Молнии – летний убийца, которого необходимо опасаться химическим предприятиям!

Thread Content

Защита от молний является особенно важной частью мер безопасности на нефтехимических предприятиях. На производстве в нефтехимических предприятиях хранится и используется большое количество легковоспламеняющихся веществ, что приводит к образованию легковоспламеняющихся газов и пыли. Это создает условия для возникновения взрывоопасных смесей газов или пыли. В случае удара молнии может произойти пожар, который может запустить взрывоопасную смесь. В легких случаях это приводит к прерыванию производства и повреждению оборудования, что вызывает экономические потери. В тяжелых случаях это может привести к гибели людей и иметь серьезные социальные последствия. Инцидент с молнией на химическом заводе. Примерно в 22:25 21 апреля 2005 года на производственном объекте по производству эмульсий компании Dongxi Chemical Co., Ltd., расположенном на окраине поселка Гунань в уезде Цицзянь города Чунцин, произошел мощный взрыв из-за удара молнии. В результате этого инцидента погибли 12 человек, 7 человек пропали без вести, еще 12 человек получили ранения. 　　22 марта 2013 года в 23:04 произошел взрыв на заводе по производству материалов для фейерверков в городке Даху (производство пороховых смесей). Причиной взрыва стал редкий случай удара молнии. Взрыв не привел к жертвам, но причинил различные повреждения дверям и окнам более чем 500 домов в окрестностях. 　　Одна из компаний, занимающихся производством газов, пострадала от удара молнии: это привело к повреждению датчика расхода газа. Прямые финансовые потери составили около 20 тысяч юаней; была остановлена работа оборудования, что привело к косвенным потерям в размере 80 тысяч юаней. 　　Одна из химических компаний пострадала от удара молнии: были повреждены 1 прибор для контроля уровня кислорода, 1 конденсаторный датчик уровня жидкости, 1 анализатор водорода, 1 магнитный датчик уровня жидкости, 2 интеллектуальных сигнализаторов, платы управления системой электроочистки дыма в котлах, а также выключатель 366 на линии напряжения 35 кВ в подстанции. Прямые финансовые потери составили около 90 тысяч юаней; из-за этого производство в компании прекратилось на 2 дня. Косвенные потери составили 200 тысяч юаней. Почему летом на химических заводах часто происходят молниевые удары? Состав оборудования нефтехимических предприятий. Зоны хранения резервуаров и зоны насосов. Это стандартный компонент нефтехимических предприятий. Зоны резервуаров предназначены для хранения различных сырьевых материалов и готовой продукции; резервуары соединены между собой, а также с зоной насосов с помощью трубопроводов. Зона насосов обычно сочетается с зоной резервуаров и используется для транспортировки веществ из резервуаров с помощью насосов на производственные площадки или для их извлечения из резервуаров с целью транспортировки. 　　Зона производственных установок. Это ключевая составляющая нефтехимических предприятий. Состав производственных установок довольно сложен; в зависимости от технологического процесса требуются совершенно разные устройства. В производственных установках происходят различные химические или физические реакции. В ходе этих процессов используются различные легковоспламеняющиеся вещества; в процессе производства могут образовываться легковоспламеняющиеся газы, либо возникает необходимость сброса таких отходов. 　　Дымоходы и факелы. Это яркая отличительная черта химических предприятий. Дымоход служит каналом для выпуска дыма от обогревательных устройств, а факел используется для сжигания различных легковоспламеняющихся газов. С помощью таких устройств, как газовые резервуары компрессоров, давление в пламенососе постоянно поддерживается на уровне, выше, чем давление воздуха снаружи. 　　Кронштейны. Конструкции для труб используются для транспортировки трубопроводов или в качестве места размещения кабельных лотков на открытом воздухе. Трубопроводы используются для транспортировки веществ между производственной и складской зонами, а кабельные лотки — для передачи электроэнергии между распределительными устройствами и потребителями электроэнергии. 　　Комната управления производством. Диспетчерская служит для контроля за производственным процессом. В ней установлено большое количество микроэлектронных устройств, предназначенных для управления запуском и остановкой оборудования, контроля его рабочего состояния, сигнализации об опасных ситуациях, а также для контроля уровня жидкости и температуры в резервуарах на территории склада. 　　Станция обработки сточных вод. На производстве в нефтехимических предприятиях обычно образуется большое количество промышленных сточных вод. Эти воды должны быть обработаны до соответствия установленным стандартам перед тем, как их можно будет сбрасывать. 　　Цех пожарных насосов. Внутри имеются противопожарные устройства, такие как противопожарные насосы. 　　Подстанция. Из-за потребностей в электроэнергии для некоторого оборудования высокой мощности нефтехимические предприятия обычно строят собственные подстанции, к которым подводятся как минимум два линии высокого напряжения из общественных подстанций. После трансформации в трансформаторной подстанции электроэнергия поступает в распределительные щиты, расположенные в разных районах. Оттуда электроэнергия поступает к различным электроприборам. 　　Оборудование для погрузки и разгрузки. Состоит из платформы для загрузки/разгрузки, резервуаров, трубопроводов, оборудования для измерения и т. д. Вред молний для нефтехимических предприятий. 1. Прямое попадание молнии
Прямое попадание молнии означает, когда разряд молнии попадает непосредственно на здания (сооружения), другие объекты, землю или внешние устройства молниезащиты, вызывая электрические, тепловые и механические эффекты. Прямой удар молнии может привести к повреждению зданий и человеческим жертвам, а также к повреждению оборудования, что приводит к простою в производстве. При прямом ударе молнии высокая температура в зоне прохождения молнии может спровоцировать возгорание окружающих легковоспламеняющихся материалов, что в свою очередь может привести к взрывам и другим авариям. Принципы защиты от прямого удара молнии заключаются в следующем: во-первых, с помощью разрядников необходимо контролировать место падения молнии, направляя её в сторону от объектов или пространств, которые нужно защитить; во-вторых, электрический ток от молнии должен безопасно расходоваться в землю. При этом необходимо избегать риска обратного удара по окружающим металлическим конструкциям или системам. Для этого требуется низкое сопротивление заземления; провода для подвода тока должны быть короткими и прямыми, а индуктивность — минимальной, чтобы снизить напряжение на этих проводах и в заземляющих устройствах. 　　Прямой удар молнии может нанести ущерб всем зданиям и сооружениям на промышленных предприятиях петрохимической отрасли; это проявляется в разрушении или повреждении зданий, сооружений или оборудования. Особенно большую опасность это представляет для таких опасных зон, как резервуарные парки, открытые производственные площадки, сооружения погрузочно-разгрузочных станций и т. д., поскольку высокая температура в месте удара молнии может напрямую воспламенить или взорвать опасные вещества в этих зонах. Поэтому в таких местах необходимо контролировать точку удара молнии, ограничивая её распространение безопасным пространством. При использовании металлических контейнеров и самих металлических устройств в качестве разрядников необходимо соблюдать требования соответствующих стандартов по защите от грозовых разрядов. Если эти требования не соблюдаются, необходимо установить специальные разрядники для защиты. 2 Индукция молнией 　　Электростатическая индукция. Поскольку на дне грозовых облаков имеется чистый заряд, когда такие облака находятся над определенной территорией, под действием электростатического поля металлические проводники на этой территории накапливают заряд, противоположный по своей природе заряду на дне грозовых облаков. Когда происходит основной разряд в грозовом облаке, заряд в нижней части облака нейтрализуется. Индукционный заряд на металлических проводниках теряет свою связь и становится зарядом, способным свободно перемещаться. Если этот заряд не будет своевременно сброшен в землю, он создаст высокое напряжение, которое приведет к пробою воздушного пространства между ним и близлежащими металлическими объектами, что вызовет искровой разряд между ними. Если в этих пространствах присутствуют горючие вещества, искра может вызвать возгорание или взрыв, что приведет к серьезным последствиям. 　　Электромагнитная индукция. Поскольку молния представляет собой импульсную волну, продолжительностью в миллисекунды или микросекунды, ток молнии за крайне короткое время возрастает от нуля до десятков, а иногда и сотен килоампер, а затем снова за такое же короткое время снижается до нуля. Поэтому колебания тока молнии очень велики. Напряжение, возникающее на кольцевой дороге поблизости, пропорционально колебаниям тока молнии. Это электрическое напряжение может привести к перегреву проводников, а также к возникновению искрового разряда из-за нарушения целостности контура. Кроме того, может произойти искровой разряд в результате взаимодействия с другими металлическими предметами, находящимися поблизости. Если в этих пространствах имеются горючие вещества, искры могут вызвать их воспламенение или даже взрыв, что приведет к серьезным последствиям. 　　Ущерб, наносимый промышленным предприятиям нефтехимической отрасли молнией, в основном проявляется в угрозе для опасных зон. Например, когда в трубопроводе из-за электростатического индукции накапливается большое количество заряда, и трубопровод не подключен к земле или имеет слишком высокое сопротивление заземления, либо на местах соединения трубопровода существует слишком высокое сопротивление, что препятствует стеканию электростатического заряда в землю, это может привести к разряду на находящиеся рядом объекты. Если в этот момент присутствуют горючие газы или жидкости, это может спровоцировать их воспламенение. Кроме того, если площадь замкнутой области между соседними трубопроводами слишком велика, то из-за электромагнитной индукции может возникнуть слишком высокое напряжение между трубопроводами. Это напряжение может привести к разрушению трубопроводов. Если внутри трубопроводов находятся горючие газы или жидкости, ситуация становится крайне опасной. Следовательно, для трубопроводов, проложенных параллельно друг другу на расстоянии менее 100 мм, предусматривается необходимость установки соединительных элементов каждые 30 метров. Это делается с целью уменьшения площади индуктивной обмотки и, тем самым, снижения индукционного напряжения. 3. Проникновение молнийных волн Молниеносные волны по сути представляют собой импульсы высокого напряжения. Они могут возникать в результате прямого попадания молнии в трубопроводы, а также из-за индукции молнии в этих трубопроводах. Когда молния проникает в помещение по трубопроводам, высокое напряжение может нанести ущерб оборудованию или людям, находящимся вдоль этих трубопроводов. 　　Из-за особенностей нефтехимических предприятий на их территории имеется множество трубопроводов, кабельных каналов и прочих элементов инфраструктуры; большинство из них расположены в воздухе. Многие из этих трубопроводов проходят внутри зданий. Если молния попадет прямо в эти трубопроводы или из-за грозы на них возникнет чрезмерное напряжение, то это напряжение сможет проникнуть внутрь здания через эти трубопроводы. Это может привести к повреждению оборудования, подключенного к этим трубопроводам, либо к травмам у людей, которые могут прикоснуться к этим трубопроводам, в результате чего возникает риск поражения электрическим током. Если осуществить заземление до входа трубопровода в помещение (при этом заряженный проводник заземляется косвенно через SPD), это позволяет значительно снизить уровень импульсного напряжения, проникающего в помещение, и тем самым уменьшить риск. 4. Электромагнитные импульсы от молний Электромагнитные импульсы от молний – это электромагнитные эффекты, возникающие в результате прохождения тока молнии через резисторы, индуктивности и конденсаторы; к ним относятся разряды молний и излучаемое электромагнитное поле. Влияние электромагнитных импульсов от грозовых разрядов на нефтехимические предприятия проявляется в основном в воздействии на микроэлектронные системы, такие как системы управления производством, системы мониторинга типа DCS, системы пожарной сигнализации, а также на электрические системы. Перенапряжение и сверхтоки, вызванные этими импульсами, могут привести к сбоям в работе данных систем или к их необратимому повреждению, что в свою очередь нарушает производственный процесс и вызывает значительные экономические потери. Применение надлежащих мер внутренней защиты от грозовых разрядов, таких как эффективная изоляция, соединение элементов в один потенциал и установка устройств SPD, позволяет значительно снизить влияние электромагнитных импульсов, возникающих при грозах, на микроэлектронные системы.