LNG储罐的防雷装置分析.docVIP

精品论文 参考文献 LNG储罐的防雷装置分析 广东大鹏液化天然气有限公司 摘要：本文主要对LNG储罐顶部装置防雷及接地设置进行简要分析，以供业内参考。 关键词：LNG储罐 防雷 设置 1 储罐顶部设置避雷针 设置避雷针时，采用滚球法对避雷针进行了保护范围计算。以 hr为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器 (包括被利用作为接闪器的金属物) 或接闪器和地面 (包括与大地接触能承受雷击的金属物) 而不触及需要保护的部位时，该部分就是接闪器的保护范围。 LNG罐按第二类防雷构筑物设计。第二类防雷构筑物的滚球半径hr为45 m，放空阀高度1m，距放空阀 5m处设置一支 h为10m 高的避雷针。避雷针保护范围的具体确定方法如下 (如图1所示)： (1) 距地面hr处作一平行于地面的平行线； (2) 以针尖为圆心，hr为半径，作弧线交于平行线的 A、B两点； (3) 以 A、B为圆心，hr为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切，从该弧线起到地面止就是保护范围。保护范围是一个对称的锥体。从图1中可以看出，放空阀安装点距避雷针的距 离接近5m，而放空阀的高度只有1m，所以图1避雷针保护范围放空阀完全在避雷针的保护范围内。避雷针采用钢管制作，顶部是实心钢棒，并用3条钢绞线固定在储罐顶部。 2 储罐顶部设置避雷网 LNG罐按第二类防雷构筑物设计。GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》 第4.3.1 条规定，第二类防雷构筑物外部防雷的措施，宜采用装设在构筑物上的避雷网、避雷带，在整个屋面组成不大于10mtimes;10m或12mtimes;8m 的网格，接闪器之间应互相连接。LNG 罐顶平面直径80.6 m，分为5个圆周，半径分别为R1= 5.75(m)、R2= 14(m)、R3= 23(m)、R4= 32 (m)、R5= 40 (m)。其中，R1圆周内区域已由避雷针覆盖，该区域不再设置避雷网，其他4个圆周内设置避雷网。储罐防雷接地结构如图2所示。 4 个圆周长分别为：L2= 2pi;times;R2= 87.96(m)、L3= 144．51(m)、L4= 201．06(m)、L5=256.35(m)。每一圆周内相邻两个避雷带之间的距离设计为5 m，分别需要避雷带网格的个数是: N2= L2/5 =17．6asymp;18(个)、N3= 28．9asymp;29(个)、N4=40.2asymp;41(个)、N5= 51.3asymp;52(个)。 避雷带采用12times;4镀锌扁钢制作。按照上述方法组成如图2所示的罐顶避雷网，每一个区域面积符合防雷要求。 3 防雷引下线设置 GB 50057—2010 第4.3.3条规定，建(构)筑物专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周均匀对称布置，其间距沿周长计算不宜大于18m。 储罐圆周L5= 256.35(m)，引下线数量 N =L5/18 = 14.24(根)，取15根引下线采用12times;4镀锌扁钢，在高度1m处设断接卡，如图2(b)所示。要测量每一个接地点的接地电阻，需拆开断接卡，分别测量 15个接地点的接地电阻。引下线在地面下700mm 处通过120mm2的绝缘铜芯导线连接成一个接地干线网，并与接地极连接。 4 接地极设置 GB 50057—2010 第4.3.10条规定，有爆炸危险的露天钢质封闭气罐，当其高度小于或等于60m、罐顶壁厚不小于4mm时，或其高度大于60m、罐顶壁厚和侧壁壁厚均不小于4mm时，可不装设接闪器，但应接地，且接地点不应少于2处，两接地点间距离不宜大于30m。 LNG储罐地面基础直径D为85m，储罐接地干线网与接地极连接点数量为N = Dtimes;pi;/30 = 8.89(个)。为保证储罐有更加良好的接地效果，取N为12。 LNG储罐位于填海区域，沙石电阻率较大，故选用电解离子接地极。 电解离子接地极由先进的陶瓷合金化合物组成，电极外表为紫铜合金，以确保最高导电性能及较长使用寿命，并配以内外两大种类填充剂。实验证明，土壤电阻率过高的直接原因是因为缺乏自由离子的辅助导电作用。接地导体外部的回填料以具有强吸水力、强吸附力和阳离子交换性能高的材料为主体，配以长效、降阻、防腐功能强、膨胀系数高、不受温度变化影响、耐高电压冲击的多种化学材料为辅料，具有保湿、离子缓释、潜深接地、长效降阻的功效和特点。电解离子接地极结构如图 3 所示。 电解离子接地极长 3 m，不适合垂直安装。根据现场的实际情况，将接地极平放于沟槽中，具体施工过程如下 (见图 4)。 (1) 在储罐基础1．5 m处挖—深60cm