油库防静电.doc

第四节 油库防静电油料在储运、装卸、加注、调和等过程中，会与油罐、油管、油罐车、加油车、过滤器等接触、摩擦而产生静电。当静电积累到一定程度时，其周围产生的电场强度就可能超过空间介质的击穿强度而放电。若放电能量大于燃料最低的引燃能量，且燃料一空气混合气体达到一定的浓度，就会发生静电着火，引发火灾爆炸事故。这不仅会造成油料的巨大浪费和损失，也会造成人员的伤亡和武器装备的毁坏，甚至可能造成整个油库的毁坏。当然，静电事故多发生在装车或油罐收油过程。油库防止静电事故，其安全措施主要包括：减少静电的产生；加速静电的泄放，防止静电积聚；防止爆炸性气体的形成；防止人体带电等。一、减少静电的产生要减少油料静电电荷的产生，应从控制油料流速、改进油料灌装方式、防止不同闪点的油料混合及避免杂质、流经过滤器的油料有足够的漏电时间、防止油料混入水分、减少管路上的弯头和阀门、选择合适的鹤管等方面来考虑。(一)控制油料流速由于油料在管道中流动产生的流动电荷和电荷密度的饱和值与油料流速的二次方成正比，故控制流速，特别是油料进罐、灌装、加油时的流速是减少油料产生静电的有效方式。据石油库设计规范(GBJ7484)，装油鹤管的出口只有在被油品淹没后可提高罐装速度，因此，提倡淹没流加注油料，同时，汽油、煤油、轻柴油等轻质油料的罐装速度不宜超过45ms，初始罐装速度应小于1ms。(二)改进装油方式装油方式包括两种：一是从底部潜流装油；二是从顶部喷溅装油。一般地说，油料从顶部喷溅罐装比从底部潜流装油产生的静电高一倍，故从底部进油的方式较好。若采用顶部进油的罐装方式，则应把鹤管插入罐的底部。 喷溅罐装时，会因油料从鹤管内高速喷出而导致液体迅速分离，从而产生较多的静电电荷；同时，油品冲击到罐壁，也会造成喷溅飞沫而产生静电。当然，电荷产生的多少与装油鹤管的直径、油品流速、管口形式、管端距油面高度等密切相关。从顶部装油除因喷溅产生静电电荷外，还会产生油雾，使油气、空气混合物易达到爆炸浓度范围。另外，顶部罐装还会使油面局部电荷较为集中，从而易引发火花放电。从底部潜流装油可减少油品的喷溅，降低挥发和损耗；以及避免油流流经电容较小的罐车中部，不致产生较大的油面电位。但是，底部进油也可能产生新电荷。若罐底有沉降水，底部进油会搅起沉降水而产生很高的静电电位。(三)防止不同闪点的油料混合及避免杂质国内外都有不少因不同闪点的油料混合而发生重大事故的案例。油品相混一般出现在调合、切换或两条管线同时向油罐注送不同油品的时侯；以及向汽油或其他轻油底的容器注送重油的时侯。油料混合引发事故的原因除混油可能增加带电能力外，还因柴油、煤油、燃料油等都属于低蒸气压油品，其闪点均在38以上。正常情况下，在低于其闪点温度下输送油品不会发生事故。但是，若将这种油品注入装有低闪点油品的容器内，重质油就会吸收轻质油的蒸气而减小容器内压力，使空气易进入，从而导致未充满液体的空间由原来充满轻质油气体转变为爆炸性油气一空气混合物。一旦出现火源，即可引发火灾爆炸事故。杂质的存在也是引发静电事故的原因之一。如某单位用管线向一油罐输送航煤，同时又开放另一管线送油，由于后者管线内残存的残渣也被送入灌中，虽然输送流速不高，仅为2ms，却因静电造成了爆炸事故。因此，避免油品中混入杂质，也使减少静电产生的方法之一。(四)流经过滤器的油品要保证足够的漏电时间要减少静电的产生，应使流经过滤器的油品有足够的漏电时间。因油品流经过滤器时，会与过滤器剧烈的摩擦而使带电量增加10100倍，且不同材质的过滤芯产生静电的大小不相同，见表45。表45不同材质过滤芯产生的静电值因此，为避免大量带电油品进入油罐、油罐车，流经过滤器的油品漏电时间应为30S以上。(五)其他减少静电产生的方式油品罐装时产生静电的大小，不仅取决于装油的流速，还与鹤管口位置高低、鹤管口形状、鹤管材质等密切相关。若用大鹤管，装油流速大于5m/s时，就会产生万伏静电电位。因此，选择合适的鹤管且鹤管口位置适当也是减少静电产生的有效途径，通常鹤管口距离罐底100200mm。油品在管线中流动时，会因与管路上的弯头和阀门接触分离而产生静电电荷，故应尽量减少管路上的弯头和阀门。另外，还应防止油料中混入水分等以减少静电的产生。二、防止静电的积聚防止静电积聚的措施有：在油料中添加抗静电添加剂、对设施设备进行接地与跨接、在管路上设置消静电器和静电缓和器等。(一)添加抗静电添加剂任何一种油料都有一定的电导率。实验证明：油料电导率过高或过低，产生的静电电荷均不会很大，一般电导率在120cu左右范围，油料产生静电是危险的。汽油、煤油、柴油、喷气燃料等油品的电导率为510cu左右，其引发静电事故的危险很大。而向油品中加入微量的抗静电添加剂，就可成十倍或成百倍的增加油品的电导率，从而加速油品静电的泄漏和导出、减少静电电荷的积聚并降低油品的电位，且不影响油品质量。目前使用的添加剂主要有国产T1501型抗静电剂和荷兰壳牌石油公司研制的ASA3抗静电剂。T1501型抗静电剂包括烷基水杨酸铬、丁二酸二异辛酯磺酸钙和“603”的共聚物三种组分，前二组分是改变油品电导率的基本组分，“603”为稳定增效剂。不同油品对抗静电剂降低电阻率的效果是不同的，但总的规律是：油品电阻率随抗静电剂含量的增加而降低，且近似线性变化。抗静电剂含量与油品电导率的关系见表46。表46添加剂含量与油品电导率的关系该添加剂的用量一般为百万分之一的重量(即1ppm)，如国产各牌号的航煤只要加入1ppm的T1501，就可使电导率维持在140210个导电单位，这对铁路装车是足够安全的。由于抗静电剂本身为易燃品，宜储存于铁桶内，避免与强氧化剂、酸类接触，周围严禁烟火。(二)设施设备接地与跨接油品是非静电导体(电阻率106m)或亚静电导体(电阻率106m，1nm)，在其运输、罐装、调合等作业中，会因各种接触分离的相对运动而产生、积聚静电。由于静电感应，油库设施设备内壁出现与油品相反的电荷，设施设备外壁出现与内壁相反的电荷。静电接地与跨接是消除静电危害最有效的措施。静电接地是指将设施设备通过金属导线和接地体与大地连通而形成等电位。跨接是指将金属设施设备之间用金属导线相连接，形成等电体。接地与跨接的目的一是把产生的静电导走，避免因静电积聚而引发放电着火；二是人为地使设施设备形成等电体，避免因静电电位差而造成火花放电。在油库中，应进行静电接地的设施设备有两大类：一类是固定设施设备，如储油罐、输油管线、铁路装卸油场等；另一类为移动设备，如铁路油罐车、油船和油桶等。油库设施设备静电接地通常采用焊接的方法，按照技术要求将静电接地系统与设施设备的外壁相连。据石油库设计规范(GBJ7484)和石油化工企业设计防火规范(GB5016092)的规定，防静电接地装置的接地电阻不宜大于100。(三)设置消静电器和静电缓和器消静电器即静电中和器，是消除和减少带电体电荷的金属容器。美国从70年代就研制了为油槽车装油时消除静电的消电器，并被许多国家所采用。80年代后，我国也着手研制类似的消静电器。消静电器安装于管道末端，通过不断向管道注入与油品电荷极性相反的电荷来达到消除静电的目的。目前，用于油品储运系统的主要为感应式消静电器。它具有结构简单、使用方便、消除静电效率高等优点。其工作原理为：消除器产生的与带电物体极性相反的电子和离子，可向周围带电物体移动，并与带电物体的电荷进行中和，从而达到消除静电的目的。该类消电器由接地钢管及法兰、内部绝缘管、放电针及镶针螺栓三部分组成，其结构见图49。图49消静电器静电缓和器是结构简单、消除静电效果较好的装置，其结构见图410。由于静电缓和器需占用一定的空间，故其使用受到一定的限制。为解决这一矛盾，可与某些设备结合起来设计，如在过滤器的尾部加大空间，使之成为过滤器与缓和器的组合体，以及利用灌体本身加以改进以达到缓和器目的等。图410缓和器示意图三、消除火花放电现象在油罐、油罐车中有导电物，如导线、量油器具及不慎掉人的易拉罐等，均会因静电感应而充电，若与罐壁碰撞则易产生火花放电而构成静电危害。因此，必须清除储油容器中的导电物。另外，为防止由于静电感应而造成金属尖端火花放电，制造、检修储油罐、储油车时，其内壁不应遗留突出物，特别应注意清除焊疤。四、防止爆炸性气体形成由于油品的挥发性，不可避免的会产生油蒸气-空气的可燃性混合气体。当可燃性混合气体浓度低于着火下限或高于着火上限时，均不会造成混合气的燃烧爆炸。因此，应加强通风或采用通风装置及时排出可燃性混合气体，使其浓度不处于着火爆炸范围内，以防止静电火灾爆炸事故。对于储油罐，可采用充惰性气体的方法来防止可燃性混合气的形成。如20世纪70年代前苏联的图144超音速客机和英美等国某些军用飞机，为防止油箱燃料发生静电着火爆炸事故，在油箱的蒸汽空间注入惰性气体以隔离氧气及抑制可燃性混合气的形成。另外，还可采用浮顶罐、内浮顶罐来消除储油罐浮盘以下的油气空间，但浮盘上部的可燃气体火花放电也应引起重视。五、预防人体静电人在活动过程中，特别是穿着化纤衣服时，会产生、积聚大量静电；在橡胶板或地毯等绝缘地面上走路时，会因鞋底与地面不断的接触、分离而发生接触起电；穿尼龙、羊毛、混纺衣服从人造革面椅上起立时，人体可产生近万伏高压电；当将尼龙纤维的从毛衣外面脱下时，人体可带10kV以上的负高压静电；静电感应、带电微粒吸附也可使人体带电等。人体静电通常可达24kV，能产生火花放电。而人体对地电容C200pF，人体电位V=2000V时，其放电能量W12CV2=04mj，已大大超过汽油蒸汽与空气混合气体02mj的点燃能量，因此，人体静电是危险的，会给油库安全造成较大的威胁。预防人体静电的危害，必须加强对作业区