摘要：城鎮燃氣場站室外地上工藝管道和設備以及房屋建筑室外管道應安裝防雷保護裝置。本文就工程設計和施工嚴格執行技術標準中的防雷規定，保證室外地上燃氣設施防雷裝置安裝符合質量要求提出相應的方法和措施。
雷電是一種人們常見的自然現象之一。其強大的電流、炎熱的高溫、猛烈的沖擊波以及強烈的電磁輻射等物理效應能夠在瞬間產生巨大的破壞作用，常常導致人員傷亡、擊毀建筑物、電氣系統，引發房屋建筑、生產和儲存設施設備燃燒甚至爆炸，威脅人們的生命和財產安全。在20世紀末聯合國組織的國際減災十年活動中，雷電災害被列為最嚴重的十大自然災害之一。我國幅員遼闊，各城市之間因地理位置不同出現雷電天氣長短有異，根據有關氣象資料統計，省會城市中，武漢年平均雷暴日為34.2天，年平均雷暴日最高的城市是海口，為104.3天，最少的城市是烏魯木齊，為9.3天。
燃氣管道和設備如果沒有采取有效的防雷措施或防雷設施失效，一旦遭到雷擊發生事故的后果會特別嚴重。直接雷擊時，雷電直接通過金屬管道和設備對地放電，間接雷擊時，強大的雷電流通過金屬管道侵入室內，導致管道、設備、閥門、儀表、電器、電纜和通訊的機械性和絕緣性損壞，嚴重時會造成燃氣泄漏燃燒或爆炸事故。室內的燃氣管道和設備受到建筑物的防雷設施的保護，地下的燃氣管道受到土層覆蓋保護，受到直接雷擊的可能性極小。而不在建筑物防雷設施保護范圍內的室外露天的燃氣管道(放散管)、調壓計量設備、儲罐等設施等都可能是雷電的最好通路，在運行過程中遭受雷擊的可能性是存在的。
近年來，因雷電造成燃氣設施損壞引發的火災爆炸事故在媒體上也時有報道。2008年7月，銅陵某天然氣加氣母站遭遇雷擊，造成進口的加氣設備嚴重損壞。同月，位于吉林梨樹一座采氣廠遭雷擊，雷擊造成計量儀表、配電系統、燃氣報警器、電臺、UPS擊穿損壞，監控系統部分設備損壞。2010年5月，位于秦皇島撫寧縣榆關鎮天然氣長輸管線的1座閥室遭雷擊起火爆炸。2010年6月，珠海市橫琴境內某工廠的一個裝滿1000多m3LNG儲罐放空管兇雷擊起火。2010年7月，安徽東至某化工廠一燃氣罐管口遭雷擊炸開并著火。武漢市在2007年也發生過一起天然氣高中壓調壓站放散管遭雷擊著火的事故。
為了防御雷電災害，保護公民的人身、財產安全和社會公共安全，國家制定了《中華人民共和國氣象法》，對防雷裝置的設計審核和竣工驗收項目設定行政許可。一些省市也制定了防御雷電災害及其相關活動的相關規章。縣級以上氣象主管機構負責本行政區域內防雷管理，對防雷裝置的檢測、防雷工程專業設計、施工單位的資質進行認定。可能受到雷擊的建筑物、構筑物，以及其他設施安裝的雷電災害防護裝置，需要經過具有防雷檢測裝置資質的單位檢測合格后方可投用。
燃氣工程的設計必須包括燃氣設施防雷保護的內容。《城鎮燃氣設計規范》GB50028規定，對于燃氣場站中生產或儲存燃氣的房屋建筑的防雷設計應符合《建筑物防雷設計規范》GB50057的“第二類防雷建筑物”規定。第二類防雷建筑物防直擊雷的措施通常是采用在建筑物上設避雷網(帶)或避雷針或由其混合的組成的接閃器。因此，在燃氣氣瓶充裝車間和瓶庫，在安裝有燃氣壓縮機、調壓器、計量器的鋼混結構或磚混結構房屋上設計安裝避雷網的較為普遍。而在空曠地區設立的燃氣場站，與周邊的建筑物群較遠，通常增設獨立的避雷針，使場站內露天的燃氣管道、儲氣罐(瓶)、凈化裝置、調壓計量設備均處于接閃器的保護范圍之內。
在燃氣場站工程防雷設計中，若建筑電氣工程設計人員對燃氣專業技術標準掌握不夠，容易忽略獨立防雷裝置的設置問題，出現應該設置而沒有設置的狀況。燃氣場站中的放散管遠離站內建筑物且高于建筑物的屋面，部分工藝管道和設備安裝在露天，已不在場站建筑房屋防雷設施的保護范圍之內，除了必須對露天管道和設備進行防雷接地外，是否需要設立獨立的避雷裝置，應由設計人員根據技術標準和場站所在的位置進行正確地判斷。施工圖設計文件提交審查時，圖審機構的圖審專業人員也應重點審核控制把關。《城鎮燃氣設計規范》GB50028和《城鎮燃氣防雷技術規范》QXT109都規定，設于空曠地帶的調壓站及采用高架遙測天線的調壓站應單獨設立防雷裝置。因此，在天然氣高高壓、高中壓、中中壓調壓(計量)站、釋放站、門站、汽車加氣站等調壓、加氣場站的設計前，防雷設計人員應先踏勘工程現場，再根據周邊的環境條件決定是否設置獨立避雷防置。在空曠地帶的，必須設計獨立的避雷針或架空避雷線(網)，使其站內的全部燃氣設施置于獨立避雷裝置的保護范圍之內。調壓站位于城市建成區之中，周邊有較多和較高的房屋建筑群的則可不設。位于空曠地區的儲存站和充裝站，如果地上液化氣罐、壓縮天然氣瓶組等壓力容器頂板小于厚度4mm，也應當設置獨立避雷裝置。壁厚大于4mm的，可以不裝接閃器和設置獨立避雷裝置，但壓力容器防雷接地點不得少于兩處。室外露天的工藝管道不能認為其連接的設備已經接地而不設計單獨的接地，因為管道與閥門之間連接、管道與設備之間的連接有過渡電阻，過渡電阻值大則影響電流的傳導性。天然氣調壓站、汽車加氣站等場站的管道和設備按工藝和安全要求設置集中放散裝置，放散管的立管遠離站內、外的建筑物，管口離地面5m或以上，高于室外地上工藝管線和設備，遭受雷擊的可能性更大一些，除安裝單獨的接地體外，還采取加裝阻火器，與工藝管道之間加裝絕緣法蘭等防雷措施。露天設置的調壓計量橇、壓縮機橇、液壓橇等金屬箱體的橇裝設備應進行單獨的防雷接地，通過金屬殼體接地的，需保證其設備上部的放散管與外殼有可靠金屬連接。
敷設在室外的用戶燃氣管道應有可靠的防雷接地裝置。這是《城鎮燃氣技術規范》GB50495強制性條文的規定，必須嚴格執行。目前，武漢民用建筑配套安裝的燃氣管道大部分安裝房屋建筑的套外，即燃氣的立管和部分水平管安裝房屋建筑的外墻上。燃氣管道由管道供氣企業委托的燃氣專業設計院設計，房屋建筑設計由項目開發商委托建筑設計單位。房屋建筑防雷設計并不包括室外燃氣管道防雷設計，因此，在設計民用建筑室外燃氣管道時，燃氣設計單位必須要對室外管道防雷進行設計。按照現行技術標準中的防雷規定，沿屋面明敷的燃氣管道不得布置在檐角、屋檐、屋脊等易受雷擊的部位，鋼質管道可不裝接閃器，但須與屋面的防雷裝置相接，每隔25m至少與建筑物避雷網采取不小于8mm的鍍鋅圓鋼連接。沿屋面明敷或沿高層建筑沿外墻敷設的鋼質管道的壁厚不小于4mm，管道任何部位的接地電阻不得大于10Ω。通常情況下，管壁較薄的室外鋼質管道被雷擊后容易發生高溫熱熔穿孔漏氣，管道接地電阻過大則雷電流不能通暢導入地下。
如果燃氣管道設計與房屋建筑設計不是同一單位，房屋建筑和燃氣管道兩項目的防雷沒計必然形成各自的獨立系統，相互之間很難做到防雷設置的結合共用。房屋建筑室外的每根燃氣立管都必須有防雷接地裝置，但在無法利用房屋建筑的防雷接地裝置情況下只得另外埋設。而建筑物周圍地下布滿給排水、供氣供熱管道和井室、電力電信線路等地下管線設施，尋找埋沒燃氣防雷接地裝置的位置則比較困難。對于建筑物外墻燃氣立管的防雷，《城鎮燃氣防雷技術規范》QXT 109要求比其他技術標準更為嚴格，一是規定燃氣立管每隔不大于12m應與建筑物防雷裝置可靠連接；二是規定建筑物外墻立管與用戶分支管相接時，應設絕緣法蘭或鋼塑接頭；三是規定絕緣法蘭或鋼塑接頭兩端的管道應分別接地。采取這些防雷措施的目的在于防止雷電直擊或側擊，引導雷電流通過建筑防雷裝置進入大地，用絕緣阻止雷電感應侵入室內，感應電流能通過室內接地線迅速釋放，從而保護室內的人員和燃氣設施免受雷電流傷害。但這些規定在目前燃氣工程的設計或施工中有些沒有得到嚴格地執行。其主要原因在于，要達到這些規定要求，不僅在安裝管道時增加一定數額的人工和材料費用，投用后還會增加維護與檢測支出，加上目前國內房屋建筑室外燃氣立管受雷擊事故案例非常少，建設單位從減少管道建設投資和運行成本的角度，不愿在管道防雷設施安裝上投入相應的費用，其結果必然導致管道未安裝防雷裝置或裝置安裝不完全滿足技術標準規定。當然，如果在房屋建筑條件允許的情況下，也可以不在房屋建筑外墻上設計燃氣管道。建筑房屋室內安裝燃氣管道則可免裝防雷設施，不僅施工方便節省費用，而且不會破壞和影響房屋建筑外墻立面的裝飾美觀。
室外地上燃氣管道和設備的防雷應在施工圖設計文件中提出明確的要求，開工前設計交底時，設計方與施工方應就防雷設計的內容進行充分的溝通，使施工方全面掌握防雷設計意圖和技術要求。施工應嚴格執行施工圖設計文件和施工驗收規范中防雷設施安裝規定。管道和設備防雷的引下線通常優先采用圓鋼，也可采用扁鋼，圓鋼的直徑不小于8mm，扁鋼的截面尺寸不小于48mm2，引下線與管道和設備采用焊接。燃氣場站爆炸危險環境中燃氣設備的接地線宜在不同方向與接地體相連，連接處不得少于兩處。焊接部位的防腐采用涂漆處理。建筑物有接地裝置的，引下線可與其直接焊接后用瀝青進行防腐。燃氣管道和設備周邊無建筑物防雷接地裝置的，埋設人工接地裝置，垂直接地體多用角鋼、鋼管或圓鋼，水平接地體多用扁鋼或圓鋼，焊接時搭接長度及面數要符合規定要求，埋設的數量多少與土壤的電阻率有關，通過接地電阻值測量達到設計文件規定數值即可。通常情況下，防雷接地與防靜電接地、電氣設備接地及信息系統接地共用接地裝置的，接地電阻值不大于4Ω，當各自單獨接地的，防雷接地或電纜金屬外皮和保護鋼管兩端接地裝置的，電阻值不大于10Ω，場站地上燃氣管道的始末端、分支處的接地電阻值不大于30Ω，公共建筑、居民住宅外墻上的燃氣管道的接地電阻不大于10Ω。若接地電阻值達不到規定的要求，其防雷的效果就會受到一定影響。另外，需要提出注意的是，場站的電氣設備的接地裝置可與建筑物的避雷接地裝置共用，但不能與獨立避雷針的接地裝置相連，兩者需分開設置，其間距不小于3m。
室外管道和設備的防雷裝置施工過程中應同步建立記錄資料，施工質量檢查人員除對各工序質量對照施工設計文件和技術標準進行檢查外，要對接地電阻值進行測量，對于接地電阻值達不到要求的，要增打接地體或采用降阻劑等其他措施。燃氣場站工程防雷裝置經施工單位自檢合格后，還需由取得氣象主管機構核發資質的防雷檢測機構進行檢測并出具檢測合格的報告。公共和民用建筑燃氣管道的防雷接地電阻值測量應有監理人員進行復測或建設單位質檢人員現場監測，防止施工方漏測或不測以及提供虛假檢測記錄。燃氣工程竣工驗收時，防雷設施安裝可列為一個分部(子分部)工程，由建設、設計、施工、監理各方共同進行驗收，各方出具的驗收文件中應包括防雷設施安裝質量檢查驗收的內容。燃氣工程質量監督機構通過對燃氣室外管道和設施防雷裝置安裝行為和實體質量實施監督，對室外管道和設備的防雷接地電阻值進行抽查檢測，防止和杜絕防雷沒施質量不符合技術標準工程通過竣工驗收。
從2011年3月1日開始新施行的《城鎮燃氣管理條例》(國務院令583號)對燃氣設施防雷保護作出明確的規定。燃氣經營者未按照國家有關工程建設標準和安全生產管理的規定設置燃氣設施防雷保護裝置的，或者未定期進行巡查、檢測、維修和維護的，由燃氣管理部門責令限期改正，處1萬元以上10萬元以下罰款。因此，在燃氣工程建設過程中，建設各方要加強燃氣設施的防雷設施的設計和安裝質量檢查和檢測，防止和避免室外地上燃氣設施未安裝防雷裝置或防雷裝置安裝不合格等問題的發生，使防雷裝置安裝質量符合技術標準規定，能夠真正起到可靠的防雷保護作用。
(本文作者：陳力 武漢市燃氣熱力管理辦公室 430015)
贊 賞 分享
您可以選擇一種方式贊助本站
支付寶轉賬贊助
微信轉賬贊助
