البرق، قاتل الصيف الذي يجب على المؤسسات الكيميائية الحذر منه!

Thread Content

يُعد الحماية من الصواعق جزءًا مهمًا للغاية من تدابير السلامة في شركات البتروكيماويات. تقوم شركات البتروكيماويات، خلال عملية الإنتاج، بتخزين واستخدام كميات كبيرة من المواد القابلة للاشتعال، مما يؤدي إلى تكوّن غازات وغبار قابلة للاشتعال، وبالتالي خلق بيئة من الغازات أو الغبار المتفجر. وفي حالة حدوث صاعقة تؤدي إلى اشتعال هذه المواد، فقد يؤدي ذلك إلى توقف الإنتاج وتلف المعدات، مما يسبب خسائر اقتصادية، وفي أسوأ الحالات قد يؤدي إلى وقوع إصابات بشرية وآثار سلبية على المجتمع. حادثة البرق في مصنع كيماويات
في حوالي الساعة 22:25 من مساء يوم 21 أبريل 2005، وقع انفجار هائل في ورشة تصنيع الأدوية التابعة لشركة دونغشي للكيماويات المحدودة، والواقعة على حدود قرية غونان في مقاطعة تشيجيانغ بمدينة تشونغتشينغ. وقد نجم الانفجار عن صاعقة، مما أدى إلى مقتل 12 شخصًا، واختفاء 7 أشخاص، بالإضافة إلى إصابة 12 شخصًا آخرين. 　　في تاريخ 22 مارس 2013، الساعة 23:04، انفجرت ورشة تصنيع مواد الألعاب النارية في بلدة داهو (لمعالجة المسحوق الأحادي) بسبب صاعقة نادرة، مما أدى إلى تدمير الأفران الموجودة في المصنع. لم يكن هناك أي إصابات بشرية، لكن ذلك تسبب في تلف أبواب ونوافذ أكثر من 500 منزل في المنطقة المحيطة، بدرجات متفاوتة. 　　تعرضت إحدى شركات تصنيع الغازات لصدمة برق، مما أدى إلى تدمير مستشعر تدفق الغاز، وبلغت الخسائر المالية المباشرة حوالي 20 ألف يوان، كما تم إيقاف التشغيل فورًا، مما سبب خسائر غير مباشرة بقيمة 80 ألف يوان. 　　تعرضت إحدى شركات الكيماويات لصدمة برق، مما أدى إلى تدمير جهاز قياس نسبة الأكسجين، وجهاز قياس مستوى السائل من النوع الكهربائي، وجهاز تحليل الهيدروجين، وجهاز قياس مستوى السائل من النوع المغناطيسي، بالإضافة إلى جهازي إنذار ذكيين. كما تضررت لوحات التحكم في أجهزة إزالة الغبار الكهربائية في الغلايات، بالإضافة إلى مفتاح 366 في محطة التحويل ذات الجهد 35 كيلوفولت. بلغت الخسائر المباشرة حوالي 90 ألف يوان، وتوقفت الشركة عن العمل لمدة يومين، مما أدى إلى خسائر غير مباشرة بقيمة 200 ألف يوان. لماذا تكون المصانع الكيميائية عرضة لحوادث البرق في فصل الصيف؟ تكوين معدات وأجهزة المؤسسات البتروكيماوية: مناطق الخزانات ومناطق الضخ. هذا جزء روتيني من مؤسسات الصناعات البتروكيماوية. تُستخدم مناطق الخزانات لتخزين مختلف المواد الخام والمنتجات، وترتبط الخزانات ببعضها البعض وكذلك بمنطقة الضخ عبر أنابيب. عادةً ما يتم دمج منطقة الضخ مع منطقة الخزانات، وذلك لنقل المواد الموجودة داخل الخزانات إلى أماكن الإنتاج باستخدام مضخات، أو لسحب تلك المواد من الخزانات لغرض نقلها. 　　منطقة معدات الإنتاج. هذا هو الجزء الأساسي في شركات البتروكيماويات. تتميز مكونات أجهزة الإنتاج بتعقيدها، فالعمليات المختلفة تتطلب أجهزة متباينة تمامًا. تحدث في أجهزة الإنتاج مختلف التفاعلات الكيميائية أو الفيزيائية، وخلال هذه العملية تُستخدم مواد قابلة للاشتعال، كما قد تنتج عملية الإنتاج غازات قابلة للاشتعال، أو قد يكون من الضروري التخلص من غازات عادمة قابلة للاشتعال. 　　مداخن ومشاعل. هذا هو السمة المميزة للشركات الكيميائية. المدخنة هي ممر لطرد الدخان كجزء من أجهزة التسخين، أما المشعل فيُستخدم لطرد الغازات القابلة للاشتعال بعد احتراقها. من خلال معدات مثل خزانات الضغط، يتم الحفاظ على ضغط الهواء داخل المشعل أعلى دائمًا من ضغط الهواء في البيئة المحيطة. 　　إطار الأنابيب. تُستخدم الأرفف الخاصة بالأنابيب لنقل الأنابيب، أو كمكان لتركيب جسور الكابلات في الأماكن المفتوحة. تُستخدم الأنابيب لنقل المواد بين منطقة الإنتاج ومنطقة التخزين، بينما تُستخدم أرفف الكابلات لنقل الطاقة الكهربائية بين معدات التوزيع والأجهزة الكهربائية. 　　غرفة التحكم في الإنتاج. تُستخدم غرفة التحكم للتحكم في عملية الإنتاج، وتحتوي من الداخل على كمية كبيرة من الأجهزة الإلكترونية الدقيقة، والتي تُستخدم للتحكم في تشغيل وإيقاف المعدات المختلفة، ومراقبة حالتها أثناء العمل، بالإضافة إلى إصدار تنبيهات في حالة وجود أي مخاطر، كما تُستخدم لمراقبة مستوى السوائل ودرجة الحرارة في الخزانات الموجودة داخل المنطقة. 　　محطة معالجة المياه العادمة. تنتج الشركات البتروكيماوية، خلال عملية الإنتاج، كميات كبيرة من المياه العادمة الصناعية، ويجب معالجة هذه المياه لتصبح صالحة للتصريف قبل إطلاقها. 　　غرفة مضخات الإطفاء. يوجد بالداخل معدات إطفاء مثل مضخات الإطفاء. 　　محطة تحويل وتوزيع الكهرباء. نظرًا لاحتياجات بعض المعدات ذات القدرة العالية على الطاقة، فإن شركات البتروكيماويات عادةً ما تقوم بإنشاء محطات تحويل كهربائية خاصة بها، حيث تستورد خطين على الأقل من خطوط الجهد العالي من محطات التحويل العامة إلى هذه المحطات. بعد التحويل في محطة التحويل، يتم توزيع الكهرباء على غرف التوزيع الموجودة في كل منطقة، ومن هناك تُرسل الكهرباء إلى الأجهزة المستخدمة في كل مكان. 　　معدات التحميل والتفريغ. يتكون من منصات التحميل والتفريغ، والخزانات، والأنابيب، وأجهزة القياس وغيرها من المرافق. أضرار البرق على مؤسسات البتروكيماويات 1: البرق المباشر
البرق المباشر هو ذلك البرق الذي يصيب المباني أو الهياكل أو الأجسام الأخرى أو الأرض أو أجهزة الحماية من البرق، مما يؤدي إلى ظهور تأثيرات كهربائية وحرارية وقوى ميكانيكية. يمكن للصواعق المباشرة أن تتسبب في تدمير المباني وإصابة الأشخاص، كما يمكنها أن تتسبب في تلف المعدات مما يؤدي إلى توقف الإنتاج. عند حدوث صاعقة مباشرة، قد يؤدي الحرارة العالية في مسار البرق إلى إشعال المواد القابلة للاشتعال الموجودة في المنطقة المحيطة، مما يتسبب في حوادث مثل الانفجارات. مبادئ الوقاية من الصواعق المباشرة هي: أولاً، استخدام أجهزة تحويل مسار الصاعقة للتحكم في نقطة اصطدام الصاعقة، وتوجيهها بعيدًا عن الأجسام أو الأماكن التي يجب حمايتها؛ ثانيًا، توزيع تيار الصاعقة بشكل آمن في الأرض. وفي هذه العملية، يجب تجنب خطر حدوث تأثيرات سلبية على الأجهزة المعدنية أو الأنظمة المحيطة، ولذلك يجب أن يكون مقاومة التوصيل إلى الأرض منخفضة، كما يجب أن تكون أسلاك التوصيل قصيرة ومستقيمة، وأن تكون قيمة الحث منخفضة، وذلك لتقليل الجهد على أسلاك التوصيل وأجهزة التوصيل بالأرض. 　　يمكن للصواعق المباشرة أن تلحق الضرر بجميع المباني والمنشآت داخل مصانع البتروكيماويات، ويتجلى ذلك بشكل رئيسي في تدمير هذه المباني والمنشآت أو المعدات. ويشكل ذلك خطرًا أكبر بشكل خاص على المناطق الخطرة مثل مناطق التخزين، ومناطق المعدات الإنتاجية في الهواء الطلق، ومرافق محطات التحميل والتفريغ، لأن درجات الحرارة العالية الناتجة عن الصواعق يمكن أن تؤدي إلى إشعال أو تفجير المواد الخطرة الموجودة في هذه المناطق. لذلك، من الضروري السيطرة على نقاط الصواعق وإبقائها في مناطق آمنة. عند استخدام الأوعية المعدنية أو الأجهزة المعدنية نفسها كمصافي للصواعق، يجب الالتزام بمتطلبات معايير الحماية من الصواعق ذات الصلة، وفي حال عدم الالتزام بهذه المتطلبات، يجب تركيب مصافي للصواعق لتوفير الحماية. 2 التحسس الكهربائي البرقي 　التحسس الكهربائي الساكن. نظرًا لوجود شحنة صافية في قاع سحب العواصف الرعدية، فعندما تتواجد هذه السحب في منطقة معينة، فإن المواد المعدنية الموجودة في تلك المنطقة تمتص شحنة ذات خصائص معاكسة لخصائص الشحنة الموجودة في قاع السحب، وذلك بفعل المجال الكهروستاتيكي. عندما يحدث تفريغ كهربائي رئيسي في سحابة الرعد، يتم تعادل الشحنات الموجودة في قاعدة السحابة، وتفقد الشحنات المستحثة على الأسطح المعدنية قيودها، لتصبح شحنات يمكنها التحرك بحرية. وإذا لم يتم تصريف هذه الشحنات إلى الأرض في الوقت المناسب، فإن ذلك سيؤدي إلى تكوين جهد كهربائي عالٍ جداً، مما يؤدي إلى اختراق فجوة الهواء بين الأجسام المعدنية المجاورة، وبالتالي حدوث تفريغ كهربائي على شكل شرارات بين تلك الأجسام المعدنية. إذا كانت هناك مواد قابلة للاشتعال في هذه الفراغات، فقد تؤدي الشرارات إلى إشعال النار أو حدوث انفجار، مما يسبب عواقب وخيمة. 　　الحث الكهرومغناطيسي. نظرًا لأن الصدمة البرقية عبارة عن موجة نبضية تستمر لفترات زمنية تُقاس بالمللي ثواني أو الميكروثواني، فإن تيار البرق يرتفع من الصفر إلى عشرات أو حتى مئات الكيلوأمبير في وقت قصير جدًا، ثم ينخفض من عشرات أو حتى مئات الكيلوأمبير إلى الصفر في وقت أقصر، ولذلك فإن تذبذب تيار البرق كبير جدًا. الجهد الكهربائي المولد في الدوائر المحيطة، يتناسب طرديًا مع تقلبات تيار البرق. قد يؤدي هذا الجهد التحريضي إلى تسخين الموصلات بشكل مفرط، أو قد يحدث تفريغ كهربائي نتيجة عدم انتظام المسار الكهربائي، أو بسبب حدوث تفاعل كهربائي مع المعادن الأخرى الموجودة في المنطقة المجاورة. وإذا كانت هناك مواد قابلة للاشتعال في هذه المناطق، فقد يؤدي ذلك إلى اشتعال النار أو حدوث انفجار، مما يؤدي إلى عواقب وخيمة. 　　تتمثل أضرار الصواعق على مؤسسات البتروكيماويات بشكل رئيسي في الأخطار التي تهدد المواقع الخطرة. على سبيل المثال، عندما تتراكم كميات كبيرة من الشحنة الكهربائية في الأنابيب بسبب التأثير الكهروستاتيكي، وإذا لم تكن الأنابيب موصولة بالأرض أو كان مقاومة الاتصال بالأرض مرتفعة جدًا، أو إذا كانت مقاومة نقاط الاتصال بين الأنابيب مرتفعة، فقد يؤدي ذلك إلى صعوبة تصريف الشحنة الكهربائية إلى الأرض، وبالتالي قد تحدث تفريغات كهربائية تؤثر على الأجسام الموجودة في الجوار. وإذا كان هناك غازات أو سوائل قابلة للاشتعال في تلك المنطقة، فقد يؤدي ذلك إلى اشتعال تلك المواد. علاوة على ذلك، إذا كانت مساحة الدائرة المغناطيسية بين الأنابيب المتجاورة كبيرة جدًا، فقد ينتج عن ذلك جهد كهربائي مرتفع بين الأنابيب نتيجة التأثير المغناطيسي، وقد يؤدي هذا الجهد إلى تدمير الأنابيب. وإذا كان هناك غازات أو سوائل قابلة للاشتعال داخل الأنابيب، فإن الأمر يصبح خطيرًا للغاية. لذلك، يجب عند تركيب الأنابيب بشكل متوازٍ وبفارق أقل من 100 مم، ربطها كل 30 مترًا على الأكثر، وذلك لتقليل مساحة الملفات الحثية، وبالتالي تقليل الجهد الحثي. 3. اختراق موجات البرق: في الواقع، تُعد موجات البرق نوعًا من الموجات النبضية ذات الجهد العالي، وقد تنشأ نتيجة اصطدام البرق مباشرة بخطوط الأنابيب، أو قد تنشأ أيضًا بسبب تأثير البرق على خطوط الأنابيب. عندما تتسلل موجات البرق عبر الأنابيب إلى الداخل، قد يؤدي التيار الكهربائي العالي إلى إلحاق الضرر بالأجهزة أو الأشخاص الموجودين على طول هذه الأنابيب. 　　نظراً لخصوصية مؤسسات البتروكيماويات، فإن هناك العديد من الأنابيب وألواح الكابلات داخل المصانع، وغالباً ما يتم تركيبها في الهواء. وتمتد العديد من هذه الأنابيب إلى داخل المباني. وإذا أصاب البرق هذه الأنابيب مباشرة، أو إذا تسبب البرق في ظهور جهد زائد على هذه الأنابيب، فإن الجهد الزائد سيتسرب عبر هذه الأنابيب إلى داخل المباني، مما يؤدي إلى تلف الأجهزة المتصلة بها، أو قد يتعرض الأشخاص للخطر نتيجة التلامس مع هذه الأنابيب وتعرضهم لجهد كهربائي خطير. إذا تم توصيل الأسلاك بالأرض قبل دخولها إلى المبنى (حيث يتم توصيل الأسلاك المشحونة بالأرض بشكل غير مباشر عبر جهاز SPD)، فإن ذلك يقلل بشكل كبير من جهد النبضات الكهربائية التي تدخل إلى المبنى، وبالتالي يقلل من المخاطر. 4. نبضات الكهرومغناطيسية الناتجة عن الصواعق: تُعني نبضات الكهرومغناطيسية الناتجة عن الصواعق التأثيرات الكهرومغناطيسية الناتجة عن مرور تيار الصاعقة عبر المقاومات والملفات الكهربائية والمكثفات، وتشمل ذلك تيارات الصواعق والحقول الكهرومغناطيسية الناتجة عنها. تأثير النبضات الكهرومغناطيسية الناتجة عن الصواعق على شركات البتروكيماويات يتمثل بشكل أساسي في تأثيرها على أنظمة التحكم في الإنتاج داخل الشركات، وأنظمة المراقبة من نوع DCS، وأنظمة الإنذار ضد الحرائق، بالإضافة إلى الأنظمة الإلكترونية الأخرى. كما أن الجهود الزائدة والتيارات الكهربائية الناتجة عن الصواعق قد تؤدي إلى أعطال في هذه الأنظمة أو تلفها بشكل دائم، مما يؤثر على عمليات الإنتاج ويسبب خسائر اقتصادية كبيرة. يمكن تقليل تأثير النبضات الكهرومغناطيسية الناتجة عن الصواعق على الأنظمة الإلكترونية الدقيقة بشكل كبير، من خلال اتخاذ تدابير وقائية داخلية مثل استخدام وسائل الحماية المناسبة، وربط الأجزاء المختلفة ببعضها البعض، بالإضافة إلى تركيب أجهزة SPD.