发生炉煤气站防雷工程探讨与分析

王文生 林道煜 伍国裕

摘要：本文通过对发生炉煤气站的用途、工作原理、设备组成等的分析，突出了其防雷的重要性与必要性，以及对其防雷工程设计与施工方案做进一步的探讨与分析。

关键词：发生炉煤气站；防雷工程；探讨；分析

引言：发生炉煤气站是指为生产煤气而设置的主厂房、煤气排送机间、空气鼓风机间、煤和灰渣储运、循环水系统以及辅助设施等建筑物和构筑物的总称。其工作原理是采用煤气发生炉作为主要生产设备，利用水蒸气通过炙热的煤层而产生能源气体，其化学方程式为：C＋H2O→CO＋H2，因此其主要采集使用的气体为一氧化碳和氢气（也是我们常说的煤气主要成分），再通过煤气净化系统过滤后得到较为纯净的煤气。

但是，发生炉煤气站长期运行后随着煤气发生炉的老化，易产生大量的硫花氢、焦油、酚水等污染物，对农作物、空气环境和人体都有较大的损害；特别是设备发生故障或气体泄露等极可能发生爆炸，造成危险事故的发生：

2010年5月台山市某金属制品有限公司发生炉煤气站由于机器故障，工人违规操作而产生火花，导致煤气站发生气体爆炸，造成两人当场死亡的事故。

2007年6月台山市某陶瓷制品有限公司发生炉煤气站装设于站内的变压器遭受雷击，变压器、值班室工作间门窗等被击坏，幸未造成人员伤亡。

本文通过作者的具体工作实践与经验，同时结合经济合理，安全可靠的原则对如何作好发生炉煤气站的雷电防护工程做以下几个方面的具体分析与探讨：

爆炸和火灾危险环境等级划分与建筑物防雷类别分析

1.1爆炸和火灾危险环境等级划分。根据《发生炉煤气站设计规范》具体规定及结合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定，对煤气站工作区域危险环境等级可作如下划分：

1.1.1主站房的储煤层应属2区爆炸危险环境；

1.1.2主站房操作层应属于非爆炸危险环境；

1.1.3煤气排送机间及煤气净化设备区应属于2区爆炸危险环境；

1.1.4煤场应属于23区火灾危险环境。

1.2建筑物防雷类别分析。按《建筑物防雷设计规范》的要求以及结合现场实际情况，煤气站内主站房、煤气排送机间、煤气鼓风机间、配电房、附属用房、煤场罩棚等建筑物与构筑物（以下统称建筑物），应提高保护级别，统一按第二类防雷建筑物进行设计与施工，以此提高其安全性。

煤气站内直击雷防护措施

2.1建筑物直击雷的防护。根据《建筑物防雷设计规范》的要求，应采取如下直击雷防护措施：

2.1.1在建筑物天面上装设接闪带、接闪网格及在屋面易受雷击的部位装设短接闪杆作为接闪器结合保护建筑物，接闪网格尺寸应小于10米×10米，采用的材料应符合国家有关规范标准的要求；如建筑物为铁皮屋面，也可采用其作为接闪器，但其厚度必须达到国家有关规范标准的要求，同时屋面铁皮之间须严格保证相互电气连通。

2.1.2对于站内新建建筑物应优先采用建筑物柱内对角主钢筋作为防雷引下线，引下线内须安装短路环，各引下线间距应小于18米、钢筋的焊接应符合国家有关规范的要求；也可采用建筑物结构钢柱直接作为防雷引下线；

2.1.3应优先利用建筑物基础内钢筋作为防雷地网，焊接连通桩、承台、地梁内钢筋，要求其冲击接地电阻值不得大于4.0欧姆，当不能达到要求时，则考虑另补加人工接地体。

2.2煤气生产设备的直击雷防护

煤气生产设备主要包含煤气发生炉及煤气净化设备。煤气发生炉安装于主站房内，可不须另考虑直击雷的防护，但安装于主站房天面的钟罩筏须与天面的防雷装置焊接连通；煤气净化设备一般由竖管、电气滤清器、洗涤塔、除滴器等金属罐体设备组成，直线布置在通风效果较好的室外，同时设置有止逆阀、爆破阀、放散管等安全防护措施，煤气净化设备金属罐体尺寸一般根据煤气站容量设置，但罐壁厚度均大于5mm以上，放散管高度一般高出煤气净化设备4.0米以上，对于煤气净化设备区的直击雷防护，可采取以下措施：

3 煤气站内雷电感应防护措施

3.1各建筑物内设置防雷电感应接地干线，接地干线应采用50×5型镀锌扁钢敷设，与防直击雷设施共用地网，接地干线接地点不得少于两处；

将建筑物内的金属设备（如煤气发生炉、煤斗、空气鼓风机、煤气排送机等）、管

道、构架等主要金属物就近采用50×5型扁钢或采用16mm2铜绞线与接地干线电气连通；

煤气发生炉、空气鼓风机、煤气排送机、煤气净化设备、煤气管道等设备的测量与

控制仪表（如压力表、流量表，温度计等）金属外壳，应与防雷地网保持良好电气通路。

煤气站内防雷电波侵入措施

供电线路应严格采用埋地电缆进线，埋线长度应符合《建筑物防雷设计规范》

规范中的要求，但不应小于15米，同时在线路架空与埋地转换处装设第一级电源避雷器，将避雷器、电缆金属外皮、钢管、绝缘子铁脚等连通做接地处理，当该地网与煤气站内地网相距较远未连通时，要求其接地电阻值不应大于10.0欧姆；

4.2应采用TN-C-S系统供电，低压配线应采用套金属管方式布线，各金属管应保持电气连通，同时在金属管的进线处与出线处与防雷地网做接地处理；同时在站内煤气排送机间、空气鼓风机间及其它重要用电设备处装设第三级电源避雷器；

4.3煤气站内的电源避雷器等防雷器材与设备应选用防爆型产品。

5 厂区露天煤气管道雷电防护措施

按照《发生炉煤气站设计规范》的具体规定，厂区内的煤气输送管道一般采用架空金属管敷设（金属管厚度一般大于5mm），且煤气管道上须设置放散管，放散管高度与地面距离不应小于10米，这就增加了煤气管道的雷击可能性，因此厂区内敷设的煤气管道应采取如下雷电防护措施：

5.1煤气管道上的所有法兰盘连接处应采用铜片作好等电位跨接，同时煤气管道之间当间距小于100mm时，应采用50×5型扁钢互相焊接连通；

5.2采用50×5型扁钢作为水平接地体及采用50×50×5型角钢作为垂直接地体，沿管道敷设路径在其地面下安装线型人工接地装置，该人工接地装置与煤气站内防雷地网互相焊接连通；

5.3 放散管与煤气管道须保持良好电气通路，可不另行装设接闪器。

6 小结

防雷工作是一项跨行业、多学科的系统工程，在工程设计过程中应加强与其它行业领域之间的互相学习与交流，只有在对工程项目有了充分认识的前提下进行防雷设计，以及严把工程施工质量关才能保证防雷工程的效果与作用，减少雷电灾害造成的损失。

参考文献：

［1］《发生炉煤气站设计规范》（GB 50195-94）,中国计划出版社，2003

［2］《建筑物防雷设计规范》，(GB50057-2010)，北京，中国计划出版社，2010

［3］《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92），中国计划出版社，1999

作者简介：王文生（ 1982-），男，，汉族，广西临桂县人，本科学历，助理工程师，从事防雷工程安装与检测等工作。