吴其鲁

摘 要：加蓬Obangue油气站场内的原油储罐建设较早，壁厚较薄，罐区需采用加装避雷针的避雷方式，本文结合工程设计实例探讨了加蓬油气罐区避雷针的设计。

关键词：加蓬；罐区；避雷针

1 前言

加蓬Obangue油气站场为已建站场，原站场是由国外公司设计施工的，由于建设较早，保留的参考资料有限，本次设计是由中方设计团队在原有基础上进行改造，在加蓬没有类似设计实例可以参考，加之加蓬本国没有自己的规范标准，不同的项目管理人员对相关标准规范的引用也存有差异，故在做加蓬的油气项目设计时需格外注意。

已建加蓬Obangue油氣站场都加装避雷针进行保护，罐区也都设有避雷针保护，这与国内的做法有所不同，所以在做相关的避雷针设计时，对避雷针的保护算法及布置需要进行核算后进行设计。

2 避雷针布置现状

2.1 项目概况

加蓬Obangue区块位于加蓬共和国滨海奥果韦省、加蓬西部第二大城市-让蒂尔港市（Port Gentil）的东南方约160km。Obangue区块属于热带雨林气候，森林茂盛，覆盖程度高，有较强雷雨天气。

Obangue站CPF罐区内已建3座罐，TK1为净化油罐，体积10000BBLS（1600m3）；TK2为污油罐，体积5000BBLS（800m3）；TK3为污水罐，体积5000BBLS（800m3），本次需在TK1东侧新建一座5000 BBLS（800m3）的原油储罐。

2.2 避雷针布置现状

Obangue站CPF已建罐区内的TK1油罐附近已建有避雷针一座，根据业主提供资料，从图03-05-APG-04-LYT-0071-Rev.02中可以看出避雷针高13m，避雷针的保护范围44m。

3避雷针的滚球法验证

本次对罐区进行改造设计，在已建油罐TK1旁新建一座等高的油罐TK4， 改造后新建罐与避雷针位置冲突，需将避雷针移位至防火堤外。

3.1 滚球法计算保护范围

因加蓬国内无标准规范可以参考，拟采用国标进行验证，根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》中的附录D 采用滚球法确定接闪器的保护范围。

根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》中第4.5.5条的规定，确定滚球半径为100m，

即：

hr= 100m…………………….…（1）

根据资料，已建避雷针高度13m，

即：

h= 13m……….…………………（2）

显然避雷针高度小于滚球半径，避雷针在hx高度的xx平面上和地面上的保护半径，分别根据下列公式计算：

…………………………（3）

……………………………………………..（4）

根据工艺资料，本次新建罐的高度8.8m，

即：

hx= 8.8m…………………….…（5）

将上述资料分别带入公式（3）、公式（4）可得，

已建避雷针在新建罐8.8m高处的保护半径rx= 8m ，

已建避雷针在地面的保护半径r0= 49m 。

3.2 滚球法计算结果

由于避雷针与新建油罐位置冲突，将避雷针移位重新安装于罐区防火堤外，为有较好的防雷效果，移位后的避雷针紧邻防火堤位置放置，根据计算结果避雷针在8.8m高处的保护半径rx= 8m ，避雷针在地面的保护半径r0= 49m，重新作出避雷针的保护范围。

可以明显看出，避雷针在地面的保护范围基本满足要求，但其在油罐高度8.8m处的保护范围无法覆盖已建及新建油罐，对油罐无法起到保护作用。

3.3 滚球法反推避雷针高度

如果避雷针的保护范围将已建及新建油罐全部覆盖，根据测量，移位后避雷针在8.8m高处的保护半径必须大于31m，

即：

rx= 31m…………………….…（6）

将此值带入公式（3）、公式（4），由此反推避雷针的高度，

h=30m。

如果移位后的避雷针保护范围要将已建及新建油罐覆盖，则原来安装与灯杆之上的避雷针至少需由13m加高至30m，这个高度的避雷针在本工程中肯定是不可取的。

4避雷针布置设计

运用滚球法进行了验算，其计算结果不满足实际工程需要，而且滚球法算出的已建避雷针地面保护范围为49m，而业主提供的资料，已建避雷针保护范围为44m，两者存在一定出入，滚球法计算保护范围不适合本站场的改造。

4.1 ERICO避雷针保护范围计算

与外籍工程师进行沟通后得知，已建站场的避雷针保护是根据法国标准NFC 17-102进行的设计，采用的是ERICO避雷针，滚球法虽与其算法有相似处，但还是有些不同，根据外籍工程师提供的相关资料对避雷针的保护范围重新进行了计算。

根据外籍工程师提供的资料，避雷针的保护范围可由以下公式进行计算

…………………….…（7）

其中

h为避雷针的离地高度，D为根据NFC 17-102确定的半径值，△t为提前反应时间。根据NFC 17-102可以确定，

D=20m…………………….…（8）

选取最短的避雷针提前反应时间

△t =25us…………………….…（9）

将上述数据带入公式（7）可得13米高的避雷针的地面保护半径 ro= 44m，与业主提供资料一致。

4.2 移位后的避雷针保护范围

根据外籍工程师提供资料，避雷针在油罐高度8.8m处的保护半径可由《ERITECH SYSTEM 1000》得出。由于保护对象为油罐，所以用采用1级保护，选用的最短提前反应时间25us，避雷针高13m，较油罐8.8m大约高出4m，由上表可以查出避雷针在8.8m处的保护半径大约为34m，保护概率为99%。根据此保护范围对移位后的避雷针保护半径进行验证。明显看出，避雷针在8.8m处能够将已建及新建油罐覆盖在保护范围内，满足要求。

5 结束语

加蓬Obangue站已建避雷针的设计算法采用的是法国标准NFC 17-102，这里的算法虽与国内的滚球法有相似处，但仍有一定差异。加蓬项目设计时对避雷针保护算法的选取不能直接依赖国内的滚球法，这种算法虽有可取之处，但在加蓬项目上可能会水土不服。

加蓬原为法属殖民地，Obangue站已建油气站场的设计风格与国内不同，带有浓厚的法兰西风格，当地的工程师早已习惯这种风格的设计，且加蓬项目大都为老旧站改造工程，改造过程中就会不可避免的与原有已建部分产生差异性冲突，也希望本工程的避雷针设计对后续的加蓬项目设计能产生一定的启示和帮助作用。

参考文献：

[1]《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010

[2]《加蓬项目竣工图》03-05-APG-04-LYT-0071-Rev.02

[3]《ERITECH SYSTEM 1000》