胡楠大庆油田储运销售分公司成品油供销总站163000
摘要详细分析了油品在储运过程中产生静电的原因及造成的危害,提出了防止静电的措施
主题词油品储运静电防止措施
随着石油工业的发展,静电灾害日益引起人们的广泛关注。多年来,国内外石油工业的静电事故不断发生,造成了很大的经济损失和人身伤亡。据日本官方统计,火灾爆炸事故约有10%属于静电事故。因此,研究静电对于一个企业的安全来说是非常必要的。
一、静电造成的危害
静电的危害是静电的力学现象和放电现象引起的。积聚的静电荷构成电场并对周围空间有电场力的作用,此静电的库仑力可以对周围微粒产生吸附作用。这对于某些生产环节会造成故障,如粉尘堵塞、纤维纠合或污染产品,影响产品的质量。在油品的储运过程中,静电造成的危害性事故主要是爆炸和火灾。
1、因静电放电引起爆炸和火灾的条件
(1)、有产生静电的来源;
(2)、使静电得以积聚,并应具有足够大的电场强度和达到引起火花放电的静电电压;
(3)、静电放电的能量达到爆炸性混合物的最小引燃能量;
(4)、静电放电火花周围有爆炸性混合物存在,其浓度必须在爆炸区间之内。
2、静电放电引起的爆炸分类
(1)、接地容器内部发生爆炸
大多数接地容器内部的爆炸发生在灌装油品时,因为容器接地,外壁电荷已导入地壳,容器内部带电油品与容器内壁之间产生电位差,当电位差达到一定时,容器内可燃气体被击穿而产生火花放电,易引起爆炸。
(2)、喷射含微粒的气体引起爆炸
含微粒气体从喷嘴喷出时,由于微粒与出口壁激烈摩擦而带电。如某泵房检修时,用压力为、温度为的过热水蒸气冲洗泵内残留的油品时,发生火灾。其原因是水蒸气中的微粒与喷嘴摩擦时产生静电(后经过测定,距离喷嘴60cm处金属网的静电电压为24kv),油静电火花放电引起爆炸。
(3)、地绝缘容器灌装油品时产生的爆炸
用灌装油品灌装绝缘容器时,其危险性比灌装接地容器更大。如向被轮胎绝缘的油罐车及无接地装置的储罐装油时,储罐的内、外壁由于带电油品的流动积聚了大量的大小相等、符号相同的电荷(内壁相反),这些电荷易与接地物体(如输油管道、靠近罐车的人体等)产生静电而引起爆炸。
二、防静电的措施
防止静电灾害,只要消除形成静电灾害条件中的任何一个或几个就可以了。在实际生产过程中,要完全消除静电电荷是不可能的,而且也没有必要。在油品的储运过程中,防止静电事故的措施主要有以下几个方面:
1、控制各种工艺指标,减少静电的产生
(1)控制油品的流速
这是减少静电荷产生的一个有效方法,因为油品在管道内流动时所产生的电荷密度的饱和值与油品流速的平方成正比。当油品在层流时,产生的静电量只与流速成正比,且与管线内径大小无关;当油品处于紊流状态时,产生的静电量与流速的1.75次方成正比,且与管线内径的0.75次方成正比。
(2)限制灌装、加油方式
从顶部喷溅灌装方式产生的静电荷比从底部进油产生的静电荷多一倍。因此储罐尽量避免上部喷溅装油,罐车尽量采用浸没式鹤管装油。这样做可以减少油品喷溅、降低油品损耗;减少油品的雾化、蒸发,避免油品在到达闪点温度时的点燃;避免油流流经电流最小的油罐中部,不致产生较大的油面电位;避免局部电场增加,不致产生火花放电。
(3)防止不同油品相混或油品中含有水和空气
不同油品混合或油中含有水和空气时,都会使静电量增加,这是由于不同油品之间以及油品及水(或空气)之间相互摩擦而产生的。所以,为了保证安全和油品的质量,防止不同油品相混合,在油罐换装油品时一定要进行清洗。油品调和时必须有相应的安全措施。油品通风调和是十分危险的,建议使用氮气代替压缩空气进行调和。
(4)控制油面空间的混合气体
不采用一般场所常用的正压通风方法,而采用充惰性气体的方法,以避免充油容器油面以上的空间形成爆炸性混合气体。
(5)经过过滤器时,油品要有足够的漏电时间
经过过滤器的油品,由于与过滤器发生剧烈摩擦,大大增加了接触和分离的强度,可能使油品的电压增加10~100倍。
为了避免静电事故,设备管线的合理布置对控制静电有很大关系,如过滤器不要靠近油罐、装油台,应留有一定的缓和长度;管线尽量少拐弯、变径等。必须使用软管的部位应优先选用导电橡胶管或导电塑料管。
2、加速静电泄漏,防止静电积聚
(1)接地和跨接
静电接地是消除静电危害最常见的措施,主要是用来消除导体上的静电。静电接地是指将设备容器及管线通过金属导线和接地体和大地连通而形成等电位,并有最小电阻值。跨接是指将金属设备以及各导线之间用金属导线相连造成等电位。显然,接地和跨接的目的在于人为的与大地造成一个等电位体,不致因静电电位差造成火花放电而引起危害。管线跨接的另一个目的,是当有杂散电流时,给它以一个良好的通路,以免在断路处发生火花而造成事故。
(2)添加抗静电添加剂
加入微量抗静电添加剂,可增加油品导电率,加速静电泄漏、导走,使其产生的静电荷不能积聚,而又不影响油品的质量,从而消除或减少静电危害。
(3)使用静电消除器
静电消除器又叫静电中和器,它是消除或减少带电体电荷的装置。静电消除器所产生的电子和离子与带电体上相反符号的电荷中和,从而消除静电的危害。按照工作原理和结构的不同,它大体上可分为感应式、外加电压式、放射线式和离子流式四种。后三种对石油工业不安全或安全措施复杂,因此,目前在灌装油罐车中只使用感应式静电消除器,因为它具有结构简单、使用方便以及消电效率高等优点。
(4)设置静电缓和器
静电缓和其是一个装在管线上的金属容器,可以看成一个扩大直径的管线段。带电油品在进入容器之前先进入该装置中使流速减慢,使油品有一个相对的停留时间,大部分电荷在t的时间内趋向管壁,流向大地,从而大大减少了进入容器的电荷,这就是缓和作用。
3、防止形成爆炸性混合气体的环境
当爆炸性混合气体的浓度低于爆炸下限或高于爆炸上限时,都不会造成混合气体爆炸。因此,可以在爆炸和火灾危险场所采用通风装置及时排出爆炸性混合气体,使其浓度不在爆炸范围内以防止静电火花引起爆炸或火灾。对于油面空间不能采用正压通风的方法来防止爆炸性混合气体的形成,而往往使用充惰性气体的方法。
4、消除火花放电促发物
在油罐和罐车中可能引起爆炸着火事故的火花放电促发物有下列几种:
金属油罐中未经铲除的焊瘤子、容器内的浮漂用品、检测用的取样品、量油器具、测温仪表及导线等。在生产原理、操作中应十分注意这些火花放电促发物有可能造成放电,导致火灾事故的发生。因此,在实际中应该尽量采用一些自动化的固定的检测手段。
5、防止操作人员带电
人体表皮有一定电阻,如果穿着高电阻的鞋,因人体和衣服之间相互摩擦等原因,会使人体带电。因此,经常在油泵房、灌发油间及从事装卸作业的人员,应避免穿着化纤服装,最好穿着棉织品衣服和穿防静电鞋。