油庫(kù)雷電火災(zāi)致災(zāi)原因及防控策略

傅邦杰

盤錦市消防救援支隊(duì)盤山縣大隊(duì) 遼寧 盤錦 124000

油庫(kù)是指在國(guó)家石油工業(yè)中起支撐作用的，并對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)起重要影響的大型現(xiàn)代化建筑物。我國(guó)石油工業(yè)自1957年起步至今，已有半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展歷史，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。隨著國(guó)內(nèi)各大油氣田資源的開(kāi)發(fā)和油氣產(chǎn)量的不斷提高，石油儲(chǔ)備顯得越來(lái)越重要。 為了滿足日益增長(zhǎng)的能源需求與國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，全國(guó)各地均在不同程度上興建了大量油庫(kù)，數(shù)量急劇增加，其中大型油庫(kù)占很大比例。大型油庫(kù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著舉足輕重的作用。從一定程度上來(lái)說(shuō)，大型油庫(kù)是國(guó)家能源戰(zhàn)略的關(guān)鍵組成部分。 大型油庫(kù)數(shù)量激增所帶來(lái)的巨大效益是有目共睹的。但是由于一些特殊因素所致，也給大型油庫(kù)管理和運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外石油倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)頻繁發(fā)生雷擊火災(zāi)安全事故，造成了巨大損失和社會(huì)影響。例如：2004年4月26日我國(guó)西部某儲(chǔ)油罐發(fā)生火災(zāi)事故；2004年6月24日江蘇省某石油倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)一儲(chǔ)罐爆炸引起大火并將2個(gè)罐體燒毀導(dǎo)致人員傷亡；2004年7月19日黑龍江省某油庫(kù)油罐爆炸引起大火導(dǎo)致2人死亡；2003年3月20日湖南省某市3座大型油庫(kù)爆炸使30多座油罐起火等。

因此對(duì)油庫(kù)房進(jìn)行雷電災(zāi)害預(yù)防和治理是非常必要而又困難的工作通過(guò)國(guó)內(nèi)外油庫(kù)雷電災(zāi)害案例分析得出，由于我國(guó)石油倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)在防雷方面缺乏經(jīng)驗(yàn)，使得我國(guó)油氣倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)防雷措施不夠完善，加之我國(guó)油庫(kù)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也不夠規(guī)范等因素導(dǎo)致油氣倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)雷擊火災(zāi)事故頻發(fā)。

本文從油庫(kù)防雷方面提出了一系列具有針對(duì)性的技術(shù)措施：（1）完善油庫(kù)防雷體系建設(shè)；（2）加強(qiáng)油氣倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)人員業(yè)務(wù)培訓(xùn)；（3）積極進(jìn)行技術(shù)改造和新技術(shù)開(kāi)發(fā)研究；（4）重視新材料、新裝備以及新工藝應(yīng)用；（5）加強(qiáng)油庫(kù)設(shè)施設(shè)備防雷裝置的檢測(cè)和維護(hù)；（6）加強(qiáng)油庫(kù)設(shè)施、設(shè)備防火安全管理等，來(lái)提高油氣倉(cāng)儲(chǔ)及相關(guān)企業(yè)雷電災(zāi)害防控能力等等方面來(lái)對(duì)目前油氣倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)雷擊火災(zāi)事故進(jìn)行分析討論，為其防雷技術(shù)提出具體建議和對(duì)策提供理論依據(jù)。由于國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料較少，本文僅針對(duì)大型油庫(kù)房雷電災(zāi)害特點(diǎn)進(jìn)行分析及研究并提出相應(yīng)措施參考。本文主要涉及到以下幾個(gè)方面內(nèi)容：1）防雷減災(zāi)體系建設(shè)；2）油庫(kù)防雷防電綜合管理機(jī)制研究；3）油庫(kù)房雷電災(zāi)害特征參數(shù)及其預(yù)測(cè)模型研究；4）油庫(kù)人員教育培訓(xùn)機(jī)制及相關(guān)培訓(xùn)課程體系研究；5）大型油氣倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)防雷防電綜合管理機(jī)制研究；6》油庫(kù)房雷電火災(zāi)事故應(yīng)急救援體系及相關(guān)應(yīng)急救援預(yù)案研制等方面等。

1 油庫(kù)雷擊火產(chǎn)生的原因及特征

油庫(kù)是各種化學(xué)物品的儲(chǔ)存場(chǎng)所，其本身的安全性是十分重要的，油庫(kù)中的各種設(shè)備往往是易燃易爆物品，同時(shí)油罐內(nèi)儲(chǔ)存的油品數(shù)量也較多，因此容易引起火災(zāi)。（1）油庫(kù)設(shè)施在雷電活動(dòng)中產(chǎn)生大量熱量，這些熱量可以從外界環(huán)境獲得，比如空氣的對(duì)流作用、蒸發(fā)作用和輻射熱作用等。（2）隨著電子設(shè)備及電子產(chǎn)品大量普及和應(yīng)用、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)高速發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用廣泛而迅速普及，在實(shí)際操作中容易造成電氣火災(zāi)。（3）雷雨天氣對(duì)油庫(kù)造成嚴(yán)重?fù)p壞和威脅是不可避免的事件。（4）油庫(kù)中經(jīng)常使用各種電氣設(shè)備。（5）由于雷電具有高電壓、強(qiáng)電流和強(qiáng)電場(chǎng)，使周圍環(huán)境發(fā)生不同程度的變化，因此有可能導(dǎo)致雷電感應(yīng)火災(zāi)的產(chǎn)生。（6）油庫(kù)周圍存在一定數(shù)量甚至更多的易燃易爆或危險(xiǎn)化學(xué)品是雷擊火多發(fā)和易發(fā)地帶，如煉油廠或其他大型化工企業(yè)等均有分布。（7）雷擊引起油品燃燒會(huì)使附近建筑物、設(shè)備損壞或火災(zāi)隱患增加從而導(dǎo)致油罐發(fā)生爆炸。（8）油氣生產(chǎn)設(shè)備如儲(chǔ)罐、輸油管道等均在雷電活動(dòng)中產(chǎn)生較大的雷電電磁力作用于其上并受到感應(yīng)而產(chǎn)生電火花，如儲(chǔ)罐門開(kāi)關(guān)、輸油泵開(kāi)關(guān)、輸油管道等處所帶電火花與周圍空間環(huán)境中的電磁力作用時(shí)發(fā)生爆炸事故。（9）當(dāng)油罐周圍空間有雷電電磁感應(yīng)時(shí)，在油罐內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈而劇烈的放電現(xiàn)象如：靜電釋放能量超過(guò)罐外絕緣層所能承受得住的臨界值時(shí)就會(huì)造成油罐帶電并發(fā)生爆炸事故。（10）在雷電作用下由于油庫(kù)內(nèi)油罐所儲(chǔ)存液體密度較大，并且周圍有許多易燃易爆物品，因而當(dāng)雷電發(fā)生后便會(huì)產(chǎn)生爆炸燃燒事故。

2 油罐的安全防護(hù)

對(duì)儲(chǔ)罐、加油機(jī)和油罐周圍進(jìn)行防雷擊防護(hù)?？刹捎孟铝写胧海?）采用防雷接地裝置；（2）設(shè)置避雷針和避雷線或避雷帶；（3）在儲(chǔ)罐周圍設(shè)置不受雷電影響的防雷系統(tǒng)，如接地裝置、接地管網(wǎng)、接地線與防雷引下線相連接等。（4）對(duì)油罐的防護(hù)可采?。篴）利用絕緣材料或采用無(wú)絕緣材料的油罐；b）根據(jù)實(shí)際情況，采用其他技術(shù)手段，如用金屬殼油罐作接閃器、用金屬膜作避雷針等。 （5）設(shè)置防雷系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)具體情況分析，選擇不同的防雷措施。 a）油庫(kù)要有完善的供電系統(tǒng)和通訊網(wǎng)絡(luò)。 b）儲(chǔ)罐應(yīng)裝有防雷引下線和防雷接地裝置，以保證安全地通過(guò)雷擊時(shí)產(chǎn)生的電涌對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)部及外部進(jìn)行有效地泄放保護(hù)，并使儲(chǔ)罐內(nèi)的水不能流入罐外。 c）油庫(kù)應(yīng)根據(jù)地理位置、氣象條件及周圍環(huán)境條件（如地質(zhì)、地形、地貌、氣候狀況等），建立防雷系統(tǒng)；根據(jù)氣象條件、環(huán)境條件及所處位置選擇合適的防雷系統(tǒng)。 d。建立定期檢測(cè)制度和定期維修制度，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除缺陷，使其處于良好狀態(tài)。 e。進(jìn)行防雷檢測(cè)應(yīng)由專門部門進(jìn)行。 f。油庫(kù)應(yīng)在雷雨季節(jié)到來(lái)之前對(duì)所有設(shè)施進(jìn)行一次全面檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患和缺陷，以便采取相應(yīng)措施消除隱患（防雷電設(shè)施損壞后需及時(shí)修復(fù)或更換。 g。防雷設(shè)施應(yīng)保持完好并定期維護(hù)，以防失效和損壞。

3 油庫(kù)雷電火災(zāi)事故調(diào)查與分析

某油庫(kù)發(fā)生雷擊火災(zāi)事故后，為了了解雷擊事故原因及雷擊后油庫(kù)火災(zāi)形成機(jī)理，對(duì)雷電起火后的油罐內(nèi)部進(jìn)行了調(diào)查。（1）現(xiàn)場(chǎng)分析：由技術(shù)人員用儀器對(duì)油庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了探測(cè)，發(fā)現(xiàn)罐內(nèi)有較大的爆炸性氣體（乙炔）；（2）事故調(diào)查：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)結(jié)果及火災(zāi)產(chǎn)生的原因分析可知，雷電起火后，由于油罐內(nèi)部壓力升高、內(nèi)部氧氣濃度下降、可燃?xì)怏w在罐內(nèi)積聚等因素共同作用引發(fā)爆炸及火災(zāi)。 結(jié)論：根據(jù)油庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析可知，發(fā)生雷擊火災(zāi)的油罐與其它儲(chǔ)油罐不同，這是因?yàn)橛蛶?kù)內(nèi)設(shè)置有防爆型儲(chǔ)油罐。因?yàn)榉辣蛢?chǔ)油罐是通過(guò)檢測(cè)其絕緣性能來(lái)實(shí)現(xiàn)防爆的。（4）安全防范措施及建議：制定針對(duì)性的防雷防火預(yù)案和制定相關(guān)管理制度。

3.1 基于雷害理論的油庫(kù)防雷設(shè)計(jì)

避雷針安裝：在油庫(kù)中一般采用防雷型式，以避免雷害發(fā)生。

接地：通常采用非導(dǎo)電體，如金屬構(gòu)件、金屬欄桿以及其他導(dǎo)體。

但應(yīng)注意：（1）對(duì)于易遭受雷擊的部位或接地線，應(yīng)單獨(dú)設(shè)計(jì)接地裝置，以避免直接接地；（2）對(duì)于易遭雷擊點(diǎn)附近的構(gòu)筑物或設(shè)備，可采用非導(dǎo)電體，如鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件或設(shè)備外殼等作為接地線。（3）對(duì)于不允許安裝避雷針的部位可采用非導(dǎo)電體與金屬裝置進(jìn)行連接。（4）對(duì)于需要安裝避雷針的部位，可進(jìn)行接地處理，使其達(dá)到良好的接地效果。

在上述防雷設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)對(duì)油庫(kù)內(nèi)主要設(shè)備和建筑物的保護(hù)，建議在油庫(kù)內(nèi)增加1臺(tái)雷電綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由1套雷電綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信、移動(dòng)終端技術(shù)將該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與相關(guān)信息數(shù)據(jù)平臺(tái)相連接?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)油庫(kù)內(nèi)主要設(shè)備設(shè)施及其周圍環(huán)境中各參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。此外，根據(jù)油庫(kù)現(xiàn)有安全管理制度及雷擊危害等級(jí)要求，為保證該系統(tǒng)對(duì)雷害事故有快速反應(yīng)能力以及能及時(shí)檢測(cè)其絕緣性能、有效抑制雷電放電等能力及有效控制雷害事故發(fā)生的概率等要求，建議對(duì)該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行完善提升設(shè)計(jì)。

3.2 基于能量守恒的油庫(kù)防雷設(shè)計(jì)方法

雷電發(fā)生在油庫(kù)的時(shí)間很短，僅為幾十秒至幾分鐘。從理論上講，雷擊過(guò)程中的電流密度、電壓強(qiáng)度和雷電流幅值是不可能完全消除的，如果不采取措施，油庫(kù)中的電器設(shè)備和儀器儀表就會(huì)受到影響。 因此，油庫(kù)必須采取相應(yīng)的防雷措施。 為了避免雷擊而引起人身傷害以及其他財(cái)產(chǎn)損失，防雷安全是油庫(kù)必須進(jìn)行研究的重要課題之一。根據(jù)雷害發(fā)生時(shí)所處空間位置及危害程度可將防地雷流流過(guò)分布劃分為三個(gè)等級(jí)；根據(jù)不同等級(jí)防雷安全標(biāo)準(zhǔn)可將雷擊安全區(qū)域劃分為四種類型：第一類為雷擊區(qū)；第二類為避雷針保護(hù)區(qū)；第三類為安全距離區(qū)；第四型屬于避雷所和避雷帶。 油庫(kù)中雷電流流過(guò)范圍通常為：油罐區(qū)，防雷裝置采用三級(jí)防雷電接地引下線；油罐區(qū)接地與地網(wǎng)相連采用二級(jí)防雷擊接地引下線。在雷擊安全區(qū)域內(nèi)安裝了三級(jí)防雷電接地系統(tǒng)，可以有效的避免由于雷電造成的油庫(kù)火災(zāi)及爆炸事故的發(fā)生。

3.3 油庫(kù)防雷電火災(zāi)技術(shù)措施舉例

安裝避雷針或接閃器：設(shè)置避雷針和接閃器，當(dāng)油庫(kù)遭到雷擊時(shí)可將雷電電流導(dǎo)入地下，并將雷電產(chǎn)生的能量導(dǎo)入地下儲(chǔ)存設(shè)施，使雷害事故得到緩解。

安裝防雷接地鏈：設(shè)置接地鏈能有效地抑制雷擊產(chǎn)生的電弧。

采用防雷引下線是在雷電發(fā)生時(shí)能有效地防止閃電電流引入油庫(kù)，使油罐等設(shè)施不受雷擊。

采取防強(qiáng)雷措施：對(duì)有雷擊危險(xiǎn)的油庫(kù)設(shè)施實(shí)施防強(qiáng)雷措施；對(duì)有可能遭受雷擊的儲(chǔ)罐區(qū)應(yīng)采用金屬網(wǎng)封閉。

安裝電子避雷器（雷電流互感器）和金屬導(dǎo)體：當(dāng)遇到強(qiáng)大的雷電流入地時(shí)，可通過(guò)電子避雷器或金屬導(dǎo)體將感應(yīng)出的雷電電流引入地下儲(chǔ)存設(shè)施中，使雷電流入地后產(chǎn)生電流來(lái)滅火。

設(shè)置完善的避雷網(wǎng)：在雷暴天氣時(shí)，為防止強(qiáng)電擊傷油罐導(dǎo)致爆炸事故發(fā)生，油庫(kù)可以設(shè)置完善的避雷網(wǎng)，通過(guò)避雷網(wǎng)可以有效地防止雷擊事故發(fā)生。

建設(shè)完善的防雷檢測(cè)設(shè)施：對(duì)油庫(kù)進(jìn)行全面評(píng)估，確定在雷雨天氣時(shí)對(duì)油庫(kù)采用什么樣的防雷設(shè)施。

4 小結(jié)與討論

油庫(kù)雷電火災(zāi)事故是威脅油庫(kù)安全的重要因素之一，隨著我國(guó)石油工業(yè)的迅速發(fā)展和國(guó)家能源戰(zhàn)略的不斷調(diào)整，油庫(kù)雷電災(zāi)害防控工作將面臨新的挑戰(zhàn)。

隨著我國(guó)石油企業(yè)不斷加大對(duì)油庫(kù)建設(shè)和管理的投入，預(yù)計(jì)將會(huì)有更多的油庫(kù)建成，并投入使用。

我國(guó)新建、擴(kuò)建油（氣）罐和加油機(jī)組數(shù)目巨大，且大部分建在遠(yuǎn)離公路、鐵路和通訊線路較遠(yuǎn)處，一旦發(fā)生雷擊火災(zāi)事故，會(huì)對(duì)油庫(kù)自身、周邊環(huán)境及人民生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失。

油庫(kù)雷電火事故主要表現(xiàn)為：油罐區(qū)內(nèi)輸油管道系統(tǒng)遭受雷擊、電子設(shè)備遭受雷擊后油罐區(qū)和輸油管道系統(tǒng)迅速燃燒爆炸等。

隨著科技的進(jìn)步，一些新材料、新工藝也不斷應(yīng)用到油（氣）罐防雷工程中來(lái)。

石油化工企業(yè)應(yīng)建立“人防+技防”相結(jié)合的防雷安全管理體系。 加強(qiáng)雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，定期開(kāi)展防雷安全檢測(cè)工作。 積極采用先進(jìn)技術(shù)和手段，提高雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)雷擊防護(hù)能力。

（6）石油企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)油庫(kù)內(nèi)電氣設(shè)備和電氣線路的日常檢查和維護(hù)維修工作，防止電氣設(shè)備和線路老化以及存在較大安全隱患問(wèn)題發(fā)生。嚴(yán)格執(zhí)行加油站安全管理制度并定期組織培訓(xùn)工作，使管理人員掌握相關(guān)知識(shí)和技能，做到“早發(fā)現(xiàn)、早報(bào)告”防止火災(zāi)事故發(fā)生。 另外，還要加強(qiáng)石油化工企業(yè)員工雷電災(zāi)害事故應(yīng)對(duì)能力建設(shè)和培訓(xùn)工作，使員工熟練掌握相關(guān)雷電防護(hù)知識(shí)及技能、具備一定的應(yīng)變能力以及正確應(yīng)對(duì)突發(fā)事件能力、熟練掌握應(yīng)急處置程序和方法。隨著國(guó)家能源戰(zhàn)略政策的調(diào)整，對(duì)石油企業(yè)來(lái)說(shuō)如何做好防雷安全管理顯得尤為重要。本論文為石油儲(chǔ)備基地防雷安全管理工作提供了理論基礎(chǔ)與參考依據(jù)；為石油企業(yè)雷電災(zāi)害事故應(yīng)對(duì)提供保障并取得良好效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

油庫(kù)雷擊火災(zāi)事故發(fā)生后，對(duì)整個(gè)油庫(kù)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了極大的危害。所以在油庫(kù)雷擊火災(zāi)防控工作中，首先要認(rèn)真分析油庫(kù)雷災(zāi)事故原因并根據(jù)實(shí)際情況制定出切實(shí)可行的防雷措施。 本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外油庫(kù)發(fā)生雷電火案例進(jìn)行分析，總結(jié)出了國(guó)內(nèi)外一些先進(jìn)的防雷經(jīng)驗(yàn)。在我國(guó)石油化工企業(yè)雷擊事故中，多數(shù)是由于油庫(kù)雷擊火災(zāi)造成的，而由于雷雨天氣不可控因素多，難以預(yù)測(cè)雷電發(fā)生地點(diǎn)和發(fā)生時(shí)間。 隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)以及國(guó)內(nèi)油庫(kù)建設(shè)管理水平的提高，針對(duì)不同類型、不同功能和不同結(jié)構(gòu)類型的油庫(kù)進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)和防雷工程改造已經(jīng)成為越來(lái)越多的石油企業(yè)所重視并實(shí)施的一項(xiàng)重要工程。 本文通過(guò)對(duì)國(guó)外一些典型案例進(jìn)行分析總結(jié)，出了一套有效合理且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的油庫(kù)雷災(zāi)防控策略。本文中對(duì)大型石油石化企業(yè)的防雷工程建設(shè)提供一些建議意見(jiàn)以供參考。