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铁路接卸油库雷击风险评估分析

一、中石油拉萨铁路接卸油库的基本概况

铁路接卸库主要为725油库、中国航油提供油品铁路接卸服务,并兼顾油品汽车发油业务。油库设计库容为4.3×104m3,其中一期建设规模为2.9*104m3,二期建设库容1.4*104m3,按照《成品油建设标准》划分,铁路接卸库属于二级库。拟修建2座5000m3柴油储罐,1座3000m3柴油储罐;4座3000m3汽油储罐,2座2000m3航煤储罐,2座100m3航煤沉淀罐。预留2座5000m3柴油储罐和2座2000m3航煤储罐。库外约4.5km输油管道。以及12鹤位火车卸车栈桥1座,6座汽油发油台(预留2座位置),1座综合办公楼及1座武警值班用房以及配套的消防、供电、污水处理等设施。由于该铁路接卸油库是新建项目,并且设计图纸在做雷击风险评估时甲方无法完全提供,所以该项目的雷击风险评估是预评估及方案评估的结合。当方案中不包括与防雷装置相关的描述和设计时,在实际评估中将视为没有设置相关的防雷措施的情况来选取评估参数。

二、资料收集

1.地面观测雷暴数据及闪电定位仪数据(1)地面观测雷暴数据本雷击风险评估使用了1981年至2005年拉萨市地面观测资料,资料显示拉萨市这25年年雷暴日达到70天/年,夏季雷暴活动频繁,雷暴集中发生在4~10月,在七月雷暴活动最为频繁。雷暴起始方位及终止方位如下图。由图可见,铁路接卸库的地理位置位于西边,并不是雷暴多发地带,从这个因素来讲,可不提高该铁路接卸库的雷电防护等级。(2)闪电定位仪数据我区自2009年8月开始利用闪电定位仪对我区雷暴情况进行监测。到目前只有1年时间的闪电定位资料。这对于进行雷击风险评估是不具有统计效力的。所以只能将其作为参考资料。从图3可以看出,该项目所在地落雷强度在25.68KA到71.90KA之间,根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》的描述以及该项目设计方案,第一级电源浪涌保护器选择通流容量≥60KA的参数,就视为在电源部分采取了适配的浪涌保护器,系数选取为5.00E-03;信号系统也如此,系数选取为5.00E-03。2.土壤电阻率测试使用德国GEOHMC土壤电阻率测试仪,选择该油气库库区的土壤进行测量,测量采用文纳四级法,采用5m的桩距,分厂区四周四个点,汽柴油罐区四周四点进行测量,测量数据如下表:库区测量日期:2010年7月15日、天气:睛测量时无降雨、无冻土、场地无积水。根据所测得的土壤电阻率数据来看,八个点的土壤电阻率不平衡。这种情况就要求设计方在设计接地装置的时候尽量设计垂直接地体。如果土壤电阻率相对平衡,相差不大,就可设计为水平接地体。3.其他资料雷击风险评估还需要地勘资料、水文资料以及大气电场仪监测数据、气象卫星云图、天气雷达回波图等气象资料。前两者在该项目的可研报告上已做出说明,可以直接应用;而单一时刻气象卫星云图及天气雷达回波图没有实际的统计意义,所以不采用。我区还未布设大气电场仪,因此这项资料欠缺。

三、雷击风险评估

在实际评估中,根据各区域实际效用、地理位置及雷电防护重点的不同将该库区分为6个部分:罐区部分、综合办公楼、武警值班室、铁路卸车区、汽车装卸区、岗楼。现以综合办公楼为例,介绍相关评估参数的选取和计算。1.区域雷击危险事件分析(1)雷击建筑物后造成的危险事件被雷击的建筑物会导致人员伤亡,以及会造成结构的破坏。(2)雷击建筑物附近区域后造成的危险事件雷击电磁脉冲感应过电压会导致内部电气及电子装置的失效。(3)雷击建筑物入户线路造成的危险事件雷击的建筑物入户线路,能导致建筑物内的人员接触电压而丧失生命。雷电直接击中入户线路,并在入户线路上感应的过电压传输,导致建筑物引起的内部装置失效。(4)雷击建筑物入户线路附近区域能导致的危险事件雷击入户线路附近在线路上产生会产生感应过电压,传输到建筑物内导致内部装置失效。2.区域年平均的危险事件次数N估算(1)相关计算参数的选择(2)各危险次数的估算(3)年平均危险事件次数构成分析从上表可以看出,综合办公楼的年预计危险事件主要为雷击建筑物附近和雷击入户线路附近造成的,年预计危险次数分别依次为1.309次/年和0.254次/年,占总预计危险事件次数的82.18%和15.92%。

四、罐区雷击金属罐壁的融化厚度计算

由于闪电击穿储罐后会引起可燃气体泄漏并导致爆炸或者火灾,会对周围环境和人员伤亡产生危害。根据GB1559-2009规范内第4.1.1条规定“钢储罐顶板钢体厚度不小于4mm时,不应安装和设置避雷针。铝顶储罐顶板厚度小于7mm和钢储罐顶板厚度小于4mm,应装设防直击雷设备,其保护范围的确定详见GB50057-94(2000年版)的附录四”也就是说铝顶储罐顶板遭受雷击时其与闪击通道接触处由于融化而烧穿仅当其厚度小于7mm才可能;钢储罐顶板遭雷击时其与闪击通道接触处由于融化而烧穿仅当其厚度小于4mm才可能。

五、结束语

雷电灾害的风险是客观存在的,是不以人的意志为转移的。在这样的情况下,我们只有切实了解雷电灾害风险的本质和特征,准确深刻地探究发生雷电灾害风险的原因,监测雷电灾害的动态,对风险造成的损失和为降低风险所需要付出的代价做出科学的评估,采取有效地方法来处理风险,对雷电灾害风险加以管理,我们就可以在与风险的抗争中争取主动,达到防雷减灾的目的。

作者:卫东 旦曲 罗杰次仁 单位:拉萨市气象局


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