火力发电厂脱硝氨区防雷设计
莘守亮
【摘 要】Denitration ammonia area was a chemical workshop of fossil fired power plant, which was one of the new facilities. The electric power industry design, operation and management engineer were biad for understanding of ammonia area lightning protection facilities. The lightning protection design code of denitration ammonia area was analyzed in detail, bad on the petrochemical and building lightning protection specification. Combined with some completed projects on ammonia in lightning protection design, the guiding suggestion, and reference for design and operation management engineer were put forward.%脱硝氨区是火力发电厂的一个化工车间，是火电厂的新设施之一，电力行业设计、运行管理技术人员对氨区防雷设施认识上有偏差。就氨区防雷设计依据的石化和建筑防雷规范详细论述，并结合多个实施项目经验对氨区防雷设计提出指导性建议，供设计和运行管理工程技术人员借鉴参考。
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2014(000)024
【总页数】2页(P218-219)
【关键词】火力发电厂;防雷设计;脱硝;氨区组装电脑配置单
【作 者】莘守亮潜是多音字吗
【作者单位】中国华电工程 集团 有限公司，北京 100160
【正文语种】中 文
【中图分类】TM621.7
近几年来，我国大气质量问题凸显，大气治理工作亟待大力推进，环保节能成为我国电力工业改造的重要方向，随着国家环保监管力度的加大，环境保护部颁布了《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223－2011)，大气排放标准更加严格，大部分现有火力发电机组面临加装烟气脱硝装置的改造。
脱硝氨区的设置，相当于火电厂的一个化工车间，对于火电厂来说是个新设施，火电设计、运行、管理技术人员对氨区的防雷设施认识上不足，有的参照火电厂氢站防雷对待，有的重视不足，不做防雷措施。
笔者结合多年来多个已完工脱硝项目氨区防雷设计经验，对氨区防雷设计及依据的石化、电力、建筑行业的防雷、防火方面的规范进行详细论述。供同行借鉴参考。
1 脱硝氨区的危险级别
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火电厂烟气脱硝一般采用选择性催化还原工艺，还原剂采用氨气，喷入反应器烟道的氨气为空气稀释后的含5%左右氨气的混合气体，储存形式是液氨，液氨储量应能满足全部脱硝系统不少于5 天的正常消耗量，液氨、氨气的危险性物性表如表1。
表1 危险性物料主要物性表Table 1 hazardous material mainly property table名称 分子量 熔点/℃ 沸点/℃ 闪点/℃ 自燃点/℃ 上爆限炸 极 限V下/%限 毒性程度 火险分类 爆炸级组 国生家标卫准液氨 17 －77.7 －33.5 132 651 15.7 27.4 轻度 乙 IIAT1 ≤23 mg/kg氨气 17 －77.7 －33.5 132 651 15.7 27.4 轻度 乙 IIAT1 ≤23 mg/kg氢气 2 －259.2 －252.77 －50 550 4.1 74.2 无 甲IICT1
《石油化工企业设计防火规范》(GB 50160－2008)3.0.2条及条文说明:液氨属于乙A 类火灾危险液体，氢气属于甲类火灾危险气体。 《建筑设计防火规范》 (GB 50016－2006)3.1.2 条及条文说明:氨属于乙2 类火灾危险物质，氢气属于甲2 类火灾危险气体。《氢气站设计规范》(GB 50177－2005)1.0.3 条、《火力发电厂与变电所设计防火规范》(GB 50229－2006)3.0.3 条制氢站属于甲类火灾危险。
从火灾危险类别角度分析，脱硝氨区属于乙类火灾危险类别，而制氢站属于甲类火灾危险类别，二者的防雷接地要求也不同。
2 脱硝氨区的防雷接地有关规范要求
2.1 《火力发电厂烟气脱硝设计技术规程》(DL/T 5480－2013)［1］
7.3.2 液氨卸料、储存及氨气制备区域的防雷应采用独立避雷针保护，并应采取防止雷电感应的措施。接地材质应考虑相应的防腐措施。
2.2 《石油化工企业设计防火规范》(GB 50160－2008)［2］
按照9.2.2 条，脱硝氨罐顶板厚度大于4 mm，设置防雷接地，可不设避雷针、线保护。
按照9.2.3 条，属于乙类的液氨的钢罐必须设防雷接地，可不设避雷针、线。
2.3 《石油化工装置防雷设计规范》(GB 50650－2011)［3］
5.5.1 金属罐体应做防直击雷接地，接地点不应少于2 处，并应沿罐体周边均匀布置，引下线的间距不应大于18 m。每根引下线的冲击接地电阻不应大于10 Ω。
5.5.2 储存可燃物质的储罐，其防雷设计应符合下列规定:
(1)钢制储罐的罐壁厚度大于或等于4 mm，在灌顶装有带阻火器的呼吸阀时，应利用罐体本身作为接闪器;
(2)钢制储罐的罐壁厚度大于或等于4 mm，在灌顶装有无阻火器的呼吸阀时，应在灌顶装设接闪器，且接闪器的保护范围应符合本规范5.11.2 条的规定;
5.5.3 浮顶储罐(包括内浮顶储罐)应利用罐体本身作为接闪器，浮顶与罐体应有可靠的电气连接。浮顶储罐的防雷设计应按现行国际标准《石油库设计规范》GB50074 的有关规定执行。
2.4 《石油库设计规范》(GB 50074－2002)［4］
按照14.2.1、14.2.2 钢油罐必须做防雷接地，钢油罐接地点沿油罐周长的间距，不宜大于30 m，接地点不应少于2 处，接地电阻不宜大于10 Ω。
按照14.2.3 条，地上固定顶钢油罐的顶板厚度大于4 mm时，不应装设避雷针。
按照14.2.4 条，储存可燃油品的钢油罐，不应装设避雷针(线)，但必须做防雷接地。
按照14.2.12 条，氨罐顶棚的防雷，在平均雷暴日大于40 d/a 的地区，顶棚宜装设避雷带(网)防直击雷。避雷带(网)的引下线不应少于2 根，其间距不应大于18 m。
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进出氨罐区的金属管道、电缆的金属外皮或架空电缆金属槽，在氨罐区外侧应做1 处接地，接地装置宜与保护接地装置及防感应雷接地装置合用。
按照14.2.13 条，卸载液氨的鹤管和卸载栈桥(站台)的防雷，属于露天装卸油作业，可不装设避雷针(带)。
2.5 《交流电气装置的接地设计规范》(GB/T 50065－2011)［5］
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按照4.5.1－3 条，发电厂有爆炸危险且爆炸后可能波及发电厂内主设备或严重影响发供电的建构筑物，应采用独立避雷针保护，并应采取防止雷电感应的措施。露天贮罐周围应设置闭合环形接地装置，接地点不应小于两处，接地点间距不应大于30 m，接地电阻不应超过30 Ω，无独立避雷针的露天贮罐不应超过10 Ω。
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3 脱硝氨区的防静电接地有关规范要求
3.1 《石油库设计规范》(GB 50074－2002)［4］
氨罐应采取防静电措施，氨罐的防雷接地装置可兼作防静电接地装置。
液氨卸载场所用于跨接的防静电接地装置，宜采用能检测接地状况的防静电接地仪器。
移动式的接地连接线，采用绝缘附套导线，接地装置通过防爆开关与装卸设施相连。
按照14.3.13 条，氨区大门外应设消除人体静电装置。
氨罐区的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等，宜共用接地装置，其接地电阻不应大于4Ω。
画春天的一幅画3.2 《交流电气装置的接地设计规范》(GB/T 50065－2011)［5］
按照4.5.2 条，发电厂液氨贮罐、卸载台、管道、鹤管、套筒等应设置防静电接地的接地位置，接地导体(线)、接地极布置方式等，应符合下列要求:
管道及金属桥台，应在其始端、末端、分支处，以及每隔50 m 处设防静电接地，鹤管应在两端接地;平行或交叉管道当净距小于100 mm 时应每隔20 m 用金属线跨接;
阀门、法兰、弯头等管道连接处，当不能保持良好电气连接时，应跨接。跨接线可采用直径不小于8 mm 的圆钢;
液氨车应设置防静电临时接地卡。
4 脱硝氨区的防雷接地设计总结
自2006 年至今，华电工程已实施完成六十多项火电厂烟气脱硝(含氨区)项目，目前在建多个火电厂烟气脱硝项目，在最早期的望亭3#和黄石10#机脱硝氨区设置了30 m 高独立避雷针，其他项目大部分未设置独立避雷针，按照石化行业规范采用防雷接地和防静电接地措
施。广西贵港电厂因属于雷电活动特殊强烈地区，设计考虑在脱硝氨区设置独立避雷针保护。
笔者认为:一般情况，火电厂脱硝氨区按照有关规范做防雷接地和防静电接地，可不设置独立避雷针保护。雷电活动特殊强烈地区(平均年雷暴日数超过90 的地区及根据运行经验雷害特殊严重的地区)的火电厂脱硝氨区，应设置独立避雷针做防直击雷保护。
2014 年4 月1 日起实施的《火力发电厂烟气脱硝设计技术规程》(DL/T5480－2013)，明确规定“液氨卸料、储存及氨气制备区域的防雷应采用独立避雷针保护，并应采取防止雷电感应的措施”。为电力行业推荐标准，火力发电厂烟气脱硝工程的氨区应按照该规程要求设置独立避雷针做防雷保护。
参考文献
［1］ 国家能源局.DL/T5480－2013 火力发电厂烟气脱硝设计技术规程［S］.北京:中国计划出版社，2014.
［2］ 住建部.GB50160－2008 石油化工企业设计防火规范［S］.北京:中国计划出版社，
2009.
［3］ 建设部.GB50074－2002 石油库设计规范［S］.北京:中国计划出版社，2003.
［4］ 住建部.GB50650－2011 石油化工装置防雷设计规范［S］.北京:中国计划出版社，2011.
［5］ 住建部.GB/T50065－2011 交流电气装置的接地设计规范［S］.北京:中国计划出版社，2012.
手工钟表
［6］ 建设部.GB50229－2006 火力发电厂与变电所设计防火规范［S］.北京:中国计划出版社，2007.
