在线客服
工程技术部
在线客服
工程部
在线客服
技术咨询
在线客服
技术服务
在线客服
电子商务部
在线客服
产品咨询
在线客服
订单咨询
在线客服
商务助理
在线客服
阿里诚信通
联系我们
售后服务部
在线客服
 
 
 
详细信息
北山油库罐区监控系统雷击损坏及整改方案
发布者: 发布时间:2016-3-3 阅读:2008

北山油库罐区监控系统雷击损坏及整改方案

浏览次数:26 日期:2011年9月23日 17:24
摘要:本文通过对北山油库雷击事故进行分析,对油库灌区监控系统提出了一套经济合理、切实可行的整改方案。
关键词:油库 防雷 监控系统
前言
    油库是储存易燃、可燃油晶的专用场地,是协调原油加工和成品油销售供应的纽带。油库一旦发生火灾事故,其后果不堪设想,而灌区监控系统主要通过采集各种具体参数来监控灌区内设备的工作状态及火灾危险。若监控系统遭受雷击损坏,将严重影响灌区正常监测工作的进行,增大危险事故发生的可能性。
1、雷击事故介绍
     北山油库位于广东茂名电白电城镇南海北岸,是全国最大的25万吨单点泊接卸油系统油库,共有十二个五万吨的储油罐,总储油量达300万立方,为一级石油库。2003年4月7日,北山油库发生雷击事故,雷击造成了大量电子设备损坏,所幸无人员伤亡。据统计,自动监控检测设备(压力检测计、可燃气体报警器、液位计等)共54块电子电路板损坏,直接经济损失达100多万元,严重影响了油库安全监测的进行。
雷击事故当天,油库所在地及周边地区发生了大型雷暴雨,油库及周边地区发生了多起雷击事故。
 
2、雷击原因分析
     油库已安装有合格的直击雷防护措施,遭受雷击损坏设备没有发现直击雷接闪痕迹,所有排除直击雷损坏的可能。
     灌区监控系统如压力检测计、可燃气体报警器、液位计、可编程控制模块、工控机等均没有采取防感应雷措施,设备损坏的形式主要为电路板击穿、烧毁,应为感应雷所致。感应雷入侵的途径主要有以下几种:
a、当市电线路遭受直接雷击时,线路上会产生高达几十千安甚至上百千安的雷电流脉冲,雷电流沿着供电线路传播进入控制中心,使设备遭受损坏;
b、当控制中心所在建筑物遭受直接雷击或附近发生雷击时,会在控制主机的供电线路上产生数十千安的雷电流,雷电流沿着电源线路入侵设备而造成设备的损坏;
c、当油罐遭受直接雷击或附近发生雷击时,会在油罐监控系统的各种信号线路上产生几千安的雷电流,雷电流沿着信号线路入侵造成线路两端设备的损坏;
d、埋地或直接进入控制中心的各种金属管道,当控制中心所在建筑物遭受直接雷击或附近发生雷击时,管道上由于静电感应或电磁感应所产生的高达上万伏的高电位沿着金属管道进入室内引起反击而造成设备的损坏。
 
3、油罐区监控系统简介
3.1 油罐区监控系统组成
    油罐区信号系统方框图如图一所示,现场压力、温度、流量、油罐液位、可燃气体浓度、火焰探测信号、超限报警信号等数据通过传输电缆接控制室可编程序控制器,由一台工控机控制现场各泵、阀。
 
图一
3.2现场仪表介绍
3.2.1 温度变送器
    温度变送器是将测温元件(热电偶或热电阻)所测得的微弱信号(电阻或电压信号)放大、线性校正并转换成与温度呈线性关系的4~20mA直流信号,远传给控制室仪表作指示、记录、调节。组成各种检测,控制系统。
3.2.2 雷达液位计
    雷达液位计是一种非接触式微波变送器,天线将微波脉冲发送向目标面,然后将接收到的回波的时间差加以处理得出了该容器中的液位或料位的高度。对于四线制仪表,其中一对线接24VDC电源,另一对为正比于液位的4-20mA信号。
3.2.3 红外火焰探测器   
 图二                 采用硅光电池作为探测元件,将红外或可见光信号转变为电信号,通过处理转变成4-20mA标准直流电流信号输出。
3.2.4 紫外火焰探测器
    采用紫外光敏管作为探测元件,将紫外光信号转变为电信号,通过处理转变成4-20mA标准直流电流信号输出。
3.2.5 压力变送器
    扩散硅式变送器:介质压力作用在敏感膜片上。分布于敏感膜片上的电阻组成惠斯登电桥,利用压阻效应实现压力量向电信号的转换,再通过电子线路将敏感元件上产生的毫伏信号进行检测、放大和处理成为工业所需的标准信号。
    陶瓷电容式变送器:介质压力直接作用于陶瓷膜片上,使测量膜片产生位移。膜片位移产生的电容量通过电子线路进行检测、放大和处理成为工业所需的标准信号。         图三
陶瓷压阻式变送器:介质压力直接作用于陶瓷膜片上,使测量膜片产生微小变形。利用压阻效应使印刷在陶瓷膜片背面有厚膜电阻连接成的惠斯登电桥,实现压力量向电信号的转换,通过电子线路进行检测、放大和处理成为工业所需的标准信号。
    根据上述几种仪表的介绍,可以发现,这些仪表一般均采用直流24V供电,动态参数变换成4-20mA模拟信号。另外,这些仪表往往还组合有高、低限及故障报警,其控制信号是24V电源的开关信号。
 
4、整改方案
    由于油库场所的特殊性,加上许多客观条件的限制(如:不允许中断生产、中断信号过长时间等),几乎不可能严格按GB50057-94的全部要求来进行防雷设计和施工。我们通过对整个系统各个部份遭受雷击的可能性、造成雷击事故的主要因素、所产生的后果、整改措施的可行性等多方面进行分析,抓住重要部分,提出了如下整改措施。
4.1 控制中心电源线路防雷保护
    控制中心电源系统采用TN-S系统,有UPS提供后备电源。针对控制中心设备的重要性及耐过电压能力低的特点,在电源系统设置四级防护。由于空间的局限性,无法同时满足四级防护及级与级之间安装距离的要求,因此在控制中心电源总开关处选用立信品牌专利技术的B+C复合型电源电涌保护器,在同一位置实现第一、二级防护,冲击放电电流20KA(10/350μs),电压保护水平(1.2/50μs)Up:2.5KV,主要用来泄放雷电流。在UPS电源前安装串联型电源电涌保护器,标称放电电流20KA(8/20μs),电压保护水平(1.2/50μs)Up:1KV,进一步限制过电压。在工控机等设备的用电插座处安装电源防雷插座,标称放电电流10KA(8/20μs),电压保护水平(1.2/50μs)Up:1KV,作为电子设备的电源精细保护。
    对于24V直流电源输出线路,不再采用多级防护,而是在直流电源输出处安装直流电源电涌保护器,标称放电电流10KA(8/20μs),电压保护水平(1.2/50μs)Up:36V,作为直流电源输出线路的防护。
4.2 信号线路防雷保护
   信号线路主要有两种:一种为4~20mA的电流信号线路,一种为24V的直流电源开关信号线路。对于4~20mA的电流信号线路,选用立信品牌的额定负载电流小于500mA、损耗比较小(<0.1dB)的数据信号浪涌保护器,这样对数据传输的损耗比较小,标称放电电流5KA(8/20μs),响应时间Ta≤1ns。而对于24V的直流电源开关信号线路,则选用立信品牌的额定负载电流1.5A、插入损耗比较大(<0.2dB)的数据信号浪涌保护器,数据传输的损耗稍微大但不影响正常工作且安全性较高,标称放电电流5KA(8/20μs),响应时间Ta≤1ns。
4.3 线路改造
    由于原有系统安装时没有过多考虑防雷的要求,所以在布线上存在几点防雷隐患,主要表现为:a)电源线和信号线存在并排敷设的情况;b)电源线和信号线存在与作为引下线的柱筋并排敷设的情况。在改造过程当中,针对这两点实施了将电源线与信号线分开敷设,并分别穿屏蔽线槽,将与作为引下线的柱筋并排敷设的线路重新设置敷设路径等措施。
4.4 屏蔽与等电位
    屏蔽大致可分为线路屏蔽与空间屏蔽两种,由于现场条件的限制,我们主要采用的是线路上的屏蔽,在电源线路和信号线路进入控制中心前分别穿金属线槽并埋地,埋地长度大于15米,个别难以实现的线路则采用金属线槽架空引入,所有屏蔽线槽均要求两端接地。
    由于雷电泻放存在趋肤效应,建筑外层钢筋泻放的雷电流通常为建筑内部钢筋的数倍,而控制中心所在区域跨外部、内部两个钢筋区域,因此各钢筋柱间在雷电泻放时存在较大的电压差,这对控制设备、PLC等尤为有害,因此设置均压带均衡各钢筋柱间的电压。在控制中心内沿墙敷设等电位铜带一周,铜带采用-25×4mm紫铜带,用φ8绝缘子作支撑;在控制中心靠近柱子的角位处,安装一块等电位汇流排,规格为100×10mm的紫铜板,长25厘米,开凿控制中心对角位的两个建筑物柱子,利用铜铁接头与柱筋焊接后,与汇流排连接;将控制中心的所有信号屏蔽线槽与等电位汇流排或等电位铜带连接。另外,将电源PE线、控制中心内的设备外壳、机架等可导电金属物体就近与汇流排或铜带连接,连接线采用6mm²多股铜芯线。
4.5 防爆处理
    油库是个易燃易爆的高危险场所,在进行防雷设计及施工过程当中,每一步都应该考虑防雷产品对油库安全性的影响,应采用符合油库相关规范要求的合格产品,在施工过程当中,严格按照相关规范进行施工。针对现场情况,我们主要采取了以下几点防爆措施:
a)       安装在油库罐区的浪涌保护器全部采用了标准防爆接线箱,将浪涌保护器安装在密封的防爆盒内,配以防爆电缆,就近固定在被保护设备旁。
b)       由于油库灌区不允许焊接,全部安装采用螺钉连接和软线跨接的方式;
c)       控制中心总电源处的电源电涌保护器,安装在防爆电控箱内;
d)       进入防爆现场施工必需穿防静电工作服,使用防爆工具。
 
结束语
    油库灌区监控系统担负着整个灌区的工作情况及安全状况的检察,在油库的日常运行当中起着重要的作用,在加强油库本身安全工作的同时对防雷也提出了越来越严格的要求,除了应该有完善的外部防雷设施(LPS)之外,还应在做好机房均压、线路屏蔽等工作的基础上,根据系统特点选择适合和有效接地方式,安装适合此系统线路参数使用的电涌保护器(SPD)方能有效防止雷击。事实证明,本论文所实施的方案是有效的,从2003年7月整改至今没有发生雷击事故,运行状况良好,而在没有整改安装前基本上每年都有1-4次雷击事故发生。
参考文献
[1] GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
[2] GB15599-95《石油与石油设施雷电安全规范》
[3] GB50074-2002《石油库设计规范》
[4] IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》
[5] GB50343《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

   
   

打印本页 || 关闭窗口
 
 
版权所有 总机:0771-3863212、6765335、6765297 传真:0771-3821386 邮箱:vafdlgs@163.com
地址:广西南宁市西乡塘区秀安路1-3号 网址:http://www.vafdl.com 桂ICP备14000951号
    伏安福全国统一服务热线:400-018-6658 版权所有 2013-2020 技术支持:盛传网络