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区域性阴极保护的设计与施工   区域性阴极保护的设计与施工
区域性阴极保护,就是将某一区域内的所有预保护对象作为一个整体进行阴极保护,依靠辅助阳极的合理布局、使被保护对象处于规定的保护电位范围之内,保护对象不是单一的,而是一定区域内的金属结构复合体。

    区域性阴极保护,就是将某一区域内的所有预保护对象作为一个整体进行阴极保护,依靠辅助阳极的合理布局、保护电流的自由分配以及与相邻设备的电绝缘措施,使被保护对象处于规定的保护电位范围之内。与常规阴极保护方法相比,保护对象不是单一的,而是一定区域内的金属结构复合体,例如油气田的油气水井和生产管网,输油泵站、输气站、油库罐区和油气集输联合站的储罐、输油泵、压缩机、加热炉、工艺管网和生产设施等。
   
    我公司在区域性阴极保护领域的主要业务范围:
    1.区域性阴极保护系统的优化设计,包括站区最佳阴极保护方案的制定与设计,利用自行开发的优化设计软件可获得使站区阴极保护效果最佳的设计方案。能够进行新建站区的阴极保护系统设计与老站补加阴极保护系统的设计。
    2.区域性阴极保护系统的施工,能够完成包括各类牺牲阳极、辅助阳极地床的施工,参比电极的施工,电缆的敷设及与阴、阳极的连接等在内的整套阴极保护系统的施工。
    3.区域性阴极保护的效果检测与评估,配备各类阴极保护效果检测设备,能够对区域性阴极保护的效果进行测试和评估。
    4.区域性阴极保护实时监测系统的开发与研制。能够根据不同站区的特点开发阴极保护实时监测系统,对阴极保护电位、阳极输出电流等参数进行实时监测,便于站场工作人员能随时掌握区域性阴极保护系统的运行情况,及时发现异常情况并采取相应的措施。

    区域性阴极保护的特点:区域性阴极保护是将某一区域内的所有预保护对象当作一个整体来进行保护,由于保护区域内保护对象繁多,地下金属结构复杂,分布范围小,干扰和屏蔽现象严重,使得典型的站区阴极保护具有如下特点:
    1、接地系统庞大,保护电流消耗较高。输油站往往集接收、储存、加热、加压、外输等多种功能于一体。尽管站区阴极保护的对象主要为储罐和埋地管网,但通过工艺、伴热、消防等管线与输油泵、加热炉、阀组等众多的设施构成了庞大的接地网,彻底进行绝缘处理不仅费用高昂、而且也不现实,难于实施。众多的接地必然导致较高的电流消耗。
    2、地下金属结构错综复杂,干扰和屏蔽问题突出。与站外长输管线相比,站区由于众多设施彼此电性相连,形成纵横交错的金属结构网。特别是建站较久的老站,经过多次改造、扩建,许多已废弃管网、设备仍与在用设施存在电性连接,地下金属结构更为错综复杂,干扰和屏蔽问题也更为突出。
    3、安全要求高。站区大型储油罐的存在,对防范事故的安全措施要求较高,给站区阴极保护的实施增加了难度。
    4、阳极床设计受到限制。采用浅埋阳极不利于电流的均衡分布,而且容易产生干扰和屏蔽;而深井阳极的应用又受地下水文地质条件的制约。因此阳极地床的设计在一定程度上受到限制,要达到理想的阳极床设计是非常困难的。
    5、保护系统内金属结构复杂,后期调试整改必不可少。区域性阴极保护由于具有保护对象错综复杂及与之相连的接地设施众多等特点,使得保护回路复杂多变,造成了一次设计的不确定性,要达到理想的保护和最大限度的降低对非本保护系统的干扰,施工和调试阶段的设计更改及调整是必不可少的。
    由于区域性阴极保护具有以上特点,在设计过程中要综合考虑多种因素的影响,以求获得最佳的保护效果。

 

图(1)基于数值模拟的阴极保护