氯化氢合成防雷改造

王晓霞，谷 豪

（新汶矿业集团有限责任公司泰山盐化工分公司，山东泰安 271024）

氯化氢合成防雷改造

王晓霞，谷 豪

（新汶矿业集团有限责任公司泰山盐化工分公司，山东泰安 271024）

泰山盐化工是生产易燃易爆产品的企业，生产现场的防火控制非常严格，尤其是避雷设施。运行以来，氯化氢合成工段曾经发生过几次雷击着火事件，虽然没有造成严重后果，但防雷设施改造势在必行。改造后，再也没有出现过雷击着火事件，解决了氢气放空造成雷击着火的重大安全隐患，保障了正常安全生产。

氯化氢；防雷；改造

1 项目的提出

新汶矿业集团有限责任公司泰山盐化工分公司是生产易燃易爆产品的企业，因此，在生产现场的防火控制非常严格，尤其是避雷设施。该公司自生产运行以来，氯化氢合成工段曾经发生过几次雷击着火事件，虽然没有造成严重后果，但必须对防雷设施进行改造，避免雷击着火的发生、彻底消除安全隐患。

2 项目的前期分析与准备

技术人员查阅了氯化氢合成工段避雷针设计等资料，分析如下：

1）几次雷击着火事件都发生在PVC减量而烧碱满负荷生产、氢气放空量大时。

2）氯化氢合成工段为3层框架楼结构，楼顶平面尺寸为：东西长30m、南北宽10m，楼顶高15m，原设计氢气放空管安装在楼顶的西北角偏东方向5.5m，高出楼顶7m；废气排放风机和管道高出楼顶7m。改造前楼顶安装避雷针6支，其中东侧2支高度为8m，其余4支高度为12m。氢气放空管在4支12m避雷针的保护范围内，能够保护到氢气放空管管口以上2m，氢气放空量少时基本满足要求。

3）原设计氢气放空是在烧碱电解厂房东侧，有专门的避雷塔保护氢气放空管，PVC装置运行后由于工艺压力调节的需要，将氢气放空改到氯化氢合成厂房，管径为DN80，氢气出口速度太大（有时可达到53m/s）。管口朝向北方、属迎风方向，不利于排出的氢气迅速扩散。由于氢气放空量较大（最大时可达到1 800m3/h），原设计避雷针不能满足要求，需进行改造。

3 项目的实施过程

3.1 经过对氯化氢合成电气施工图防雷专篇的认真分析，确定项目改造方案

（1）将DN80氢气放空管改造为DN80-DN250的圆锥形扩散管，扩散管长度为1.6m，并在管口上方加装管帽，通过计算氢气出口流速可从53m/s降低到6m/s；氢气从管口出来后由原来的向斜上方高速集中扩散，加扩散管和管帽后变成向四周扩散。

（2）总高度由原来的7m降低到4m。

（3）原设计避雷针均为普通型，效果不理想，根据海晶设计院的建议，安装提前放电型避雷针。选用型号为：QBTS-3000+提前放电避雷针。

（4）在氯化氢合成楼顶对氢气放空管起保护作用的4支避雷针中，西北角一支距离放空管最近（5m），主要对氢气放空管进行保护，所以，更换这一支避雷针效果比较理想。

（5）根据原技术要求，避雷针应高于放空管5m以上；由于原来相邻3支避雷针的高度为12m，为保证和另外3只避雷针对楼顶其他设施的联合保护效果，因此确定改造后的避雷针高出楼顶的总高度为12m，比氢气放空管管帽高出8m。

3.2 氯化氢合成防雷改造项目的关键技术

将原设计管径为DN80氢气放空管，改为DN80-DN250圆锥形扩散放空管，并在管口加装管帽，氢气出口流速从53 m/s降低到6m/s、由原来的向斜上方高速集中扩散变成向四周扩散；总高度由原来的7m降低到4m，采用新型的QBT-S-3000+提前放电避雷针。

3.2.1 工作原理

雷电是由雷云中心点开始产生，并借着向下前导的脉冲向地表扩散的。当雷电云层形成时，云层与地面之间产生一个电场（大气），此电场强度可达到5kV/m。从而使地面凸起部分或金属部件上开始出现电晕放电。

当雷电云层内部形成一个下行先导时，地表的电场强度迅猛增大，闪电电击便开始了。下行先导电荷以阶梯形式向地面移动，下行先导携带着的电荷使地面建立了电场。

从地面上的建筑物或物体产生了一个上行的先导。此上行先导向上传播一直到与下行先导会合。此时，闪电电流便流过所形成的通道。地面上的其他建筑物可能会生成好几个上行先导，与下行先导会合的第一个上行先导决定了闪电电击的地点。

提前放电避雷针的工作原理就是在电场迅速增加时，在极短的时间内使接闪器尖端周围的空气离子化，形成尖端放电现象，从而产生一个比普通避雷针更快的上行放电通道，迅速安全地将雷电截击及安全地泄放到大地。

3.2.2 特性

性能优越：抢先放电时间 30～60μs，即优先引雷入地；在相同的安装高度下，比普通避雷针保护范围大；落雷更准确，减小了雷击点落于非避雷针体的概率。

安全可靠：无放射性元素，不锈钢材料，耐腐蚀，抗风能力强；纯物理结构型避雷针，无源，无需供电，无耗能元件，免维护；外型美观，安装简单，可安装于环境恶劣场所。

4 项目应用效果分析

改造后将原设计管径DN80氢气放空管，改为DN80-DN250圆锥形扩散放空管，并在管口加装管帽，氢气出口流速从53m/s降低到6m/s、由原来的向斜上方高速集中扩散变成向四周扩散；总高度由原来的7m降低到4m。采用了新型的QBT-S-3000+提前放电避雷针，在电场迅速增加时，在极短的时间内使接闪器尖端周围的空气离子化，形成尖端放电现象，从而产生一个比普通避雷针更快的上行放电通道，迅速安全地将雷电截击及安全地泄放到大地。解决了氢气放空造成雷击着火的重大安全隐患，保障了泰山盐化工的正常安全生产。

Reforming of Hydrogen Chloride Synthesis

Wang Xiao-xia，Gu Hao

Taishan salt chemical industry is the production of flammable and explosive products business，the production site of the fire control is very strict，especially lightning protection facilities.Since the operation，the hydrogen chloride synthesis section has occurred several lightning events，although not cause serious consequences，but the lightning protection facilities is imperative.After the transformation，there has never been a lightning incident，to solve the hydrogen vent caused by lightning hit a major security risks，to protect the company’s normal safe production.

hydrogen chloride；lightning protection；transformation

TE65

A

1003–6490（2017）10–0155–02

2017–07–05

王晓霞（1984—），女，山东莱芜人，助理工程师，主要研究方向为整流系统、公用工程工艺、电气、维修技术等。