提高中缅油气管道工程阀室接地效果 43页

西安长庆科技工程有限责任公司（长庆油田勘察设计研究院）2014年07月提高中缅油气管道工程阀室接地效果汇报人：孙赟\n第一部分小组概况第二部分P阶段（计划）第三部分D阶段（执行）第四部分C阶段（检查）第五部分A阶段（处理）汇报提纲\n小组概况小组基本情况表小组名称电老虎QC小组成立日期2012.10课题名称提高中缅油气管道工程阀室接地效果课题类型攻关型活动时间2012.10-2013.08小组成员序号姓名性别职称QC小组分工/工程中职务1孙赟男工程师项目负责/组长2王宏生男工程师计算分析/组员3郑晓利男高级工程师调查分析/组员4翟龙男工程师计算分析/组员5吕阳伟男工程师计算分析/组员6冯亚军男工程师计算分析/组员\n第一部分小组简介第二部分P阶段（计划）第三部分D阶段（执行）第四部分C阶段（检查）第五部分A阶段（处理）汇报提纲\n2.1选择课题2.2设定目标2.3可行性分析2.4原因分析2.5确定要因2.6制定对策P阶段（计划）\n1、选择课题(P阶段)中缅油气管道工程是我国实施能源战略的重点项目之一，也是继中亚油气管道、中俄原油管道、海上通道之后的第四大能源通道。起点为缅甸西海岸，从云南省瑞丽市入境，经过云南省、贵州省，原油管道终点为重庆市，天然气管道终点为广西贵港市，在贵阳和贵港分别与中贵联络线和西气东输二线联网。\n1、选择课题(P阶段)中缅油气管道工程阀室多处于山区、高海拔及雷电多发地区，对于云南长期的雷雨季节，雷电灾害能够直接影响到其正常指挥调度和生产，如果接地网设计不合理，会致使高压串入监控、控制设备等，造成油气管道线路监控阀室供电中断、阀门失控以及电气仪表设备损坏等事故。\n1、选择课题(P阶段)理由II接地总网电阻不大于4Ω放空区接地总网电阻不大于10Ω设计要求理由III地方防雷装置安装检测中心检测要求100%地方要求提高中缅油气管道工程阀室接地效果理由ⅠGB50057-2010建筑物防雷设计规范GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范相关规范标准要求\n1、选择课题(P阶段)设计阶段初期，依据水平网接地电阻计算公式进行设计筛选，即采用镀锌角钢、镀锌扁钢做为接地材料设置联合接地系统，全线44个阀室，达到接地设计要求的阀室为15个，仅为34.0%。水平网接地电阻简易计算公式：式中：S—场站面积，m2;ρ—土壤电阻率，Ω·m\n2、设定目标(P阶段)根据水平网接地电阻计算公式进行设计，只能使得34%的阀室经过施工达到接地要求的效果，剩余66%的阀室需经过特殊设计及处理。目标：实现阀室接地效果全部达到接地设计要求（100%）项目阀室放空区接地电阻要求R（Ω）≤4≤10\n3、可行性分析(P阶段)现状调查：经仔细对比中缅油气管道工程阀室和长庆油田地区地勘资料,我们可以发现:长庆油田基本多处于陕、甘、宁、蒙等土壤电阻率低于500Ω·m的地理环境，而中缅油气管道工程多处于云南地区土壤电阻率高于500Ω·m的地理环境。因而针对云南地区特殊土壤电阻率的环境，要进行特殊设计及施工处理。项目高于500Ω·m接地合格率西部原油成品油管道7100%西气东输二线5100%通过对西部原油成品管道、西气东输二线的高土壤电阻率阀室设计的调查，小组认为中缅油气管道工程阀室接地设计全部达到接地设计要求（100%）是完全可行的。\n4、原因分析(P阶段)人员方法环境接地检测达不到设计要求标准接地装置不适用接地材料达不到要求计算不准确多雨水天气材料未按照图纸施工施工达不到要求计算方法不正确接地检测装置落后责任心不强检查数据有误设备技术水平低缺少数据土壤电阻率高\n5、要因确认(P阶段)序号末端原因确认内容确认方法标准负责人完成时间1责任心不强相关施工规程及要求对施工人员上岗前进行规程考核，达到要求可上岗施工施工人员上岗相关规定王宏生2012.112技术水平低相关施工技术标准对施工人员上岗前进行技术考核，达到要求可上岗施工施工人员上岗相关规定王宏生2012.113接地检测装置落后统一现场接地检测设备督促相关检测单位对淘汰检测设备进行更换采用接地电阻测试仪郑晓利2012.124接地材料达不到要求接地材料是否适用于大气中、地中、混凝土中，以及在各种环境中的耐腐蚀性对接地材料进行检测，不符合要求的进行重新采购接地材料的镀锌扁钢的镀锌层不应小于70um孙赟2012.12\n5、要因确认(P阶段)序号末端原因确认内容确认方法标准负责人完成时间5缺少数据设计需要详实地质报告，以及各种阀室的功能分类对地勘资料进行进一步核实监控阀室接地电阻不大于4Ω，放空区接地电阻不大于10Ω翟龙2012.116未按照图纸施工核对施工过程是否依照图纸进行施工阀室施工现场跟踪相关施工验收标准冯亚军2013.17高土壤电阻率高于500Ω·m的土壤电阻率，用常规方法，接地电阻是很难达到要求，需确定阀室是否地处高土壤电阻率的环境根据提供的地质报告对某些特殊土壤环境进行复测阀室的地质勘查报告孙赟吕阳伟2013.3\n5、要因确认(P阶段)序号确认内容调查过程是否为要因1责任心不强对施工人员上岗前进行施工规程考核，达到要求可上岗施工非要因2技术水平低对施工人员上岗前进行技术考核培训，达到要求可上岗施工非要因3接地检测装置落后在后期会导致监测数据误差较大，积极与施工单位密切结合，督促相关检测单位，统一更换检测设备，并进行多次测量，减小检测数据误差非要因4接地材料达不到要求常规设计中使用的接地材料为热镀锌扁钢，符合接地材料的技术要求，对于特殊土壤环境可采用防腐型电解离子接地极等新型接地材料，以达到设计要求非要因5缺少数据地勘资料数据可能会导致设计数据出现误差，需进一步对地勘资料数据进行核实非要因6未按照图纸施工在施工过程中进行现场跟踪，严格督促按照图纸施工非要因7高土壤电阻率根据地质勘察复测结果，针对高土壤电阻率环境下的环境进行具体设计，用常规方法设计无法达到接地要求要因\n6、制定对策(P阶段)对策表高土壤电阻率内容对策目标措施地点负责人时间高土壤电阻率1.对接地进行降阻处理；2.对接地材料进行特殊处理阀室接地检测达到设计要求1.使用降阻剂降阻施工2.采用新型接地装置云南大理孙赟2012.8～2013.3\n第一部分小组简介第二部分P阶段（计划）第三部分D阶段（执行）第四部分C阶段（检查）第五部分A阶段（处理）汇报提纲\n对策实施(D阶段)达到要求出版蓝图设计计算现场施工达不到要求重新制定对策对策实施返回P阶段1.对土壤电阻率进行降阻处理；2.对接地材料进行特殊处理。对策实施\n对策实施(D阶段)对策实施：1.使用降阻剂施工设计阶段：通过水平接地网计算设计筛选后，44个阀室中有15个阀室可以采用普通接地设计，即采用镀锌角钢、镀锌扁钢做为接地材料设置联合接地系统，可满足设计接地要求。对剩下设计接地不达要求的29个阀室，重新依据水平网接地电阻公式进行计算，施工经验表明，在下表数值范围内进行降阻剂进行施工，以降低接地电阻。项目阀室放空区接地电阻要求R（Ω）计算值≤4计算值≤10可使用降阻剂接地电阻R（Ω）4＜计算值≤1410＜计算值≤20\n对策实施(D阶段)项目4#气阀室放空区接地电阻要求R（Ω）410长（m）2110宽（m）27.810面积（m2）583.8100电阻率ρ（Ωm）141.3141.3闭合地网R（Ω）2.9211.78以4#阀室为例，经过计算，阀室的接地电阻为2.92Ω（小于4Ω），符合要求数值；放空区的接地电阻为11.78Ω（大于10Ω），略高于要求数值，在施工时，可使用降阻剂对其进行处理，降低接地电阻，以满足要求数值。计算得到共有16个阀室可添加降阻剂进行施工，剩余13个阀室需要采取其他实施措施。\n对策实施(D阶段)施工阶段：措施：使用降阻剂降阻施工。对接地坑内的土壤进行化学处理，添加降阻剂，降低土壤电阻率效果检查：由于其具有吸水性、保水性、渗透性，使用后对降低阻值起到了一定的作用，现场进行实测，接地电阻达到规定值。\n对策实施(D阶段)对策实施：2.采用新型接地装置设计阶段：针对使用新型材料垂直接地极的阀室进行接地电阻计算：式中：S—降阻效率；ρ—土壤电阻率，Ω·m通过此计算公式可推：新型材料垂直接地极的接地电阻值与接地极长度三与接地极等效直径相关，随着L与D的增大R越小，L与D的减小R增大。\n对策实施(D阶段)以7#、8#油气合建阀室为例，经过型材料垂直接地极电阻计算，满足设计要求。项目7#油+8#气阀室放空区接地电阻要求R（Ω）410长（m）2110宽（m）27.810面积（m2）583.8100电阻率ρ（Ωm）565.47565.47闭合地网R（Ω）11.7028.27规格（mm）φ545454长（m）33等效直径（m）0.0540.054降阻效率α0.60.6单垂直地极接地电阻R（Ω）91.7991.79接地极数量（根）2812屏蔽系数β0.860.86垂直地极接地电阻R（Ω）3.818.89满足接地要求\n对策实施(D阶段)施工阶段：措施：2.采用新型接地装置。用于各种有较高接地要求的环境，能使雷电冲击电流及故障电流更快地扩散于土壤中。效果检查：离子接地体包含的高能回填料具有非常好的吸水性及离子渗透性，通过毛细原理实现水分保留。无论天气或周围环境如何变化，都能使周围土壤保持一定湿度，以达到最佳导电状态，且能随着时间的推移，逐渐扩大周围土壤的导电范围，达到真正安全、可靠、长效的接地保护系统。现场进行实测，接地电阻达到规定值。\n对策实施(D阶段)通过计算得到共有10个阀室可采用新型接地装置进行施工，还有3个阀室经过计算不满足设计要求，即通过采用新型接地装置进行施工达不到接地要求。项目9#油阀室放空区接地电阻要求R（Ω）410长（m）216宽（m）27.86面积（m2）583.836电阻率ρ（Ωm）1413.681413.68闭合地网R（Ω）29.25117.81规格（mm）φ545454长（m）33等效直径（m）0.0540.054降阻效率α0.60.6单垂直地极接地电阻R（Ω）229.47229.47接地极数量（根）84屏蔽系数β0.860.86垂直地极接地电阻R（Ω）33.3566.71不满足接地要求\n对策实施(D阶段)原因分析：小组成员对地质报告的分析，不满足设计计算要求的3个阀室，土壤电阻率均在1000Ω·m以上，其中9#阀室更是高达1413.68Ω·m。通过对9#阀室深入现场进一步调查，以及与现场施工人员的沟通，发现阀室地处于岩石层，大量的岩石块不仅出现高土壤电阻率的现象，而且也使现场施工出现了极大的困难，使用新型接地装置也满足不了接地设计要求，因此需要重新制定对策。\n序号末端原因确认内容确认方法标准负责人完成时间7地处岩石层，土壤电阻率高未满足设计要求的3个阀室是否处于岩石层，因而导致达不到设计要求的接地效果，同时因地制宜，简化施工难度深入现场，实地进行具体踏勘阀室的地质勘查报告孙赟吕阳伟2012.9对策实施(D阶段)\n序号确认内容调查过程是否为要因7地处岩石层，土壤电阻率高在地处岩石层的阀室，进行深埋接地体，或有条件时用钻机钻孔，把钢管打入孔中，再将钢管周围灌满电阻率较低的泥浆等。要因对策实施(D阶段)\n对策实施(D阶段)对策表序号对策目标措施地点负责人时间1对接地进行特殊处理阀室接地检测达到设计要求1.使用降阻剂降阻施工2.采用新型接地装置3.采取深埋垂直接地体，结合新型接地装置云南大理孙赟2013.3经过对9#阀室资料的核查，以及现场踏勘及复测情况制定对策，对策表中增加一项措施，即采取深埋垂直接地体，结合新型接地装置。\n对策实施(D阶段)对策实施：3.采取深埋垂直接地体，结合新型接地装置进行施工设计阶段：9#油阀室土壤电阻率高达1413.68Ω·m，且地处于岩石层，当土壤电阻率高于500Ω·m时，要使其接地电阻达到4Ω，根据水平网接地电阻公式计算，其接地网面积S至少要达到4969m2才能满足要求，即使适用新型接地装置，或是增加垂直接地体根数或加大水平接地网面积也很难满足。设计时接地网采用防腐型电解离子接地极、热镀锌扁钢-40×4构成，根据现场实际情况，采用井式或者深钻式深埋接地体，来降低接地网接地电阻，即在接地网4个角分别做20米深井接地，再适当添加降阻剂以达到效果。\n对策实施(D阶段)项目9#油阀室放空区接地电阻要求R（Ω）410长（m）216宽（m）27.86面积（m2）583.836电阻率ρ（Ωm）1413.681413.68闭合地网R（Ω）29.25117.81规格（mm）φ545454长（m）33等效直径（m）0.0540.054降阻效率α0.60.6单垂直地极接地电阻R（Ω）229.47229.47接地极数量（根）84屏蔽系数β0.860.86垂直地极接地电阻R（Ω）33.3566.71利用系数η0.720.72复合接地网接地电阻R（Ω）21.6559.15综合设置利用系数η0.720.72复合接地网接地电阻R（Ω）4.558.9以9#油阀室为例，采取深埋垂直接地体，结合新型接地装置进行接地计算，满足设计要求。满足接地要求\n对策实施(D阶段)施工阶段：在地下较低处，土壤电阻率较高时，或是地处于岩石层处，深埋接地体，或有条件时用钻机钻孔，把钢管打入孔中，再将钢管周围灌满电阻率较低的泥浆等。施工前必须掌握有关的地质结构资料和地下土壤电阻率分布，以保证深埋接地体能在所处位置上收到较好的效果。效果检查：对3个处于岩石层的高土壤电阻率下的阀室现场进行实测，接地电阻达到规定值。新型接地装置\n对策实施(D阶段)整体效果检查：经过小组成员深入现场，并与施工、检测等相关单位密切结合交流，在效果检查中发现：1）接地电阻值稳定。由于地层深处温度一年四季变化不大，不会因季节变化、水分蒸发、土壤干裂、冰冻而影响接地电阻；2）安全可靠。把高电位引入到了地下，无须考虑跨步电压对人身的危害；3）不受敷设范围影响。在上下土壤电阻率一样时（如岩石），深埋接地体也能达到降阻的目的，这是因为随着地层的深入，湿度越来越大，并且岩石的断层不断渗水，当接地体深入到地下水位，就相当于敷设在水中的接地体，由于水的电阻率为20Ω·m~100Ω·m，接地电阻值将大大下降。再者，由于接地体周围灌满了泥浆，降低了接地体与土壤的接触电阻，也使得接地电阻值降低。\n第一部分小组简介第二部分P阶段（计划）第三部分D阶段（执行）第四部分C阶段（检查）第五部分A阶段（处理）汇报提纲\n效果检查(C阶段)经过近八个月的设计、施工阶段，在2013.6相关部门组织对阀室进行防雷检测验收，全部达到合格，于2013.7.31正式投产运行。目标检查：\n效果检查(C阶段)无形效益：节省了对后期雷击造成设备损坏的维修和检修费用；节省了因设计不合理产生浪费材料的费用；部分阀室采用新型接地材料，无形减少了施工难度。社会效益：正确的接地设计，大大降低了雷击造成的油气管道线路监控阀室供电中断、阀门失控以及电气仪表设备、监控、控制设备损坏等事故，保障了中缅油气管道的正常运行，缓解了国内冬季供气紧张，以及西南地区供气难的问题。\n第一部分小组简介第二部分P阶段（计划）第三部分D阶段（执行）第四部分C阶段（检查）第五部分A阶段（处理）汇报提纲\n巩固措施(A阶段)1.继续深入到现场，增加感性认识。2.完善整理高土壤电阻率环境下油气田站场的接地设计资料，做为以后设计参考依据。3.将数据及设计图纸进行整理，编制成石油天然气管道标准化设计。3.定期开展专业技术培训和交流，保证专业技术水平全面发展。4.在专业范围推广成果，让更多人员学会运用QC方法来解决生产过程中遇到的各种问题。\n总结回顾(A阶段)小组本次活动的进步：1、详细分析工作中实际问题，自选课题；2、对于年轻工程师增加了设计工作的经验；2、按照“5W1H”原则制定对策表，逐步实施并检查效果；3、在质量意识、QC知识、个人能力和解决问题的信心上有明显提高；4、在工作热情上有所进步，在今后将进一步保持并突破。因此，我们将在下一循环的活动中，继续针对中缅油气管道工程中的各个油气站场的接地进行更深入的研究探讨。\n附录：计算表\n附录：计算表\n附录：计算表\nCTEC汇报结束，请批评指正！