石油庫是儲(chǔ)存、收發(fā)、中轉(zhuǎn)石油產(chǎn)品的基地,所儲(chǔ)存的汽油、煤油、柴油等油品,大都屬于易燃或可燃液體,這些物質(zhì)所揮發(fā)的蒸氣與空氣混合會(huì)形成爆炸性混合氣體,如遇有足夠的能量點(diǎn)火源,就會(huì)引起會(huì)爆炸。在石油庫發(fā)生火災(zāi)的原因中,靜電是火災(zāi)主要因素之一,當(dāng)帶電體與不帶電體或靜電電位很低的物體接近時(shí),就會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象,并產(chǎn)生火花,靜電放電的火花能量達(dá)到或在大于周圍可燃物的最小點(diǎn)火能量,而且可燃物在空氣中的深度或含量也已在爆炸極限范圍內(nèi)時(shí),就能立即引起燃燒或爆炸。因此,研究靜電產(chǎn)生的原因,掌握靜電積聚、消散以及預(yù)防措施,對(duì)石油庫安全十分必要的。
一、靜電的產(chǎn)生
靜電是指在一定空間、容器或表面上存在的正負(fù)電荷,它與動(dòng)電荷的區(qū)別是靜電處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),可以長時(shí)間保持,在有適當(dāng)?shù)姆烹婇g隙就會(huì)釋放。
油品在儲(chǔ)、運(yùn)、灌、加的過程中,不可避免地發(fā)生攪拌、沉降、過濾、搖晃、沖擊、噴射、飛濺以及流動(dòng)等接觸、磨擦、分離的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生靜電積聚。油品在流動(dòng)過程中,靜電的多少不僅取決于靜電的產(chǎn)生,還取決靜電的消散。當(dāng)靜電荷的產(chǎn)生速度高于靜電荷的消散速度時(shí),便形成同性電荷的積聚。油庫的油品屬于低電導(dǎo)率物質(zhì),汽油電阻率為2.5*1013,煤油、柴油的電阻率為7.3*1014,都比較容易產(chǎn)生和積聚靜電。
油品產(chǎn)生靜電的類型按其狀態(tài)可分為3種:1、油品與固體之間的靜電,如油品在管道中流動(dòng)、攪拌、固體顆粒在油品中沉降產(chǎn)生的靜電;2、油品與氣體之間的靜電,如油品從管道口或噴嘴噴出、氣泡在油品中上升產(chǎn)生的靜電;3、油品與不相容液體之間的靜電,如水滴在油品中沉降、高壓水沖洗儲(chǔ)罐產(chǎn)生的靜電。
按機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式分為6種:1、流動(dòng)帶電。低電導(dǎo)率的輕質(zhì)油品在管道中流動(dòng),油品與管道壁發(fā)生磨擦運(yùn)動(dòng),使油品帶有靜電荷。2、噴射帶電。油品從管口或噴嘴高速噴出時(shí),粒子和噴嘴之間存在迅速接觸和分離過程,接觸時(shí)界面處形成雙電層,分離時(shí)粒子把雙電層中的一層電荷帶走,另一層電荷留在噴嘴上,結(jié)果使微粒和噴嘴上分別帶上正電荷和負(fù)電荷。3、油品沖擊、飛濺帶電。輕質(zhì)油品從頂部孔口注入儲(chǔ)罐、油罐車內(nèi),油粒下落后對(duì)罐壁發(fā)生沖擊,引起飛濺、氣泡和霧滴而帶電。4、液體的沉降帶電。由于油品含有固體顆粒和水分等雜質(zhì),這些顆粒或水滴向下沉降使油品帶電。5、人體帶電。人體活動(dòng)時(shí),衣服與衣服、人體與衣服、鞋底與地面的磨擦而使人體帶電。6、感應(yīng)帶電。帶電體與絕緣導(dǎo)體互相靠近而使絕緣導(dǎo)體帶電。
二、靜電的消散與積聚
由于油品本身存在著電阻和對(duì)地電容,所以靜電荷積聚是必然的。靜電荷的積聚與許多因素有關(guān),主要取決于油品本身的導(dǎo)電系數(shù)和大氣濕度。油品的導(dǎo)電系數(shù)越大,靜電荷消散越快,越不容易積聚;油品越純,導(dǎo)電系數(shù)就越小,越容易積聚。輕質(zhì)油品導(dǎo)電系數(shù)都很小,因而也較容易造成靜電積聚。由于空氣中的水分能導(dǎo)走靜電,因此大氣溫度越大,油品靜電消散就越快,。
三、靜電的放電條件
靜電放電以靜電積聚為前提,而被積聚的靜電只有同時(shí)具備以下條件時(shí)才能構(gòu)成放電作件:積聚起來的電荷能形成具有足以引起火花放電的靜電電壓;有合適的放電間隙;有電位差,所以預(yù)防靜電危害要從靜電產(chǎn)生的條件著手,消除或減少靜電放電條件。