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【摘 要】描述合成氨行业氮氢压缩厂房结构形式，防雷接地的接闪器、引下线和接地装置的做法。
【关键词】接闪器；引下线；接地装置
常规合成氨工程一般包括造气，脱硫，氮氢气压缩、变换、脱碳、甲烷化、冷冻这些工段，在这里我们主要介绍的是氮氢气压缩工段防雷接地的做法。氮氢压缩厂房内主要设备为氮氢压缩机及工艺管道，由于该工段介质包含氢气、氨这些易燃易爆气体，根据国标GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》划分为爆炸危险2区环境，其防雷做法事关安全生产不容忽视，在此对氮氢压缩防雷做法进行一下讨论。
我们先对氮氢压缩厂房的建筑结构形式做下了解，通常氮氢压缩较为高大，两层结构，底层厂房有镂空和封闭两种建筑形式，一层主要是稀油站、压缩机的基础以及工艺管道，二层为压缩机及其配套的辅机柜还有吊装检修用的行车。厂房屋面现在很多都采用夹芯彩钢板并设有天窗。（注：夹芯彩钢板一般是由两层0.6mm厚的薄钢板中间夹塑料泡沫压制而成，材质轻，方便土建施工。）另外需注意的一点是厂房一侧通常都设有工艺放空管，该放空管穿墙出厂房后沿墙向上，顶端要高出屋面3.5米（參见国标GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》第5.5.11条第2款规定，参图1）。
了解了建筑结构形式，再来考虑怎样实现建筑的防雷。氮氢压缩厂房划分为第二类防雷建筑物（参见国标GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》第3.0.3条）。下面从接闪器、引下线和接地装置三个方面分别讨论。
一、接闪器
上面提到压缩厂房现在大多夹芯彩钢板屋面，那么这种金属屋面能否作为接闪器呢？根据国标GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》第5.2.7条第3款“金属板下面有易燃物品时，不锈钢、热镀锌钢和钛板的厚度不应小于4mm，铜板的厚度不应小于5mm，铝板的厚度不应小于7mm”，夹心彩钢板屋面厚度不满足要求，一旦遭受雷击将被击穿，有引起爆炸事故危险，不能作为接闪器。化工厂中，一般二类厂房的屋面为混凝土结构，只需将接闪带沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并在整个屋面组成不大于10mx10m或12mx8m的网格即可，夹心彩钢板屋面的厂房也可采用上述屋面接闪带，只是安装须按照国标图集06SD702-5《电气设备在压型钢板、夹芯板上安装》规定进行安装，对于夹心彩钢板屋面并有放空管高出屋面的氮氢压缩厂房怎样防止雷击呢？我们的做法是装设避雷针，这里做简单的介绍供大家探讨：氮氢压缩厂房的屋面为夹芯彩钢板屋面，这种屋面无法固定避雷针，只能利用压缩厂房的墙体来固定，在厂房内外墙上预埋钢板，并用螺栓加固，利用外墙钢板焊接托臂来固定避雷针，见图2。
避雷针的布放要保护到整个屋面，可利用滚球法进行计算。这里需要注意的是对工艺放空管的保护，压缩厂房工艺放空管排放的介质是氮气和氢气混合气，与周围空气压力差大于25kPa，根据《建筑物防雷设计规范》第4.2.1第2款，避雷针距放空管水平距离应大于等于5米，且应保护到管口以上5米，再根据《建筑物防雷设计规范》第4.3.2条第2款，金属放空管应与屋檐周圈的接闪带焊接相连。由于放空管较高，满足保护要求后避雷针的高度一般也较高，屋面下方还需留2米用于固定，故通常针高达到9米到12米。这一高度满足避雷针在侧墙上安装高度H≤12米的要求（国标图集99D501-1《建筑物防雷设施安装》2-04页）。
二、引下线
避雷针，放空管与屋面接闪带可靠焊接后经引下线引下，引下线可采用专设引下线或利用建筑物柱内钢筋引下（可根据业主要求选择）。各种做法如下：
1.专设引下线沿厂房四周均匀对称布置，一般沿结构柱引下，引下线间距沿周长计算不大于18米，在各引下线上距地面0.3m～1.8m处装设断接卡用于测量接地电阻。每根专设引下线冲击接地电阻不大于10Ω。
2.利用建筑物内钢筋（2根对角主钢筋≥φ16）引下并同时采用基础接地体时，可不设断接卡，但在厂房内外适当地点设若干连接板。主筋引下线和基础圈梁钢筋搭连，连接长度不小6备钢筋直径，做法详见国标图集99D501-1《建筑物防雷设施安装》。
3.利用建筑物内钢筋（2根对角主钢筋≥φ16）引下并采用埋于土壤中的人工接地体时，在每根引下线上距地面不低于0.3m处设接地体连接板。此种情况设断接卡，上端与连接板焊接，并在连接板处设明显标志。
三、接地装置
接地装置可利用压缩厂房基础内钢筋网作为接地体或采用埋于土壤中的人工接地体。相应要求如下：
1.当厂房基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%及基础的外表面无防腐层或有沥青质防腐层时，利用基础内钢筋网作为接地装置，在其周围地面以下距地面不小于0.5m，每根引下线所连接的钢筋表面积总和按下式计算：S≥4.24kc2（式中S表示钢筋表面积总和 （m3），kc表示分流系数）
2.一般做法是采用人工接地体，周圈距厂房4～5米，室外埋深-0.8米，厂房入口处-1米，垂直接地体长2.5米，间距5米。压缩厂房接地体常用材质是热镀锌扁钢或圆钢，若敷设于土壤中的接地体连接到混凝土基础内起基础接地作用的钢筋或钢材的情况下，土壤中的接地体宜采用铜质或镀铜或不锈钢导体。
鉴于氮氢压缩工段是合成氨生产中的必备环节，对其防雷的探讨研究还是具有重要的现实意义，上述关于氮氢压缩厂房防雷接地做法是本人在设计中的一点浅见，相信通过大家的探讨研究相关的设计会更加合理，安全。
【关键词】接闪器；引下线；接地装置
常规合成氨工程一般包括造气，脱硫，氮氢气压缩、变换、脱碳、甲烷化、冷冻这些工段，在这里我们主要介绍的是氮氢气压缩工段防雷接地的做法。氮氢压缩厂房内主要设备为氮氢压缩机及工艺管道，由于该工段介质包含氢气、氨这些易燃易爆气体，根据国标GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》划分为爆炸危险2区环境，其防雷做法事关安全生产不容忽视，在此对氮氢压缩防雷做法进行一下讨论。
我们先对氮氢压缩厂房的建筑结构形式做下了解，通常氮氢压缩较为高大，两层结构，底层厂房有镂空和封闭两种建筑形式，一层主要是稀油站、压缩机的基础以及工艺管道，二层为压缩机及其配套的辅机柜还有吊装检修用的行车。厂房屋面现在很多都采用夹芯彩钢板并设有天窗。（注：夹芯彩钢板一般是由两层0.6mm厚的薄钢板中间夹塑料泡沫压制而成，材质轻，方便土建施工。）另外需注意的一点是厂房一侧通常都设有工艺放空管，该放空管穿墙出厂房后沿墙向上，顶端要高出屋面3.5米（參见国标GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》第5.5.11条第2款规定，参图1）。
了解了建筑结构形式，再来考虑怎样实现建筑的防雷。氮氢压缩厂房划分为第二类防雷建筑物（参见国标GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》第3.0.3条）。下面从接闪器、引下线和接地装置三个方面分别讨论。
一、接闪器
上面提到压缩厂房现在大多夹芯彩钢板屋面，那么这种金属屋面能否作为接闪器呢？根据国标GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》第5.2.7条第3款“金属板下面有易燃物品时，不锈钢、热镀锌钢和钛板的厚度不应小于4mm，铜板的厚度不应小于5mm，铝板的厚度不应小于7mm”，夹心彩钢板屋面厚度不满足要求，一旦遭受雷击将被击穿，有引起爆炸事故危险，不能作为接闪器。化工厂中，一般二类厂房的屋面为混凝土结构，只需将接闪带沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并在整个屋面组成不大于10mx10m或12mx8m的网格即可，夹心彩钢板屋面的厂房也可采用上述屋面接闪带，只是安装须按照国标图集06SD702-5《电气设备在压型钢板、夹芯板上安装》规定进行安装，对于夹心彩钢板屋面并有放空管高出屋面的氮氢压缩厂房怎样防止雷击呢？我们的做法是装设避雷针，这里做简单的介绍供大家探讨：氮氢压缩厂房的屋面为夹芯彩钢板屋面，这种屋面无法固定避雷针，只能利用压缩厂房的墙体来固定，在厂房内外墙上预埋钢板，并用螺栓加固，利用外墙钢板焊接托臂来固定避雷针，见图2。
避雷针的布放要保护到整个屋面，可利用滚球法进行计算。这里需要注意的是对工艺放空管的保护，压缩厂房工艺放空管排放的介质是氮气和氢气混合气，与周围空气压力差大于25kPa，根据《建筑物防雷设计规范》第4.2.1第2款，避雷针距放空管水平距离应大于等于5米，且应保护到管口以上5米，再根据《建筑物防雷设计规范》第4.3.2条第2款，金属放空管应与屋檐周圈的接闪带焊接相连。由于放空管较高，满足保护要求后避雷针的高度一般也较高，屋面下方还需留2米用于固定，故通常针高达到9米到12米。这一高度满足避雷针在侧墙上安装高度H≤12米的要求（国标图集99D501-1《建筑物防雷设施安装》2-04页）。
二、引下线
避雷针，放空管与屋面接闪带可靠焊接后经引下线引下，引下线可采用专设引下线或利用建筑物柱内钢筋引下（可根据业主要求选择）。各种做法如下：
1.专设引下线沿厂房四周均匀对称布置，一般沿结构柱引下，引下线间距沿周长计算不大于18米，在各引下线上距地面0.3m～1.8m处装设断接卡用于测量接地电阻。每根专设引下线冲击接地电阻不大于10Ω。
2.利用建筑物内钢筋（2根对角主钢筋≥φ16）引下并同时采用基础接地体时，可不设断接卡，但在厂房内外适当地点设若干连接板。主筋引下线和基础圈梁钢筋搭连，连接长度不小6备钢筋直径，做法详见国标图集99D501-1《建筑物防雷设施安装》。
3.利用建筑物内钢筋（2根对角主钢筋≥φ16）引下并采用埋于土壤中的人工接地体时，在每根引下线上距地面不低于0.3m处设接地体连接板。此种情况设断接卡，上端与连接板焊接，并在连接板处设明显标志。
三、接地装置
接地装置可利用压缩厂房基础内钢筋网作为接地体或采用埋于土壤中的人工接地体。相应要求如下：
1.当厂房基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%及基础的外表面无防腐层或有沥青质防腐层时，利用基础内钢筋网作为接地装置，在其周围地面以下距地面不小于0.5m，每根引下线所连接的钢筋表面积总和按下式计算：S≥4.24kc2（式中S表示钢筋表面积总和 （m3），kc表示分流系数）
2.一般做法是采用人工接地体，周圈距厂房4～5米，室外埋深-0.8米，厂房入口处-1米，垂直接地体长2.5米，间距5米。压缩厂房接地体常用材质是热镀锌扁钢或圆钢，若敷设于土壤中的接地体连接到混凝土基础内起基础接地作用的钢筋或钢材的情况下，土壤中的接地体宜采用铜质或镀铜或不锈钢导体。
鉴于氮氢压缩工段是合成氨生产中的必备环节，对其防雷的探讨研究还是具有重要的现实意义，上述关于氮氢压缩厂房防雷接地做法是本人在设计中的一点浅见，相信通过大家的探讨研究相关的设计会更加合理，安全。