硫酸裝置防雷整改的實(shí)踐與探討

    １概述雷擊是“不可抗拒力”的十大自然災(zāi)害之一，具有高電壓、大電流、窄脈沖、不可預(yù)知等特點(diǎn)，給人類生命財(cái)產(chǎn)造成很大損失。特別是電子、信息、控制設(shè)備迅猛發(fā)展的３０年，它的成災(zāi)率更高、影響更廣、損失更巨大。所以雷災(zāi)是大家都要面對(duì)的一項(xiàng)重要課

    ２威頓雷災(zāi)情況
    威頓（中國(guó)）化工有限責(zé)任公司有２套４００ｋｔ／ａ硫磺制硫酸裝置。其中一期投產(chǎn)于２００３年７月，二期投產(chǎn)于２００５年９月。２套裝置均連續(xù)運(yùn)行至今，其歷年雷災(zāi)情況如表１。

    一期ＤＣＳ熱電偶和熱電阻卡件容易遭雷擊，不排除這些卡件端子板防雷設(shè)計(jì)不好。從歷史看，弱電系統(tǒng)是在幾年一遇的暴雷情況下，雷害波及面才比較廣，但一般不會(huì)造成停車。有的年份即使打雷，—臺(tái)儀表也未損壞。
    二期則非常容易受雷雨天氣影響。特別是主風(fēng)機(jī)隨機(jī)所配３臺(tái)與調(diào)速保護(hù)有關(guān)的進(jìn)口儀表，幾乎遇雷必壞，并造成停車。當(dāng)班人員不得不經(jīng)常冒著大雷大雨處理突發(fā)的緊急情況，設(shè)備和人員的安全風(fēng)險(xiǎn)都極大。這些進(jìn)口儀表又比較昂貴，有時(shí)并沒有因其一發(fā)生損壞即采購(gòu)新件更換，所以主風(fēng)機(jī)又經(jīng)常處于手動(dòng)和解除聯(lián)鎖下運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行缺乏安全保障，裝置也因風(fēng)機(jī)速度不能自調(diào)而不停波動(dòng)�？傊�，二期主風(fēng)機(jī)儀表的雷災(zāi)問題成了整個(gè)裝置的一個(gè)心病。

    ３相關(guān)設(shè)計(jì)
    １）一期、二期裝置正南北向布置，為兩個(gè)約１２０ｍ正方形拼接成的長(zhǎng)方形，海拔９０４￣９０７ｍ，年平均氣壓０．０９１１ＭＰａ，全年雷暴日５０ｄ。一期裝置總體比二期裝置高１．３米左右。
    ２）防雷設(shè)計(jì)。一期、二期裝置分別設(shè)置配電室，均為中低壓（６ｋＶ／０．４ｋＶ）共用一個(gè)配電室，６ｋＶ配電中性點(diǎn)不接地，０．４ｋＶ低壓配電系統(tǒng)采用三相五線制ＴＮ－Ｓ，均為工業(yè)用電二級(jí)負(fù)荷。一期低壓配電未配置抗浪涌保護(hù)器；現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)入ＤＣＳ通道共配置１０個(gè)左右隔離器，為熱電偶控制回路和電動(dòng)執(zhí)行頭反饋信號(hào)所用。二期低壓配電五處設(shè)置了抗浪涌保護(hù)器；現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)入ＤＣＳ的模擬信號(hào)全部設(shè)置了隔離器。兩套裝置電氣部分設(shè)置了多個(gè)接地站，然后聯(lián)成接地網(wǎng)。
   ３）接地電阻值。表２是某次各接地站接地電阻檢測(cè)結(jié)果，其它頻次的檢測(cè)結(jié)果大同小異。

    裝置每年都請(qǐng)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T檢測(cè)防雷設(shè)施，均是合格的。４）信號(hào)電纜單層屏蔽，熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線沒有屏蔽。采用不帶屏蔽層的玻璃鋼橋架隨工藝管廊架空敷設(shè)。設(shè)計(jì)上要求儀表供電電纜與信號(hào)電纜相互隔開，實(shí)際上混裝的也不少。且隨著時(shí)間的推移，橋架中間的金屬隔板早已腐蝕成粉末。ＤＣＳ系統(tǒng)采用一點(diǎn)接地原則，接地電阻要求小于４ｆｌ，不與電氣接地相連。要求系統(tǒng)地樁與其他電氣地樁或避雷地樁之間的距離大于１５ｍ，實(shí)際是否做到不詳。４實(shí)踐中的困惑公司的雷擊損傷面雖然很廣，但較令大家頭疼的還是二期透平風(fēng)機(jī)調(diào)速保護(hù)儀表的防雷問題，大家每每聞雷都惶惶不安。生產(chǎn)人員雖經(jīng)常反映訴求解決這一問題，但因種種原因拖成了“大案久案”。２０１１年公司專題會(huì)討論這一問題，雖然會(huì)上有不同意見和建議，但較終由筆者負(fù)責(zé)處理這一事務(wù)，
其實(shí)自己也是一頭霧水，不知先從哪人手：
    １）雷災(zāi)是世界性難題。雖有如“智能型大氣等離子避雷技術(shù)＂，在２００２年聯(lián)合國(guó)組織的國(guó)際發(fā)明博展會(huì)上，獲得國(guó)際發(fā)明持別金獎(jiǎng)。但個(gè)人仍然認(rèn)為，多少年來都沒有操作性強(qiáng)、適應(yīng)面廣、性價(jià)比高、具有突破性的防雷技術(shù)產(chǎn)生。
    ２）裝置都是專業(yè)設(shè)計(jì)院按規(guī)范設(shè)計(jì)，也是正規(guī)大型施工單位組織實(shí)施。設(shè)計(jì)或施工雖有差池但也不至于存在嚴(yán)重缺陷。即使有，設(shè)計(jì)選擇本來存在彈性，已施工的隱蔽工程也難以去査證，更難以證明是因它們而導(dǎo)致的雷災(zāi)問題。
    ３）筆者在接手該項(xiàng)工作以前，二期透平風(fēng)機(jī)５０５調(diào)速器（９９０７－１６４）、超速保護(hù)器（ＶＯＩＴＨ／ＣＴＯ－Ｂ４５１０２）、電液轉(zhuǎn)換器（ＶＯＩＴＨ／ＤＳＧ－Ｂ０７１１２）等已經(jīng)做過防雷整改，增加了日本愛模公司的抗浪涌保護(hù)器（ＭＤ７ＳＴ、ＭＤＨＡ），直流供電回路和模擬信號(hào)回路均有，但似乎沒有起到任何防雷作用。
    ４）工程應(yīng)用上有各種防雷抗干擾的設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)，比如國(guó)際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)（ＩＴＵ—ＴＫ．３９）、ＩＥＣ標(biāo)準(zhǔn)（ＩＥＣ６１６６２）、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ＧＢ５０３４３—２００４）、氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（ＱＸ３—２０００）、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（ＳＨ３０８１—２００３）．．？，是否選擇其中一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)施？以哪種標(biāo)準(zhǔn)中的哪些內(nèi)容為主進(jìn)行選擇性實(shí)施？
    ５）無論哪種標(biāo)準(zhǔn)、各種實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及眾多廠家的產(chǎn)品及其工程應(yīng)用，基本都是圍繞等電位聯(lián)接、屏蔽技術(shù)、合理布線、防止反擊、防雷區(qū)劃分（ＬＰＺ）、電涌保護(hù)（ＳＰＤ）等等開展進(jìn)行，措施繁多。有甚者如：在建筑物四邊墻內(nèi)安裝１．５ｍｍ厚鋼板屏蔽接地，控制室建筑物頂部采用網(wǎng)狀避雷網(wǎng)；采用雙層屏蔽電纜；弱電系統(tǒng)間采取等電位接地；盡量用金屬橋架，塑料橋架需要屏蔽層；弱電系統(tǒng)的電纜進(jìn)室前盡量采用埋地方式；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式和假設(shè)計(jì)算建筑物和線纜遭直擊雷的可能性，評(píng)定雷電防護(hù)等級(jí)，以之實(shí)施專門的防雷工程．．．以上諸多我們基本都沒有那樣做。對(duì)一個(gè)已經(jīng)投人運(yùn)行的裝置而言，要實(shí)現(xiàn)不僅僅成本巨大，有些推倒重來肯定也不可行。
    ６）—期、二期的煙囪為較高建筑物，高均約７９ｍ，兩煙囪相距７０ｍ。一期煙囪與干吸、轉(zhuǎn)化設(shè)施相鄰，二期煙囪與主風(fēng)機(jī)房之間隔了焚硫、轉(zhuǎn)化和干吸設(shè)施。如果煙囪是較容易招引雷的話，無論直擊雷還是感應(yīng)雷，為什么較容易受傷的是二期主風(fēng)機(jī)的調(diào)速保護(hù)儀表？一期煙囪的海拔高度比二期的還高１．３ｍ的，所有抗浪涌保護(hù)器又從未有動(dòng)作。

    ５整改歷程及結(jié)果
    較終決定整改的地方還是選擇了接地，認(rèn)為這個(gè)是重點(diǎn)、切實(shí)可行、性價(jià)比高、一舉多得，只不過根據(jù)實(shí)際情況作了因地制宜地處理。實(shí)施優(yōu)化接地措施后有效果但很有限，于是又圍繞煙囪優(yōu)化了其接閃器及接地，錢花的多卻幾乎無效。較后轉(zhuǎn)向只處理二期主風(fēng)機(jī)的調(diào)速保護(hù)儀表抗浪涌器，沒想到一發(fā)即中，不僅“徹底”解決了二期主風(fēng)機(jī)遇雷必跳這個(gè)心病，整個(gè)裝置防雷效果也有了根本性好轉(zhuǎn)，至今已經(jīng)“無雷災(zāi)”運(yùn)行超過３年。

    ６討論
    １）花錢多不一定防雷效果好。本裝置如果按照高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和實(shí)施防雷措施，花個(gè)幾百萬都是可能的，但不一定都有效，不排除有的還有反作用。
    ２）有學(xué)者對(duì)目前接地電阻儀測(cè)量的結(jié)果并不認(rèn)可。如果接地電阻并不可測(cè)，或者是測(cè)量誤差極大，那就不能以接地電阻儀測(cè)量結(jié)果為主去評(píng)價(jià)防雷設(shè)施。
    ３）像煙囪這樣高聳的建筑物又與其它裝置緊密相聯(lián)，是否在防雷設(shè)計(jì)時(shí)保留一定的獨(dú)立性？如何保留？為了保護(hù)裝置，設(shè)計(jì)時(shí)到底是選擇主動(dòng)招惹雷還是盡量躲避雷，值得業(yè)界思考。
    ４）與防雷有關(guān)的闡述很多，有的很權(quán)威，有的內(nèi)容要求很苛刻，看起來都很有道理，但哪些較有用、哪些較適合自己卻很難辨別，不排除還有許許多多的混淆視聽者。威頓公司自制的抗浪涌保護(hù)電路也只不過用了幾個(gè)常規(guī)電容和雙向鉗位二極管，５０５調(diào)速器的輸出一套，二期主風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)柜一套，當(dāng)然也說不定真正起作用的還是其中的某一個(gè)元件。
    ５）從威頓公司與雷作斗爭(zhēng)的歷程說明，復(fù)雜的東西要簡(jiǎn)化有時(shí)是很難的，還要和某些權(quán)威作斗爭(zhēng)。筆者覺得現(xiàn)在業(yè)界對(duì)防雷技術(shù)的演繹有點(diǎn)過了，覺得重點(diǎn)應(yīng)放在各產(chǎn)品自身防雷設(shè)計(jì)的改進(jìn)上，而不是老想著接地，古時(shí)候還有絕緣防雷呢。筆者的抗浪涌保護(hù)器沒有學(xué)進(jìn)口的保護(hù)器，完全不去接地。
    ６）處理防雷問題如同處理棘手案子，是容易“起點(diǎn)錯(cuò)、跟著錯(cuò)、錯(cuò)到底”的。其實(shí)防雷問題有可能很簡(jiǎn)單，重點(diǎn)和難點(diǎn)在于如何抓住牛鼻子，而不是一定完全地落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、一味地選用高大上的產(chǎn)品。

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