酒類生產(chǎn)企業(yè)金屬罐區(qū)雷電防護

周恩黔，李 迪，陳 磊，余 兵

(1.貴州省仁懷市防雷中心，貴州 仁懷 564500;2.四川省巴中市防雷中心，四川 巴中 636600;3.貴州省安順市防雷中心，貴州 安順 561000;4.貴州省鳳崗縣氣象局，貴州 鳳崗 564204)

1 引言

2012年6月1日，國家標準 GB50694－2011《酒廠設計防火規(guī)范》正式施行。該標準除規(guī)范了酒廠防火設計要求外，還規(guī)定了白酒生產(chǎn)企業(yè)防雷、防靜電的技術要求。為了避免或最大限度的減小雷電對酒類生產(chǎn)企業(yè)造成危害，仁懷市防雷中心多次會同安全監(jiān)管部門對市屬白酒生產(chǎn)企業(yè)進行了防雷安全專項檢查，對檢查中發(fā)現(xiàn)的雷電安全隱患，在安監(jiān)部門、氣象部門監(jiān)督下，部份企業(yè)完成了防雷安全隱患的整改，及時消除雷擊事故隱患。白酒生產(chǎn)企業(yè)建(構)筑物防雷措施的設計施工屬于GB50057－2010《建筑物防雷設計規(guī)范》規(guī)定范圍，但酒類生產(chǎn)企業(yè)酒罐區(qū)具有一定的特殊性，參照《石油庫設計規(guī)范》執(zhí)行要求過高，在GB50694－2011《酒廠設計防火規(guī)范》中的防雷技術規(guī)定操作性較差，在此，我們將白酒生產(chǎn)企業(yè)酒罐區(qū)雷電防護及靜電的設計施工技術應注意的問題進行交流，供技術人員參考借鑒。

2 儲罐區(qū)概況

酒類生產(chǎn)企業(yè)白酒的儲存分為室內(nèi)儲存和室外露天儲存兩種方式。室內(nèi)儲存以陶瓷壇罐儲存為主，室外儲存則均是采用立式金屬罐體，最高的金屬儲酒罐體達28 m。白酒生產(chǎn)企業(yè)設置在露天儲罐區(qū)的金屬儲罐一般高20 m、直徑5 m，罐頂厚度10 mm或12 mm并設有呼吸閥，5個一排，兩排共10個。罐體相互間隔5 m，輸送酒水的金屬管道布置在罐區(qū)中間并進入酒水灌裝間，罐內(nèi)酒水容量采集，采用貼附在罐體外壁上的外置式玻璃管視窗顯示酒水容量，罐區(qū)外圍是1.5 m高的圍墻，整個罐區(qū)面積約為50 m×20 m。

由于酒類生產(chǎn)企業(yè)大部分是股份制企業(yè)，修建建構筑物時都是最大程度的減少投資。所以，幾乎沒有一家企業(yè)在建設室外露天金屬存儲酒罐時，考慮金屬酒罐區(qū)的防雷技術問題，為罐區(qū)埋下雷擊事故隱患，如2009年四川瀘州某企業(yè)酒罐遭受雷擊起火，后經(jīng)消防人員經(jīng)過一個小時的努力才將火撲滅，該次雷擊事故造成直接經(jīng)濟損失200萬元。

3 雷電對酒罐區(qū)危害

3.1 直接雷擊

白酒生產(chǎn)企業(yè)室外金屬儲酒罐完全暴露在露天，在沒有直擊雷防護措施的情況下，云地閃電可能會直擊在金屬儲酒罐上，對于罐頂厚度小于4 mm的儲酒罐，雷電可能擊穿酒罐酒精著火爆炸而造成重大火災事故。另一方面，儲酒罐區(qū)地面多數(shù)未按照《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057的要求，地面采取防接觸和防跨步電壓措施，擊在罐上的直擊雷雷電流在入地過程中，可能造成罐區(qū)內(nèi)工作人員遭受接觸電壓、跨步電壓雷擊傷害事故。

3.2 感應雷擊

白酒生產(chǎn)企業(yè)室外金屬儲酒罐罐內(nèi)酒水容量采集，是采用貼附在罐體外壁上的外置式玻璃管視窗顯示酒水容量，所以，金屬儲酒罐區(qū)基本不存在感應雷擊風險。

3.3 靜電感應

貴州生產(chǎn)白酒基本是醬香型高度酒，原漿酒酒精度在53°～65°之間。高度酒在高溫環(huán)境里，乙醇酒分子極易揮發(fā)，乙醇與空氣混合的爆炸極限范圍為:3.3%(V)～19.0%(V)，閃點為:12°C。當酒分子與空氣混合物達到了爆炸極限時，靜電放電產(chǎn)生的電火花，會造成酒精燃燒甚至引發(fā)爆炸事故。

根據(jù)白酒生產(chǎn)企業(yè)金屬儲酒罐所處的地理環(huán)境和罐區(qū)設施現(xiàn)狀，罐區(qū)酒罐酒水輸送均是金屬管道完成，管道之間連接采用管道閥門、金屬法蘭盤，由于滲透因素在連接處會有酒精分子存在。在電氣連接不良情況下，由于雷電靜電感應原因，可能在這些地方出現(xiàn)雷電靜電放電，造成火災事故。

4 酒罐區(qū)防雷措施

4.1 直擊雷防護

白酒生產(chǎn)企業(yè)露天酒水金屬儲罐罐頂厚度10 mm或12 mm，可以直接接閃雷電流，但目前仍存在一些使用年限較長的金屬儲罐，罐頂厚度達不到4 mm。因此，對于使用年限在10 a以上的金屬儲酒罐，罐頂周邊金屬欄桿尺寸符合GB50057接閃器規(guī)格要求的情況下，可以不另外增加接閃桿。否則，按照GB50057第二類防雷建筑物直擊雷防護技術要求，在罐頂東南西北四個方位各安裝一支接閃桿。根據(jù)罐直徑計算接閃桿高度應能完全保護罐頂，接閃桿利用金屬罐體做防雷引下線，由于金屬儲罐罐體直徑均在5 m左右，因此，用截面積不小于48 mm2、厚度不小于4 mm的扁鋼，在罐體基礎對稱兩處與接地裝置進行可靠電氣連接。

4.2 雷電感應防護

罐區(qū)可能產(chǎn)生雷電靜電感應放電的部位即是酒水輸送管道金屬法蘭盤連接處、管道閥門。因此，按照 GB50057、GB50694－2011技術規(guī)定，當管道金屬法蘭盤連接螺栓少于5個時，采用截面積不小于6 mm2的金屬導體進行跨接，保證管道金屬法蘭盤兩端的可靠電氣連接。

4.3 罐區(qū)接地措施

罐區(qū)酒水儲罐均是集中放置，因此，所有罐體、防雷裝置、防靜電接地共用接地裝置是比較好的方法。共用接地裝置宜設計成環(huán)形(圖1)，綜合考慮直擊雷防護、防靜電接地技術要求，接地裝置接地電阻應小于10Ω。在酒水輸送管道進入罐區(qū)處、罐區(qū)中部、罐區(qū)另一端，用截面積不小于6 mm2的金屬導體，將酒水輸送管道就近與接地裝置接地預留點進行電氣連接，保證管道良好接地。

圖1 罐區(qū)接地裝置示意圖

為預防工作人員在罐區(qū)工作時，由于直擊雷擊電流在接閃桿接閃、入地散流過程中產(chǎn)生的接觸電壓、跨步電壓造成人員傷亡事故。接地裝置的水平接地體埋地深度不應小于0.8 m，且罐區(qū)內(nèi)人行通道應采用厚度不小于15 cm的礫石、混泥土硬化敷設。

接地裝置水平接地體應采用40×4熱鍍鋅扁鋼，埋設深度不應小于0.8 m，垂直接地體宜采用5×50×2 500熱鍍鋅角鋼，角鋼之間間距不小于5 m，且在環(huán)形接地裝置四角應設置角鋼，扁鋼與扁鋼之間應不少于三面焊接，焊接長度不應小于扁鋼寬度的2倍，扁鋼與角鋼上端的焊接，應緊貼角鋼外側三面施焊，在罐體閥門人員操作處附近用40×4熱鍍鋅扁鋼引出防靜電裝置接地線，供人體消除靜電裝置和酒罐車裝卸酒水時消除靜電裝置使用。

5 結束語

貴州酒類生產(chǎn)企業(yè)遍布省內(nèi)各地，由于這些企業(yè)多數(shù)屬于中小型企業(yè)，建筑物、構筑物體量較小，且地處城郊，多數(shù)企業(yè)工作人員對酒水的物理特性、雷電對其存儲方式的危害也不甚了解，所以，一直是防雷減災管理的盲區(qū)。根據(jù)幾年來我們對酒類生產(chǎn)企業(yè)的防雷減災管理實踐經(jīng)驗，對酒類生產(chǎn)企業(yè)雷電防護主要應注意:企業(yè)內(nèi)建構筑物防雷措施按照GB50057《建筑物防雷設計規(guī)范》設計安裝即可，酒水金屬儲罐區(qū)直擊雷防護應根據(jù)金屬罐情況確定是否設置接閃桿。整個儲罐區(qū)金屬儲罐應對稱設置兩個接地點，并應采用共用接地裝置，接地電阻不大于10Ω。除此外，還應設置防靜電裝置、防跨步電壓措施。