储罐要防直击雷，莫要“引雷上身”
储罐区是物料储运的枢纽,设备集中，输送的物品大多易燃、易爆、有毒，并具有腐蚀性,火灾危险性较大。有数据统计，国内外107例储油罐火灾中，有65例是雷击事故，其中浮顶罐占比79%。
而笔者近些年在一些企业开展安全服务时发现，部分企业罐区防直击雷接闪器避雷针直接焊接在储罐顶上，殊不知这样会增加被雷击的次数和风险！
事故案例 事故一 2024年贵州某石化公司“3·27”储油罐起火事故。经调查认定，该事故直接原因是：强对流天气下雷电直击在汽油罐区TG-104储罐罐顶呼吸阀区域引燃油气，进而导致储罐内部汽油燃爆。 事故二 2022年8月5日晚，古巴马坦萨斯省马坦萨斯市一处储油基地遭雷击，油罐起火爆炸。该储油基地内有8个储油罐，其中一个5日晚遭雷击后起火，火势在6日凌晨蔓延到第二个油罐，后者发生多次爆炸。截至6日晚，事故造成至少1人死亡、121人受伤，另有17名消防员失踪。资料显示，该事故中油罐穹顶上安装的避雷针无法对雷电进行有效防护，雷电直接击中了穹顶后引燃储罐内可燃油气，发生火灾并引发爆炸事故。 笔者查询有关资料发现，储罐雷击事故都有共性问题：储存介质具有挥发性，储罐顶部形成可燃蒸气；密封圈间隙处放电，产生电火花引爆罐顶部形成可燃蒸气。
直击雷电的三大破坏力
直击雷电会产生电效应破坏、热效应破坏和机械效应破坏。 电效应破坏作用，表现在雷击形成的数十万乃至数百万伏的冲击电压。雷电直击在设备上，有相当大的冲击力，并产生热量。产生过电压作用，可击穿绝缘，烧断接地线路。绝缘的损坏，还会造成高压窜入低压和设备漏电的隐患，可能引起严重的触电事故和爆燃事故。 根据有关资料介绍，当雷电流通过罐体金属导体时，可能会引发储罐机械式密封金属物与罐壁发生放电，产生电火花。螺栓连接的法兰盘之间如果生锈腐蚀，在雷电流幅值相当低(10.7kA)的情况下，法兰盘间也能发生火花。如果遇到可燃物，比如呼吸阀处呼吸出的油气或罐顶密封空间内的油气，就会引发火灾。 电效应还容易造成储罐本体上使用的仪表等弱电设备的损坏；等电位连接做不好，会导致浮盘与罐壁间隙放电，引起爆燃事故。 热效应破坏作用，表现在巨大的雷电流通过导体时，在极短的时间内转换出大量的热量，高温作用造成易燃品燃烧或金属熔化、飞溅而引起火灾或爆炸。如果直接雷击在易燃物上，更容易引起大面积的火灾。 如果罐顶直接安装接闪器，雷击接闪器后，通过阻抗变化处如虚焊点或浮盘在密封圈处的间隙会产生放电的危险,容易引起电火花，储罐泄漏，会发生火灾。 机械效应破坏作用，表现为被击物直接遭到破坏，甚至爆裂成碎片。这是由于巨大的雷电流通过被击物时，使被击物缝隙中的气体剧烈膨胀，水分也急剧蒸发为大量气体，致使被击物破坏或爆炸。此外，同性电荷之间的斥力、电流拐弯处的电磁推力、发生雷击时的气浪都有较强的破坏作用。 雷电的机械力效应会导致储罐局部薄弱环节如虚焊地方熔化变形，或膨胀气体通过呼吸阀外排，泄漏可燃气体在雷电流作用下可能会发生爆燃。 如何避免“引雷上身” 1.强化雷电监测预警，规避雷击风险。强化极端天气的预报预警，建立与辖区内重点单位的信息互通。充分发挥雷电预警系统作用，建立健全雷电分级响应机制。基于无线通信、大数据、云计算和移动应用技术，应用无线传输蜂窝布局雷电预警系统，实现雷电临近预警和雷云运动轨迹计算功能。 2.改善储油罐密封结构，加强顶部气体检测，控制可燃物着火。采用软密封结构替代机械密封，软质物料填充膨胀后，密封下侧与液面直接接触。检测油罐内部的气体成分和浓度，确保储罐的安全运行，防止潜在的安全隐患。 3.在储油罐顶部设计安装氮气密封装置，降低雷击风险。在密封上部环形空间进行氮气密封，通过专门的氮气注入系统将氮气均匀注入储罐内部，置换出储罐内的空气，降低最大爆炸能量，减少雷击引发火灾的可能性。 4.合理安装避雷设施，避免雷电直击储罐引发火灾。在罐区安装独立的避雷针，而不应安装在罐体上。将雷电引入地下，避免直击储罐引发火灾。按照《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-2010）的有关规定执行。防雷应在化工装置区、储罐、管等的周围或上方设置避雷针、线、网等，形成一个防雷保护范围，覆盖保护设施 。根据《石油与石油设施雷电规范》(GB 15599-2009)及《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-2010)的规定，独立避雷针应安装在罐区的高点，与被保护储罐的水平距离不应小于3米。 5.应用等离子避雷系统，改善和优化避雷效果。等离子避雷是通过特定的装置产生等离子体，使雷电在目标上的感应电荷消失或失效，雷电与目标间不能产生电击穿，使目标不遭直接雷击。研究表明，该装置可将雷击概率降低80%以上，大幅减少雷电对油罐区的危害。 6.排查可能产生雷击的因素，针对雷害入侵途径，增加防雷抑制措施。储油罐雷击防护措施有罐体及管道接地，外部设备、金属管道与罐体等电位连接，浮盘与罐壁等电位连接等防雷击措施，将雷害减少到最低限度。
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