淺談石油化工裝置設(shè)計(jì)中儀表系統(tǒng)防雷

王剛(中石化南京工程有限公司，江蘇南京211100)

淺談石油化工裝置設(shè)計(jì)中儀表系統(tǒng)防雷

王剛(中石化南京工程有限公司，江蘇南京211100)

分析了石油化工企業(yè)的儀表設(shè)備在實(shí)際使用過(guò)程中可能存在的雷擊風(fēng)險(xiǎn)，并就如何提升防雷工作的質(zhì)量提出了改進(jìn)措施。

石油化工企業(yè)；儀表設(shè)備；防雷措施

1 雷擊災(zāi)害對(duì)石油化工企業(yè)的儀表系統(tǒng)的危害

在石油化工企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程之中，生產(chǎn)工作的開(kāi)展離不開(kāi)儀表系統(tǒng)的正常工作，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程之中儀表系統(tǒng)常會(huì)世道雷擊災(zāi)害的影響，其對(duì)于儀表系統(tǒng)的危害主要包括以下的幾個(gè)方面。

1.1 直接遭受雷擊

在雷擊過(guò)程之中，石油化工企業(yè)的儀表設(shè)備和相連的管線有可能會(huì)被雷電直接集中，當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)儀表之中的電子線路會(huì)發(fā)生短路情況或是器件故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起儀表設(shè)備的損毀，在企業(yè)之中引起火災(zāi)。在某些情況之下雷電電流會(huì)沿著儀表進(jìn)入地面，引起大范圍的電磁沖擊，使得一定范圍內(nèi)的電子設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障。

1.2 雷電災(zāi)害引起過(guò)電壓的侵入

在石油化工企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程之中使用的儀表一般在過(guò)電壓之下使用。當(dāng)儀表遭到雷擊時(shí)會(huì)由于雷電影響在儀表之中形成向?qū)?yīng)的電磁感應(yīng)電流，在外界過(guò)電壓和儀表設(shè)備內(nèi)部的雷電電流的影響之下，儀表內(nèi)部元件無(wú)法正常的工作，使得石油化工企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益受到影響。

1.3 靜電感應(yīng)傷害

在發(fā)生雷擊時(shí)地面物體會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，部分尖銳物體的電流會(huì)集中至其端點(diǎn)，非常容易造成雷擊。在石油化工企業(yè)的儀表使用過(guò)程之中也會(huì)積累電荷，當(dāng)電荷積累到一定程度時(shí)就會(huì)造成直接雷擊，雷擊之后產(chǎn)生的電流會(huì)流入設(shè)備內(nèi)部，對(duì)設(shè)備的元件完整性和功能性造成影響。

1.4 形成反擊電流

一般在石油化工企業(yè)之中使用的防雷方式時(shí)通過(guò)設(shè)置避雷針和避雷網(wǎng)的引雷設(shè)備將電流引入地面，避免對(duì)儀表造成影響。但是地面的電阻較大，當(dāng)雷擊產(chǎn)生的強(qiáng)電流流入大地之后會(huì)出現(xiàn)一定的延遲，且由于電阻問(wèn)題電流不會(huì)很快的傳開(kāi)，在地面形成局部的高電位，假如這時(shí)儀表設(shè)備位于這個(gè)高電位區(qū)域就會(huì)導(dǎo)致地面電流重新流入儀表設(shè)備之中，形成反擊電流影響儀表的正常使用。

2 石油化工企業(yè)的儀表系統(tǒng)防雷工作現(xiàn)狀

在石油化工企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程之中主要的儀表設(shè)備一般屬于DCS系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的主要功能是對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)控，當(dāng)前石油化工企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行需要較為全面的控制系統(tǒng)參與監(jiān)管，控制工作數(shù)量巨大且較為復(fù)雜，其系統(tǒng)的復(fù)雜性使得對(duì)于熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行效率有著較高的技術(shù)要求。在實(shí)際使用的過(guò)程之中，DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要充分利用其網(wǎng)絡(luò)狀分散結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中保證使用過(guò)程中的兼容性和可擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)對(duì)多生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行操控對(duì)象的同時(shí)控制，保證自動(dòng)化運(yùn)行的效率。這一系統(tǒng)能否正常運(yùn)行直接影響石油化工企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量。

但是，DCS系統(tǒng)之中存在者較多的電子儀表和設(shè)備，其非常容易受到外界環(huán)境的影響，當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的儀表和智能控制系統(tǒng)很有可能會(huì)受到外界感應(yīng)電流的影響，造成運(yùn)行狀態(tài)的混亂，進(jìn)而影響到整個(gè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的運(yùn)行效率，使得整個(gè)管理系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的故障，在故障嚴(yán)重時(shí)還需要停止生產(chǎn)過(guò)程，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有很大的影響。通過(guò)對(duì)石油化工企業(yè)的雷擊災(zāi)害的數(shù)據(jù)分析，每年由于雷擊災(zāi)害而出現(xiàn)的系統(tǒng)故障和企業(yè)的生產(chǎn)損失極為嚴(yán)重，因此，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程之中進(jìn)行儀表系統(tǒng)的防雷設(shè)施建設(shè)時(shí)企業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，提升系統(tǒng)的防雷電效果可以提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)收益。

3 防雷建設(shè)措施

石油化工企業(yè)的防雷建設(shè)目的較為清晰，即在建設(shè)之中保證儀表系統(tǒng)不受到雷擊傷害。根據(jù)不同的生產(chǎn)情況和企業(yè)的環(huán)境應(yīng)該采取不同的措施。技術(shù)人員應(yīng)該確定合適的防護(hù)方案和防雷措施，經(jīng)濟(jì)高效的實(shí)現(xiàn)儀表系統(tǒng)的防雷。

3.1 接閃

接閃設(shè)備的主要功能時(shí)在發(fā)生雷電災(zāi)害時(shí)完成對(duì)直擊雷的吸引，避免直擊雷擊中引起儀表系統(tǒng)故障，石油企業(yè)的儀表系統(tǒng)布置地點(diǎn)都需要進(jìn)行引雷防雷設(shè)施的布置，根據(jù)儀表的實(shí)際分布情況來(lái)確定接閃器的安裝位置，提高防雷工作的進(jìn)行效率。

3.2 分流均壓

在發(fā)生雷擊時(shí)對(duì)儀表系統(tǒng)造成較大的危害的就是雷擊時(shí)的高電壓和高電流，其一旦流入儀表系統(tǒng)的內(nèi)部就會(huì)造成電子元件的損毀，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)。因此，在防雷建設(shè)之中應(yīng)當(dāng)通過(guò)對(duì)雷擊時(shí)高電流進(jìn)行分流，對(duì)高電壓進(jìn)行均壓處理來(lái)避免雷擊對(duì)儀表系統(tǒng)的破壞性影響。當(dāng)前實(shí)現(xiàn)分流均壓的主要方式時(shí)通過(guò)在儀表設(shè)備上進(jìn)行地線引流處理，可以避免高電壓電流的對(duì)設(shè)備的影響。

3.3 接地系統(tǒng)建設(shè)

當(dāng)前在防雷措施的使用過(guò)程之中，防雷擊效果最好的仍然是設(shè)備接地。因此，在建設(shè)過(guò)程之中首先要做的就是對(duì)儀表設(shè)備的接地線路進(jìn)行優(yōu)化。接地防雷措施的基本原理是在電子設(shè)備和大地之間建立等電位體，當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)，接地線路可以將雷電產(chǎn)生的大量能量傳遞給大地，避免設(shè)備之中由于通過(guò)大量能量造成的損壞和故障。在接地設(shè)施的建設(shè)過(guò)程之中，工程人員要注意防雷接地一定要單獨(dú)設(shè)立入線端子，并且在石油化工企業(yè)之中的電子設(shè)備、導(dǎo)電管道等都需要進(jìn)行接地處理。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前的石油化工企業(yè)為了提升對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的管理在實(shí)際生產(chǎn)之中使用了大量的電子設(shè)備和儀表，有效提升了生產(chǎn)效率。但是電子設(shè)備在使用之中容易遭到雷擊，因此，在生產(chǎn)之中可以通過(guò)設(shè)置接閃器、地線分流和接地系統(tǒng)等來(lái)實(shí)現(xiàn)儀表系統(tǒng)的防雷。

[1]陳藝友.淺談石油化工儀表系統(tǒng)的防雷策略[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2012(10).

[2]陳建華.化工企業(yè)雷電防護(hù)對(duì)策[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012(8).

[3]沈錦晨.儀表設(shè)備的防雷擊保護(hù)措施[J].石油化工自動(dòng)化，2012(1).

[4]胡勇.雷擊致雷達(dá)液位計(jì)損壞的防范對(duì)策[J].石油化工自動(dòng)化，2011(5).

[5]馮欣.現(xiàn)代化煉油廠自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)[J].石油化工自動(dòng)化，2010(4).