钢铁基地自备电厂的外部防雷措施

吴芳华林慕李莹

吴芳华林慕李莹

（湛江市气象局广东省湛江市524001）

摘要:电厂工程建（构）筑物主要有普通厂房、办公楼、烟囱、危化场所、主厂房及配套设施，其中烟囱高210m，在周围建筑群中“鹤立鸡群”。整个厂区处在雷击概率高的海陆交界处。若发生雷击造成设备受损而暂停发电，不但给企业造成直接的经济损失，也给广大用户造成间接的经济损失。准确把握本工程所处地域雷电活动规律、合理有效的指导防雷设计，减少或避免项目建成后因雷电引发的人员伤亡和经济损失，指导建设过程防雷安全工作有重要意义。

关键词：电厂；外部防雷；措施

引言

宝钢（湛江）钢铁有限公司位于广东省湛江市东海岛。湛江钢铁是宝钢为满足我国华南市场及东南亚地区钢材需求，在广东钢铁环保搬迁和上海钢铁产业结构调整基础上设立的现代化大型国有钢铁企业，主体工程占地面积12.59km?，钢铁工序采用焦炉、烧结、高炉、转炉、连铸生产流程，轧钢工序采用热连轧、冷连轧和厚板生产设施。项目建设规模年产铁水823万吨、钢水892.8万吨、钢材689万吨，主要品种包括热轧板、冷轧薄板、热镀锌板及宽厚板等,同时具备热轧高强钢生产能力。湛江钢铁自备电厂项目作为宝钢湛江钢铁基地配套项目，是为了保证公司生产的用电安全，并充分消化利用钢铁生产的副产煤气，全面提升节能环保水平而投资建设。该项目耗资13亿元，总体规划装机容量为4×350MW亚临界掺烧煤气燃煤抽汽供热发电机组+2×160MW联合循环机组。自备电厂采用低氮燃烧器，并同步建设石灰石-石膏法脱硫、SCR脱硝、布袋除尘、湿式静电除尘等烟气净化措施，锅炉废气经净化后由1座210m高双管烟囱达标排放。

1雷电的影响

闪电是积雨云中，云对云或云对地的火花放电，在正负电荷区间电场的电位差可达几百万伏，温度可达18000℃。在一定条件下能直接引起火灾，造成严重的破坏和危害[1]。

2防雷措施

2.1烟囱

烟囱工程设计为1座双管集束内筒式烟囱。双管集束内筒式烟囱内筒为2个高度210m的钢筒，外筒为钢筋混凝土结构，高度203m。上口径直径19m，壁厚250mm。±0.0处直径25m，壁厚800mm。筒身每隔40m左右设置一层钢平台，共5层。钢内筒分4节直接悬挂与平台上的承粱上。

钢筒壁厚大于8mm，按《规范》[2]要求，烟囱210m高度上直接利用钢筒作为接闪器。203m高度上沿弧圈等距离设12支长1.8m避雷针（Φ18不锈钢）。

围绕烟囱对称敷设4条-8×60镀锌扁钢作为引下线，每隔20m，与土建结构环筋焊接连通。

每个钢管烟囱在每层平台上不少于2处用-8×60镀锌扁钢与每层平台外壳内壁预埋的接地钢板连接。

接地装置采用人工地极（-8×60镀锌扁钢和角钢L50×50×5，长度3.0m组成的地网）。由于运煤输送带要穿过烟囱，输送带的支撑架为了固定将与烟囱混凝土钢筋要连接。因此，烟囱接地装置独立难以实现。根据《建筑物防雷设计规范》第二类防雷要求，烟囱接地装置可与主地网连接，接电阻不大于10Ω。

2.2主厂房

主厂房为桩基础，主厂房的汽机房、除氧间、锅炉、煤仓间、联合车间等利用建筑物屋面彩钢板(厚度1.2mm)作为防雷接闪器，

建筑物利用柱内Φ16钢筋做引下线，引下线间距不大于18m，引下线上端与接闪器连接，下端与接地装置焊接。柱内防雷引下线在-0.5m处设预埋件（Φ16钢筋与柱内引下线及预埋件相互焊接连通）。主厂房的交流电力设备的接地采用每层沿墙敷设-60×8mm镀锌扁钢排作为接为接地干线，用电设备每个接地部分应以单独的接地线与接地干线相连，发电机和锅炉运转层的金属平台用焊接法与室内接地干线连接。

2.3普通厂房及办公楼

集控楼、综合楼、生产管理中心设有信息机房，大量电子设备均设在信息机房内。电力电缆均走地沟敷设。各种管道、信号线路、光纤通过天桥支架架空敷设引入厂区各幢建筑物。

综合楼、生产管理中心、综合材料车间及检修间、消防车库、废水处理泵房、污水处理泵房、中转站、运煤控制楼等建筑物屋面采用Φ12圆钢作为避雷带，在屋顶沿女儿墙屋架等易受雷击的部位设置避雷带。利用结构圈梁作为避雷网格(不大于10m×10m（或12m×8m）)，突出屋面的物体分别设避雷带并与屋面避雷带连接，金属爬梯、金属管道等突出屋面的金属物体就近与避雷带可靠焊接。

利用柱筋Φ16作为引下线,避雷带和引下线可靠焊接。利用基础钢筋焊接连通作为接地装置并与厂区主地网连接。

2.4危化场所

危化场所有油罐区、供氢站、氨站。油罐区设2个拱型露天油罐（高10.9m），一间油泵房；供氢站有3个储氢罐，一间控制室。油罐区、供氢站、氨站均设独立避雷针保护。

油罐区的储罐利用金属罐体作为接闪器，每个罐2处以上接地处理；

供氢站、氨站屋面板焊接5m×5m防雷钢筋网，与柱内防雷钢筋焊接连通。屋面采用明装避雷带（Φ12镀锌钢筋）高出女儿墙0.2m。支持卡直线间距1m，拐角间距0.5m。转角加装Φ16镀锌圆钢的避雷短针。

供氢站共有3个储氢罐,利用3支避雷针（高28m）保护。每个储氢罐2处接地。

2.5户外设施

户外设施包括500kv变电站、煤场、码头。500kv变电站采用避雷针和避雷线共同保护,雷电波侵入的防护采取装设避雷器和进线段保护措施。500kV开关站和变压器区接地，从下方的均压网中向上用Φ16镀锌圆钢引接至各设备需接地处，在500kV出线构架脚部从均压网中用Φ16镀锌圆钢引出与线路的避雷线引下线相连，并有便于分开的连接点。

煤场钢轨与主接地网可靠连接，煤场内的斗轮机等设备外壳必须可靠接地。输煤栈桥将土壤预埋外露的扁钢同主接地网连接起来。

厂区四周灯塔应做接地处理。

2.6接地装置

利用建筑结构基础及水平扁钢和角钢组成的人工地网焊接连通作为全厂接地网[3-4]。

全厂接地网基本是以水平接地体为主,且边缘闭合的复合接地网，水平接地体采用-60×8镀锌扁钢,埋深0.8m。

建筑物入口和道路经过地网边缘处做帽檐式均压带，在焊接处采取防腐蚀措施，如涂沥青等。

电缆桥架沿线敷设Φ12热镀锌圆钢专用接地线，电缆沟采用电缆支架焊接用的预埋扁钢为接地体，并将扁钢在电缆沟中连接为一体。扁钢的连接将扁钢为其宽度的2倍焊接（且至少3个棱边焊接），扁钢接地体保证每50m内，有两点由主地网引出与扁钢做焊接接地，焊接处做防腐处理。

所有直埋地下的金属管均应与接地干线可靠连接。电力设备金属外壳，配电装置构支架，电缆外皮铠装应进行安全接地[5]。

3结束语

电厂的避雷设施应严格按照《建筑物防雷装置检测技术规范》[6]进行检测和检查，要求每年年1月～3月（雷雨季节前）间完成年度全检；每年7月～8月完成易燃易爆场所（油库、危险品库、制氢站等）第二次年度检测，以策安全。

参考文献

[1]虞昊.现代防雷技术基础-2版[M].北京:清华大学出版,2005.2.

[2]GB50057-2010建筑物防雷设计规范[S]．北京：中国计划出版社,2011.

作者简介：

吴芳华（1964年生）女,汉族，广东省湛江市，湛江市气象局工程师，研究方向：气象防灾减灾服务。