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摘 要：介绍了油气田常见的甲醇罐呼吸阀、锅炉房放散管等防雷问题，分析了地方防雷检测局提出问题的依据和适用情况。同时经过逐条分析，总结出此类问题的解决办法。
关键词：防雷设计；甲醇罐呼吸阀；锅炉房放散管；防雷方法
0. 引言
长庆油田苏里格气田处于雷电活动频繁的内蒙古南部区域。油气站场设备的防雷问题是重中之重，地方防雷监测局和油田安全环保处每年都要依据最严格的条件检查防雷接地问题隐患。集气站作为气田集气工程的五级站场，包含了众多需要防雷设计的天然气处理设备。本文就地方防雷局屡次提及的甲醇罐呼吸阀、锅炉房放散管等防雷问题探讨一二。
1. 问题的提出
长庆苏里格气田某集气站在工程验收阶段，设计人员收到了内蒙古地方防雷局发来的一份关于《XX集气站甲醇罐呼吸阀防雷问题的函》在此函中，防雷局提出由于甲醇罐呼吸阀距离地面太高（4m），处于站内房屋避雷带、设备接闪器的保护范围之外，需单独考虑防雷保护，架设独立避雷针塔，以使放散管和呼吸阀处于避雷针的保护范围之内。
同时，地方防雷局列举了此条问题的依据：《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-2010）第4.2.1条第2款：
4.2.1 第一类防雷建筑物防直击雷的措施应符合下列规定：
2、排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等的管口外的以下空间应处于接闪器的保护范围内：
⑴ 当有管帽时应按表 4.2.1的规定确定。
⑵ 当无管帽时，应为管口上方半径 5 m的半球体。
⑶ 接闪器与雷闪的接触点应设在本款第1项或第2项所规定的空间之外。
表 4.2.1 有管帽的管口外处于接闪器保护范围内的空间
注：相对密度小于或等于 0.75的爆炸性气体规定为轻于空气的气体；相对密度大于 0.75的爆炸性气体规定为重于空气的气体。
甲醇罐放散管无管帽，管口上方半径5m的半球体内都应处于接闪器的保护范围。
锅炉房燃气与周围空气压力的压力差为14kPa，轻于空气，按照表4.2.1的规定，管帽以上垂直距离2.5m，距管口水平5m的范围都应该处于接闪器的保护范围。
由于规范4.2.1条为黑体字，属强制性执行条文，所以地方防雷局据此提出设计图纸违反国家标准强制条文，存在重大一类错误。责令工程建设单位立即停工，进行整改。
2. 问题的分析
笔者接到地方防雷局发来的函后，立刻根据函中所述内容查找相应规范条款。对于此类问题，经和同行探讨，有设计人员做法为在站内设独立避雷针塔，利用滚球法计算保护半径，然后决定设置避雷针塔的数量和位置。此做法耗资巨大，与站内工艺设备布置不协调，同时影响了整个站场工艺平面布置格局。燃气锅炉房做法则是在钢制烟囱顶部焊接避雷针，由于钢制烟囱为厂家成套设备供货，此种做法现场焊接避雷针施工难度较大，不易操作，且若无相关资质无法进行焊接操作。一个偶然的机会笔者查阅到了《石油化工装置防雷设计规范》（GB50650-2011）。
防雷局提出的问题，笔者从三个方面进行了推敲；
2.1 放散管和呼吸阀防雷等级的问题
甲醇罐呼吸阀以及燃气锅炉房的放散管都属于正常情况下不排放，发生事故时排放物才达到爆炸浓度的通风管、安全阀。其爆炸危险区域的划分按照《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014）的规定为2区，按照《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010），以下简称《建筑雷规》，第3.0.3条的规定，防雷等级为二类。而防雷局提出的规范依据，前提条件为“第一类防雷建筑物”与本工程防雷等级条件不符。
2.2 《建筑物防雷设计规范》的使用条件是否适用本站场的情况
根据国标《石油化工装置防雷设计规范》（GB50650-2011），以下简称《石化雷规》第4.1.1和4.1.2条的规定：“石油化工装置厂房房屋类场所的防雷设计应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057的有关规定，石油化工装置户外装置区的防雷设计应执行本规范”。据此得知，本工程集气站为户外装置区的防雷，所以适用条件并不适合于《建筑雷规》，而是适用于《石化雷规》。故地方防雷局根据《建筑雷规》提出的户外装置区防雷问题，并不适用本站。
2.3 户外安装的放散管、呼吸阀设置防雷措施的前提条件
根据《石化雷规》第5.11.1条规定：“安装在高空易受直击雷的放散管、呼吸阀、排风管和自然通风管等应采取防直击类和防雷电感应的措施”。
锅炉房放散管一般高出屋面2m，同时钢制烟囱高出屋面6m。由于钢制烟囱已经做了防雷接地，则放散管不属于易受雷击的设施，可不采取防直击雷措施。同时根据往年资料统计，甲醇罐放散管和呼吸阀由于在集气站众多塔器设备中高度不算处于高空，不易遭受雷击，故也可不用采取防直击雷的措施。
3. 问题的解决办法
基于以上几点分析，笔者对户外爆炸危险环境的放散管、呼吸阀防雷问题有了更新的认识。同时参考《石化雷规》第5.11.5条：“排放无爆炸危险气体或蒸气的放散管、呼吸阀和排风管等，装有阻火器的排放爆炸危险气体或蒸气的放散管、呼吸阀和排风管等，其防雷设计应符合下列规定：金属制的放散管、呼吸阀和排风管等，应作为接闪器与附近生产设备的防雷装置相连”。
经咨询工艺专业，甲醇罐放散管设置了阻火器。则只需做防雷接地，与附近设备的防雷装置相连即可满足要求。而燃气锅炉房放散管未设置阻火器，则要求热工专业为金属放散管加装阻火器，同时与钢制烟囱的防雷装置相连，即可满足防雷要求。
笔者将以上分析过程和整改办法整理后回函至地方防雷局。三天后，防雷局撤销停工责任书，工程得以继续施工，至此工程施工完毕，防雷局再无提出过新的防雷问题。
4. 结论
随着近年来安全生产的要求不断提高，防雷接地部门的检测愈发严格，在石油天然气行业，甲醇罐、污水处理罐等罐体设备和燃气锅炉房的放散管、呼吸阀、通风管等的防雷问题十分常见，如何正确把握规范，找到一个合理简便的解决办法，是工程师们必须思考的问题。
综上所述，对于金属放散管、呼吸阀、通风管等的防雷问题，简单而行之有效的办法就是由工艺专业在放散管、呼吸阀处加装阻火器，同时放散管、呼吸阀与站内防雷接地装置可靠连接即可。■
参考文献
[1] 中国航空工业规划设计研究院 《工业与民用配电设计手册》（第三版） 中国电力出版社，2005.
[2] 中国机械工业联合会. 《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）北京：中国计划出版设，2010.
[3] 中国石油化工集团公司《石油化工装置防雷设计规范》（GB50650-2011） 北京：中国计划出版社，2011.
关键词：防雷设计；甲醇罐呼吸阀；锅炉房放散管；防雷方法
0. 引言
长庆油田苏里格气田处于雷电活动频繁的内蒙古南部区域。油气站场设备的防雷问题是重中之重，地方防雷监测局和油田安全环保处每年都要依据最严格的条件检查防雷接地问题隐患。集气站作为气田集气工程的五级站场，包含了众多需要防雷设计的天然气处理设备。本文就地方防雷局屡次提及的甲醇罐呼吸阀、锅炉房放散管等防雷问题探讨一二。
1. 问题的提出
长庆苏里格气田某集气站在工程验收阶段，设计人员收到了内蒙古地方防雷局发来的一份关于《XX集气站甲醇罐呼吸阀防雷问题的函》在此函中，防雷局提出由于甲醇罐呼吸阀距离地面太高（4m），处于站内房屋避雷带、设备接闪器的保护范围之外，需单独考虑防雷保护，架设独立避雷针塔，以使放散管和呼吸阀处于避雷针的保护范围之内。
同时，地方防雷局列举了此条问题的依据：《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-2010）第4.2.1条第2款：
4.2.1 第一类防雷建筑物防直击雷的措施应符合下列规定：
2、排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等的管口外的以下空间应处于接闪器的保护范围内：
⑴ 当有管帽时应按表 4.2.1的规定确定。
⑵ 当无管帽时，应为管口上方半径 5 m的半球体。
⑶ 接闪器与雷闪的接触点应设在本款第1项或第2项所规定的空间之外。
表 4.2.1 有管帽的管口外处于接闪器保护范围内的空间
注：相对密度小于或等于 0.75的爆炸性气体规定为轻于空气的气体；相对密度大于 0.75的爆炸性气体规定为重于空气的气体。
甲醇罐放散管无管帽，管口上方半径5m的半球体内都应处于接闪器的保护范围。
锅炉房燃气与周围空气压力的压力差为14kPa，轻于空气，按照表4.2.1的规定，管帽以上垂直距离2.5m，距管口水平5m的范围都应该处于接闪器的保护范围。
由于规范4.2.1条为黑体字，属强制性执行条文，所以地方防雷局据此提出设计图纸违反国家标准强制条文，存在重大一类错误。责令工程建设单位立即停工，进行整改。
2. 问题的分析
笔者接到地方防雷局发来的函后，立刻根据函中所述内容查找相应规范条款。对于此类问题，经和同行探讨，有设计人员做法为在站内设独立避雷针塔，利用滚球法计算保护半径，然后决定设置避雷针塔的数量和位置。此做法耗资巨大，与站内工艺设备布置不协调，同时影响了整个站场工艺平面布置格局。燃气锅炉房做法则是在钢制烟囱顶部焊接避雷针，由于钢制烟囱为厂家成套设备供货，此种做法现场焊接避雷针施工难度较大，不易操作，且若无相关资质无法进行焊接操作。一个偶然的机会笔者查阅到了《石油化工装置防雷设计规范》（GB50650-2011）。
防雷局提出的问题，笔者从三个方面进行了推敲；
2.1 放散管和呼吸阀防雷等级的问题
甲醇罐呼吸阀以及燃气锅炉房的放散管都属于正常情况下不排放，发生事故时排放物才达到爆炸浓度的通风管、安全阀。其爆炸危险区域的划分按照《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014）的规定为2区，按照《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010），以下简称《建筑雷规》，第3.0.3条的规定，防雷等级为二类。而防雷局提出的规范依据，前提条件为“第一类防雷建筑物”与本工程防雷等级条件不符。
2.2 《建筑物防雷设计规范》的使用条件是否适用本站场的情况
根据国标《石油化工装置防雷设计规范》（GB50650-2011），以下简称《石化雷规》第4.1.1和4.1.2条的规定：“石油化工装置厂房房屋类场所的防雷设计应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057的有关规定，石油化工装置户外装置区的防雷设计应执行本规范”。据此得知，本工程集气站为户外装置区的防雷，所以适用条件并不适合于《建筑雷规》，而是适用于《石化雷规》。故地方防雷局根据《建筑雷规》提出的户外装置区防雷问题，并不适用本站。
2.3 户外安装的放散管、呼吸阀设置防雷措施的前提条件
根据《石化雷规》第5.11.1条规定：“安装在高空易受直击雷的放散管、呼吸阀、排风管和自然通风管等应采取防直击类和防雷电感应的措施”。
锅炉房放散管一般高出屋面2m，同时钢制烟囱高出屋面6m。由于钢制烟囱已经做了防雷接地，则放散管不属于易受雷击的设施，可不采取防直击雷措施。同时根据往年资料统计，甲醇罐放散管和呼吸阀由于在集气站众多塔器设备中高度不算处于高空，不易遭受雷击，故也可不用采取防直击雷的措施。
3. 问题的解决办法
基于以上几点分析，笔者对户外爆炸危险环境的放散管、呼吸阀防雷问题有了更新的认识。同时参考《石化雷规》第5.11.5条：“排放无爆炸危险气体或蒸气的放散管、呼吸阀和排风管等，装有阻火器的排放爆炸危险气体或蒸气的放散管、呼吸阀和排风管等，其防雷设计应符合下列规定：金属制的放散管、呼吸阀和排风管等，应作为接闪器与附近生产设备的防雷装置相连”。
经咨询工艺专业，甲醇罐放散管设置了阻火器。则只需做防雷接地，与附近设备的防雷装置相连即可满足要求。而燃气锅炉房放散管未设置阻火器，则要求热工专业为金属放散管加装阻火器，同时与钢制烟囱的防雷装置相连，即可满足防雷要求。
笔者将以上分析过程和整改办法整理后回函至地方防雷局。三天后，防雷局撤销停工责任书，工程得以继续施工，至此工程施工完毕，防雷局再无提出过新的防雷问题。
4. 结论
随着近年来安全生产的要求不断提高，防雷接地部门的检测愈发严格，在石油天然气行业，甲醇罐、污水处理罐等罐体设备和燃气锅炉房的放散管、呼吸阀、通风管等的防雷问题十分常见，如何正确把握规范，找到一个合理简便的解决办法，是工程师们必须思考的问题。
综上所述，对于金属放散管、呼吸阀、通风管等的防雷问题，简单而行之有效的办法就是由工艺专业在放散管、呼吸阀处加装阻火器，同时放散管、呼吸阀与站内防雷接地装置可靠连接即可。■
参考文献
[1] 中国航空工业规划设计研究院 《工业与民用配电设计手册》（第三版） 中国电力出版社，2005.
[2] 中国机械工业联合会. 《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）北京：中国计划出版设，2010.
[3] 中国石油化工集团公司《石油化工装置防雷设计规范》（GB50650-2011） 北京：中国计划出版社，2011.