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淺談電石庫防雷設計

來源:張經理 陳經理 發布時間:2011-10-2 0:54:25

碳化鈣俗稱電石,是有機合成化學工業的基本原料之一。電石為一級遇濕易燃物品,遇水或受潮,即會放出極易引起燃燒、爆炸的乙炔氣體,其貯存應嚴格按照有關安全規定執行。在建造電石庫時,需考慮雷擊隱患,目前尚未有防雷設計標準規范或者案例可供參考。

本文對濱州某電石庫所做防雷設計進行總結,以供同行探討完善。

防雷分類

根據《建筑物防雷裝置檢測技術規范》(GB/T 21431-2008)中附錄A爆炸火災危險環境分區,電石庫屬1區。按照《建筑物防雷設計規范》(GB50057-94)第2.0.2條規定,“具有1區爆炸危險環境的建筑物,因電火花而引起爆炸,會造成巨大破壞和人身傷亡者。”劃為第一類防雷建筑物。

因此,電石庫房應劃為第一類防雷建筑物。電源防雷器

現場勘查

濱州市地處黃河三角洲腹地,屬于雷電多發地區,年均雷電日數為27.5天。該電石庫是化工廠擴建新增加的庫房,位于原廠區東南角。罩棚長60m,寬60m,墻體高7m,鋼屋頂高4m,天窗高1.5m,共高12.5m。分成南北兩電石庫(兩庫均為長60m,寬20m),兩庫中間為20m寬通道。

為使庫房頂部不積聚乙炔氣,房頂采用自然排氣,每個庫房頂部各設3個天窗,中間通道頂部設3個天窗,共9個天窗。天窗高1.5m,下部0.9m為復合彩鋼板,上部0.6m為雙層百葉窗。

安全起見,自然通風不暢時采用軸流風機進行強制通風,并配備有除塵機。

3 防雷方案設計

3.1 直擊雷防護

3.1.1接閃器的選擇

按照《建筑物防雷設計規范》(GB50057-94)第3.2.1條,“第一類防雷建筑物防直擊雷的措施,應裝設獨立電源防雷器或架空避雷線(網)。”第3.2.4條規定,“當建筑物太高或其它原因難以裝設獨立電源防雷器、架空避雷線時,可將接閃器直接裝在建筑物上。”

電石罩棚屋頂彩鋼夾芯板鋼板厚度為0.6mm,芯層為阻燃材料,厚度為60mm。存放物電石為一級遇濕易燃物品。根據《建筑物防雷設計規范》(GB50057-94)第4.1.4條規定,利用金屬屋面作為接閃器時,“金屬板下面有易燃物品時,其厚度鐵板不應小于4mm。”因此,不能利用其金屬屋面作為接閃器。

由于庫房的長、寬均為60m,跨度已經超過第一類防雷建筑物滾球半徑2×30m,如果采用電源防雷器保護,所需避雷針的數目比較多。不符合經濟合理的原則。

因此,最好措施是采用多根架空避雷線作為接閃器。

3.1.2 確定架空避雷線的安裝、保護范圍

庫房頂部積聚的乙炔氣是利用天窗自然排氣,可認為其達不到爆炸濃度或發生事故時排放物才達到爆炸濃度。根據《建筑物防雷設計規范》(GB50057-94)第3.2.1條三款規定,接閃器的保護范圍可僅保護到天窗。架空避雷線的支柱至被保護物的距離不得小于3m,其弧垂最低點到屋面和天窗的距離不應小于3m。

1)確定避雷線根數

避雷線塔高度,最小值為H=天窗高度12.5m+3m+弧垂2m=17.5m,最大值為滾球半徑,其范圍為17.5m30m。最外側避雷線的保護寬度 按單根避雷線方法確定。

h:避雷線高度,本案例為15.5 m28m。

hr:滾球半徑,一類30 m。

hx:被保護物高度,天窗12.5 m,屋面高11 m。

計算得出,最外側避雷線的保護寬度bx3.04m6.71m。如果設置2根避雷線,則其距離D60 m6.71m×2=46.58 m,不能保護庫房中間部位。因此,至少要設置3根避雷線。

2)確定避雷線位置電源防雷器

以上計算結論,最外側避雷線的保護寬度bx3.04m6.71m。將外側2支避雷線設在6 m、54 m處,中間30 m處設一支。(見圖2

3)確定避雷線塔高度

1#避雷線與2#避雷線中間最低點必須能保護到15m處的天窗,且1#避雷線中間最低點必須能保護到屋頂邊緣。

根據兩避雷線之間保護范圍最低點的高度h0計算公式:

3.2 防雷電感應、靜電感應措施

金屬屋面周邊每隔20m采用引下線接地一次。鋼屋架上鋼筋焊接成閉合回路。

在庫房入口處設置除靜電裝置。

4 結語

電石為一級遇濕易燃物品,電石庫房應劃為第一類防雷建筑物,盡可能裝設獨立電源防雷器或架空避雷線作為接閃器。實際工程中,要從防直擊雷、防雷電感應、靜電接地等進行綜合布局。
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本文來自:  http://www.damehaciendo.com

 

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