На нефтеперерабатывающем заводе прямой удар молнии или искра статического разряда у дыхательного клапана резервуара — это не «неприятность», а прямой путь к возгоранию паровоздушной смеси. Поэтому молниезащита и заземление здесь проектируются не «для галочки», а по строгим нормам и проверяются каждый год перед грозовым сезоном. Разберём, как устроена защита резервуарного парка и наружных установок, какие нормативы действуют и что проверяют при эксплуатации.
Зачем нужна молниезащита на объектах нефтепереработки
Резервуары и технологические установки с нефтепродуктами относят к объектам повышенной пожаровзрывоопасности: у дыхательной арматуры и в обваловании присутствуют взрывоопасные зоны. Молния опасна тремя путями воздействия:
- прямой удар — термическое и механическое поражение конструкции, искрение;
- вторичные проявления — наведённые потенциалы и искрение в разрывах металлосвязей (фланцы, задвижки);
- занос высокого потенциала — по трубопроводам, кабелям и эстакадам внутрь взрывоопасной зоны.
Отдельная тема — статическое электричество, накапливающееся при наливе и перекачке нефтепродуктов. Поэтому молниезащиту всегда рассматривают в связке с заземлением и защитой от статики.
Нормативная база
Основные документы, по которым проектируют и эксплуатируют молниезащиту и заземление на НПЗ:
- СО 153-34.21.122-2003 — «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (основной действующий документ);
- РД 34.21.122-87 — применяется в части определения зон защиты молниеотводов;
- ПУЭ, гл. 1.7 — заземление и защитные меры электробезопасности;
- ГОСТ Р МЭК 62305 — управление риском и системы молниезащиты;
- ГОСТ 12.1.018 — пожаровзрывобезопасность статического электричества.
В Казахстане применяют гармонизированные ПУЭ РК и СН РК, построенные на тех же принципах категорирования и нормирования зон защиты.
Как устроена защита резервуара
Металлический вертикальный резервуар (РВС) со стационарной стальной крышей толщиной от 4 мм сам служит молниеприёмником и экраном — молния «садится» на корпус, не пробивая его. Но корпус необходимо надёжно связать с заземлителем. Ключевые требования:
- присоединение корпуса к заземляющему устройству не менее чем в двух точках по периметру;
- сопротивление заземляющего устройства для целей молниезащиты — не более 10 Ом (уточняется по грунту и категории);
- сопротивление заземления для защиты от статического электричества — не более 100 Ом;
- уравнивание потенциалов и металлосвязь фланцевых соединений: при переходном сопротивлении контакта более 0,03 Ом устанавливают перемычки;
- отдельная защита зоны у дыхательной арматуры и огнепреградителей, где возможен выход паровоздушной смеси.
Резервуары с понтоном или плавающей крышей требуют дополнительных мер — гибких перемычек между плавающей крышей и корпусом для отвода заряда. Устройство и обвязка самого резервуара — отдельная инженерная задача; о ней подробно в материале про монтаж РВС.
Молниеотводы и заземляющие устройства
Там, где корпус не обеспечивает защиту (аппараты малой толщины, наружные установки, эстакады), применяют отдельно стоящие или установленные на конструкции молниеотводы:
| Элемент | Назначение | Норма/показатель |
|---|---|---|
| Стержневой молниеотвод | приём прямого удара, зона защиты типа А/Б | зона защиты по РД 34.21.122-87 |
| Тросовый молниеотвод | защита протяжённых объектов (эстакады) | по расчёту зоны |
| Токоотвод | отвод тока молнии к заземлителю | сталь, сечение по СО 153 |
| Заземлитель молниезащиты | растекание тока в грунт | ≤ 10 Ом |
| Заземление от статики | отвод статического заряда | ≤ 100 Ом |
Заземляющее устройство — это заглублённый контур из вертикальных электродов и горизонтальных полос, к которому присоединяют все защищаемые объекты. Монтаж контура и присоединений — часть общего комплекса электромонтажа и КИПиА на площадке.
Защита от статического электричества
При наливе нефтепродуктов заряд накапливается на поверхности жидкости и оборудовании. Меры защиты: заземление всех металлических частей и трубопроводов, ограничение скорости налива (особенно в начальной фазе, пока не затоплен конец наливной трубы), применение антистатических присадок, заземление автоцистерн и наливных стояков перед началом операции. Все эти меры увязывают с антикоррозионным состоянием контура — плохой контакт из-за коррозии сводит защиту на нет, поэтому важна и защита от коррозии подземных элементов.
Эксплуатация и проверки
Молниезащита и заземление — это не «поставил и забыл». Регламент эксплуатации:
- ежегодно перед грозовым сезоном — измерение сопротивления заземляющих устройств и ревизия молниезащиты;
- внешний осмотр молниеотводов, токоотводов и контактных соединений — на предмет коррозии и разрушения;
- проверка целостности перемычек и металлосвязей на фланцах и арматуре;
- оформление протоколов измерений и паспорта заземляющего устройства.
Если измеренное сопротивление превышает норму (грунт пересох, электроды корродировали), контур наращивают дополнительными электродами или обрабатывают грунт. Работы на действующем объекте выполняют по наряду-допуску с соблюдением требований промбезопасности.
Часто задаваемые вопросы
Какое сопротивление заземления должно быть у резервуара с нефтепродуктами?
Для молниезащиты — не более 10 Ом, для защиты от статического электричества — не более 100 Ом. Конкретное значение уточняют по категории объекта и удельному сопротивлению грунта.
Нужен ли отдельный молниеотвод, если резервуар металлический?
Как правило, нет: стальной резервуар со стационарной крышей толщиной от 4 мм сам является молниеприёмником. Достаточно надёжно присоединить корпус к заземлителю не менее чем в двух точках. Отдельные молниеотводы ставят для тонкостенных аппаратов и наружных установок.
Как часто проверяют молниезащиту на НПЗ?
Измерение сопротивления заземлителей и ревизию молниезащиты проводят ежегодно перед началом грозового сезона, а также после ремонтов и реконструкции защищаемых объектов.
Чем опасно статическое электричество при наливе нефтепродуктов?
Накопленный заряд может разрядиться искрой у поверхности жидкости или на арматуре и поджечь паровоздушную смесь. Поэтому ограничивают скорость налива, заземляют оборудование и цистерны, применяют антистатические присадки.
Что такое вторичные проявления молнии?
Это наведённые электромагнитным полем молнии потенциалы и искрение в разрывах металлических соединений, а также занос высокого потенциала по коммуникациям. Защита — уравнивание потенциалов, металлосвязь и установка перемычек.
По каким нормам проектируют молниезащиту на НПЗ в Казахстане?
Базово — по СО 153-34.21.122-2003 и РД 34.21.122-87 в части зон защиты, с учётом ПУЭ (гл. 1.7). В РК применяют гармонизированные ПУЭ РК и СН РК на тех же принципах категорирования.
Заключение
Молниезащита и заземление на НПЗ — это система из молниеотводов, заземляющего контура, металлосвязей и мер против статики, работающая только целиком и только при регулярной проверке. Ошибка в одной точке — незаземлённый фланец, корродировавший электрод, пропущенная перемычка — обнуляет защиту всего узла. «Техноконтроль» проектирует и монтирует молниезащиту и заземляющие устройства на резервуарных парках и технологических установках Казахстана, выполняет ежегодные измерения и приводит контуры к норме.
