技防”相結合的防雷安全管理體系。 加強雷電監測系統建設，定期開展防雷安全檢測工作。 積極采用先進技術和手段，提高雷電監測系統對雷擊防護能力。

（6）石油企業應加強對油庫內電氣設備和電氣線路的日常檢查和維護維修工作，防止電氣設備和線路老化以及存在較大安全隱患問題發生。嚴格執行加油站安全管理制度并定期組織培訓工作，使管理人員掌握相關知識和技能，做到“早發現、早報告”防止火災事故發生。 另外，還要加強石油化工企業員工雷電災害事故應對能力建設和培訓工作，使員工熟練掌握相關雷電防護知識及技能、具備一定的應變能力以及正確應對突發事件能力、熟練掌握應急處置程序和方法。隨著國家能源戰略政策的調整，對石油企業來說如何做好防雷安全管理顯得尤為重要。本論文為石油儲備基地防雷安全管理工作提供了理論基礎與參考依據；為石油企業雷電災害事故應對提供保障并取得良好效果。

5 結束語

油庫雷擊火災事故發生后，對整個油庫系統的安全穩定運行帶來了極大的危害。所以在油庫雷擊火災防控工作中，首先要認真分析油庫雷災事故原因并根據實際情況制定出切實可行的防雷措施。 本文通過對國內外油庫發生雷電火案例進行分析，總結出了國內外一些先進的防雷經驗。在我國石油化工企業雷擊事故中，多數是由于油庫雷擊火災造成的，而由于雷雨天氣不可控因素多，難以預測雷電發生地點和發生時間。 隨著國家對環境保護意識的增強以及國內油庫建設管理水平的提高，針對不同類型、不同功能和不同結構類型的油庫進行防雷設計和防雷工程改造已經成為越來越多的石油企業所重視并實施的一項重要工程。 本文通過對國外一些典型案例進行分析總結，出了一套有效合理且經濟實用的油庫雷災防控策略。本文中對大型石油石化企業的防雷工程建設提供一些建議意見以供參考。