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1、1 （内部资料，严格保密）关于组建中国石化智能避雷工程中心的建议北京东方石油化工有限公司东方化工厂2014 年 7 月 8 日2 目录一、建议理由 . 错误！未定义书签。二、发起优势 . 错误！未定义书签。三、业务范围 . 错误！未定义书签。四、组建条件 . 错误！未定义书签。五、工作规程 . 错误！未定义书签。六、活动经费 . 错误！未定义书签。七、网站建设 . 错误！未定义书签。3 一、 项目背景1、根 据 北 京 市 “ 清 洁空 气 ” 行 动 计 划 的要 求 ， 东方 化 工 厂于 2012 年 9 月 全面 暂 停 丙烯 酸 等 石化 产品 生产 业 务，转 入 产 业结 构 调
2、整 及转 型 升级 规 划前 期 准 备阶 段 。 截止 2013 年底 ， 工 厂在 册 职工 约 1900 人 ， 其 年龄 结 构 多在 40-45岁 之 间 ，正 处 在 孩子 成 长和 照顾 父 母的 关 键阶 段 ，除 技 术 骨干 外 ，多数 职工 均 面 临二 次 就业 的困 难 ， 希 望企 业能 够 “长 期 存 续、 健 康 发展 ” 。2、鉴 于 北 京 及 华 北 或全 国 环 境 容 量 的 限制 ， 京 津冀 地 区 钢铁 及 石化 均 面 临 结 构 调 整及 转 型 发展 的 重 任 ， “ 重 化 工” 路 线 已被 排 除在 外。3、东 方 化 工 厂 是
3、 国 内首 家 工 业 规 模 化 丙烯 酸 生 产厂 ， 指 导和 引 领了 国内 丙 烯酸 工 业的 发 展 ，为国内 多 数丙 烯 酸 及下 游 生 产厂 提 供过 规划 论 证、开 车 指 导 、故 障 诊 断等 技 术服 务 。目 前 ，东方 化 工厂 丙烯 酸 生产 业 务虽 已 暂 停，但 行业 影 响仍 在 ，丙烯 酸 系列 产 品生 产技 术、高 浓 度 污水 生 物 处理 技 术 等专 业 技 术输 出 或 贸易 已 列入 转型 发 展的 选 项之 一 。 但 ， 受 化 工 行 业整 体 不 景气 影 响 ，丙 烯 酸及 有关 技 术输 出 范围 有 限 。4、东方化 工
4、 厂 建厂 已 30 多年 ，工 厂 建 有或 配 置 有完 整 的 供热 、供 电 、给 排 水 、原 料 及 产品 罐 区 、铁 路 及 公路 运 输 罐车 、空分 或 空压 、分 析 化 验 、机 修 、电 修 等 设施 ，锻 炼 或 培 养了 一 大 批4 涵 盖 各专 业的 技 术骨 干 乃至 技 术 权威 ， 受 地 理位 置 优 势及 对 企 业认 同 的影 响，有 关的 技 术 骨干 意 愿 继续留 在 企业 带 领 职工 开 发 或开 发 应用 范围 广 、价 值含 量高 的通 用 性 技术 ，如 智 能 避 雷（ 或 称主 动 避雷 ） 、 节 能 环 保 等 技术 ， 为
5、 中国 石 化 的可 持 续 发展 及 东 方化 工 厂和 东方 石 化的 转 型发 展 提 供支 撑 。5、炼 油 、 化 工 是 中 国石 化 两 大 主 营 业 务。 罐 区 及主 体 装 置防 止 雷电 及 二 次事 故 发生 ，特 别是 防 止 雷电 引 起的 燃 烧 、爆燃 或爆 炸 ，是 安全 防 范的 重 点和 难 点 。（1） 现 有 雷 电 灾 害 以引 带 防 ， 即 通 过 避雷 针 、 带及 设 备 金属 主 体和 接地 材 料，将 雷 电 导 入地 下 ，避 免 直击 雷 对 设备 或 人 员造 成 伤害 ；通过 浪 涌 保护 ，避 免 雷 电感应 对 电气 及控
6、制系 统 造 成损 害 及引 发次 生 灾害 。其 防雷 方 式 不能避 免 雷电 与 储 罐或 主 体 装置 设 备接 触，偶 遇 储 罐呼 气 阀 、安 全阀 等 排 出可 燃 气 体则 引 发 燃烧 、 爆燃 或爆 炸 。 特 大事 故如 98 年黄 岛 油 库雷 击 起 火爆炸 ， 共造 成 14 名 消 防 战士 、 4 名 工 人死 亡 ， 84 名 消防 战 士 受伤 ， 烧 毁3.6万 吨 原 油； 轻 微 事故 如 2009 年东 方 化 工厂 环 氧 乙烷 装 置 区乙 烯 增压 机安 全 阀微 漏 介质 被 雷 电引 燃 。（2） 中 国 科学 研 究 院研 究 员 、
7、国际 宇 航 科学 院 通 讯院 院 士 、中 国 科学 研究 院 应 用 地球 物理 研 究所（ 现 于 空间科 学 与应 用 研 究中 心 ）博导 、北 京卫 昊 康 等离 子 技 术开 发有 限责 任 公 司 董 事 长 庄5 洪 春 教授 ，结 合 在 中 国科 学 研 究院“ 空间 中 心电 学组 ”的 工 作 经验 ， 以 卫星 或 其 它航 天 飞 行器 运 行 或飞 行 过 程中 利 用 人造 等 离 子体 气 层避 免 高压 脉 冲放 电破 坏 技 术为 基 础 ，分 析直 接 雷 电、间 接感 应 雷电 、线路 入 侵 雷电 等 雷 击伤 害 原 理及 途 径，首 提及 开
8、 发 主动 等 离子 智能 防 雷技 术 ，主 动 、实时监测雷击到来的危险性大小和雷击电荷极性， 适时在被保护物体表面生成同极性电荷，通过电荷同性相斥避免直接、感应及入侵雷电产生， 实现主动避雷目的。 在炼油、化工行业，特别是雷电多发地区，可有效避免传统防雷设施存在雷电引燃的不足。二、 智能避雷技术简介11、基本原理雷击 是 空 气中 的 电 击穿 。 空 气基 本 上 是 由中 性 分子 组 成 的，是 相 当理 想的 绝 缘介 质 。由于 来 自 四面八 方 的宇 宙 线 高能 粒 子 穿过 和 电离 ，空气 总 是 存在 着 一 定的 电 离 度，每立 方厘 米具 有 几 个或 几 百
9、个 自由 电 子。正 是 这 些 微量 的 自 由电 子 存在 ，成为 了 空 气击 穿 的导 火线 。自 由 电子 可 以 受电 场 的 加速 ，当 具有 足够 高 速 度的 自 由电 子碰 撞 空气 中 性分 子 时 ，使 其 电离 ，即把 分 子碰 出 一 个电 子 来，就 增加 了 一个自 由电 子，分 子成 了 带 正电 的 正 离子 。若电 场 足够 强，可 以 继 续加 速 这 2 个 自 由 电子 ，再 电 离 空气 分 子 成为 4 个自 由 电 子。这 种 自 由电 子 的 倍增 可形 成雪崩 过程而 击 穿 空气 ， 所以 足够 强 的电 场 强度 是 空 气电 离 的
10、根源 。6 某处 遭 雷 击的危 险性用 该 处 表面 的 空 气电 场 强 度来 表 征 。 导体 表 面电 场强 度 正比 于 导体 表 面 的面 电 荷 密度 ， 因 此 表面 电 荷 密度 也 就能 表征 雷 击危 险 性的 大 小 。若使导 体 表面 电 荷 消失 或 反 转极 性 ，就能 使遭 雷 击 的危 险 性 降至 零 ，实 现 这个 原理 的具 体 技 术手 段 是在 物 体 导 电 表 面 覆盖 相 反 极性 的 电 荷 ，叫 电 荷避 雷 手 段 。这 就 是智 能主 动 避雷 。1.2 、系统构成智能避雷系统是由主机、避雷球、避雷膜组成，如图1 所示。图 1 智能避雷
11、系统结构组成示意图1.2.1 主机主机由感测雷云电、启动保护门、驱动开关、直流高压电源等电路和部件组成，如图 2 所示。7 图 2 主机结构与工作原理图主机的“启动保护门”有三个功能：一是实时启动直流高压电源；二是自动启动避雷保护； 三是对线路防雷的开关实时控制。主机可实时向避雷球和避雷膜输送防雷电荷， 输送的防雷电荷极性， 视空中下行先导放电极性而定（可正、可负） ，实现其防直击雷和降低感应雷强度的宗旨。1.2.2 避雷球避雷球在整个“智能避雷系统“中的作用：实时监测雷击到来的危险性大小和雷击电荷极性； 当被保护体上的电场强度达到3104v/m时，避雷球对主机同步发出开机指令，打开主电源；
12、避雷球感测到电场强度达到 1105v/m 时，即启动主机实施保护功能。当感测到电场强度下降为1104v/m 时，随发出关闭电源指令；上述工作状态，周而复始，达到有源智能避雷的作用。1.2.3 避雷膜避雷膜在系统智能化避雷过程中起着中坚作用。当系统启动保护时，主机向被保护物导电体或避雷膜的导电层输送与雷击电荷同极性的电荷，8 使避雷膜上的感应电荷极性由原来的与下行先导异性改变为同性，达到整个被保护物体不遭雷击的目的。这一过程即称为智能化的电荷避雷过程，其原理如图 3 所示。图 3 智能化电荷避雷实用装置示意图图 3 中，倍增整流产生的直流高压储存在电容C1上，两球 A 和 B间隙由控制脉冲 G触
13、发而击穿导通；高电压由球A传到球 B，通过电感 L 的扼流作用电压增高至2 倍，使两球 A、B的间隙导通后立即切断；硅堆D使高压传送给电容C2而不返回到球 B。根据闪电的物理过程， 所需总时间控制在 10S之内； 然后 C2上的电荷通过电阻R和目标 E形成放电回路，放电时间常数大于100S;目标表面的中和电荷， 足以抵消掉雷电感应电荷，使目标（被保护体）不遭雷击。若被保护体周围放电（落雷），根据知，及qqE即电场强度与电流密度成正比，电流密度与泄流的弛豫时间成反比。为此在智能避雷系统的作用下，弛豫时间值可由原来的自然雷击放电微秒量级，改变、控制为毫秒量级，这样表征雷击危险性的Eq和值也就降低了
14、 1 千倍，从而实现周围落雷降低其被保护体感应雷击强度的目的。9 三、 项目意义1、东方化工厂及东方石化目前正处于转型发展的起始点，由东方化工厂或东方石化牵头组建以中国石化为起点的等离子主动防雷工程中心含技术应用与推广、 设备加工及供应、 现场调试及检测等综合服务， 可利用中国石化炼油、化工、油气储运等领域雷电防护安全隐患治理需求，提升东方化工厂或东方石化与北京 卫昊 康 等 离 子技 术 开 发有 限 责 任公 司 合作 的基 础 ，为 东 方 化 工 厂 及东 方 石 化转 型 发 展创 造 条 件。2、挖潜增效是企业生存和发展的基础。由东方化工厂或东方石化与北 京 卫昊 康 等 离 子技
15、 术 开 发 有 限 责 任 公 司组 建 中 国石 化 主 动 防雷 工 程中 心并 承接中国石化雷电防护隐患治理， 可为中国石化强化专业化管理及提升企业竞争力和多样化转型发展起到示范作用。四、 工作建议1、争取集团公司批准合作双方开展中国石化主动防雷工程中心前期准备工作，以及成立前期工作组织机构含领导小组及工作小组，明确职责、工作内容。2、在东方化工厂厂区油品罐区及主装置区各建设一套主动避雷系统，通过国家权威检测机关的效能检测，及取得国家气象局防雷工程（设计、供货、施工等）专项资质。3、申请中国石化安全环保局主持专项验收及应用推广，并开展防雷专项治理。10 4、积极争取北京市科委或国家主动防雷技术开发及工业化应用科研资金支持、科技成果鉴定，扩大主动防雷技术影响及推广应用范围。5、积极争取北京市中小高新技术企业创业及发展财政专项资金支持。
