摘要：由于油氣生產(chǎn)企業(yè)存在大量的無(wú)法直接進(jìn)入系統(tǒng)的小型油氣田，這些小型油氣田的產(chǎn)品需要通過(guò)汽車(chē)?yán)\(yùn)方式進(jìn)入系統(tǒng)，這就需要建造諸多的裝卸油設(shè)施，而裝卸油作業(yè)一直是油氣田生產(chǎn)中的危險(xiǎn)環(huán)節(jié)。筆者通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)部分油氣田裝卸油設(shè)施及作業(yè)過(guò)程進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了原油裝卸設(shè)施中存在的一些安全問(wèn)題。通過(guò)對(duì)靜電產(chǎn)生、積聚和放電進(jìn)行分析，找出靜電危害形成的基本條件及防護(hù)措施，將靜電防護(hù)理論全面應(yīng)用于原油裝卸設(shè)施，提出了原油裝卸設(shè)施安全方面的完善思路、方法和措施，力求提高原油裝卸作業(yè)的安全性。
??? 關(guān)鍵詞：原油?? 裝卸?? 靜電? 防護(hù)
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??? 1? 引言
??? 由于原油裝卸過(guò)程的特殊性，裝卸油操作一直是油氣田生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中最危險(xiǎn)的環(huán)節(jié)之一，從裝卸油火災(zāi)事故調(diào)查情況看，大多數(shù)事故是由裝卸過(guò)程中的靜電放電造成的，因此，裝卸油設(shè)施的靜電防護(hù)一直是油氣田生產(chǎn)中非常重要的問(wèn)題。本文僅從防靜電技術(shù)角度對(duì)汽車(chē)裝卸油設(shè)施的安全問(wèn)題做一探討。
??? 2? 靜電的產(chǎn)生
??? 液體介質(zhì)的帶電主要?dú)w結(jié)為雙電層的存在、固相本身的電離或是吸附液相中的一種離子等原因而帶電。液體在管道中流動(dòng)，與管道壁接觸面形成“雙電層”，在湍動(dòng)沖擊和熱運(yùn)動(dòng)的作用下，部分帶電荷的液體分子離去時(shí)，在管壁上就吸附著一層極薄的不隨液體移動(dòng)的正離子，而負(fù)離子就在液體內(nèi)向管道中心擴(kuò)散。當(dāng)液體流動(dòng)時(shí)，這些負(fù)離子就隨著液體一起移動(dòng)。如果液體屬于非靜電導(dǎo)體，液體就會(huì)帶有靜電，而且會(huì)隨著流動(dòng)距離的增加而愈積愈多。
??? 原油在管道中流動(dòng)，其流速對(duì)靜電的產(chǎn)生影響是很大的。事實(shí)上，由于金屬管道的導(dǎo)電性，原油在具有良好接地的金屬管道中的靜電電位并不高。但如果帶電原油被傾倒、泵送或其他方法輸入儲(chǔ)罐或容器，進(jìn)入的流束以飛濺或噴射形式流動(dòng)或空氣或氣體氣泡穿過(guò)液體，容器內(nèi)可能發(fā)生進(jìn)一步的分離，從而產(chǎn)生表面電荷，液體內(nèi)的同類(lèi)符號(hào)的單位電荷將會(huì)彼此排斥朝向液體的外表面。這不僅包括與容器壁接觸的表面，如果有空氣空間，還包括鄰接空氣空間的上表面。后者常被稱(chēng)為“表面電荷”，這種“表面電荷”是非常危險(xiǎn)的，在很多情況下人們最關(guān)心這種電荷。
??? 3? 靜電的積聚和放電
??? 3.1? 靜電的積聚
??? 一般來(lái)講，在管道中流動(dòng)的易燃易爆液體，即使有較高的電荷密度，也會(huì)由于管道內(nèi)有較大的電容作用而不顯示出較高的靜電電壓，且在正常生產(chǎn)的管道中由于沒(méi)有空氣存在，所以不會(huì)引燃和爆炸。但對(duì)于原油裝卸設(shè)施，由于管道中的液體離開(kāi)管道進(jìn)入容器空間，特別是在出油口未浸入液面之前，由于液體成飛濺、噴射狀態(tài)與空氣劇烈摩擦，容器內(nèi)將積累大量的電荷。
??? 3.2? 靜電放電
??? 靜電放電是由于兩極間的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)其間介質(zhì)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)而發(fā)生的，它以靜電積聚為前提，必須同時(shí)具備以下兩個(gè)條件：
??? （1）積聚起來(lái)的電荷能形成具有足以引起火花放電的靜電電壓；
??? （2）有適宜的放電間隙。
??? 靜電放電主要有以下三種形式：
??? （1）電暈放電?? 電暈放電發(fā)生在帶電體尖端附近或其他曲率半徑很小處附近的局部區(qū)域。在這很小的區(qū)域內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度很高，使氣體分子發(fā)生電離，形成電暈放電。較強(qiáng)的電暈放電伴有嘶嘶聲和淡紫色光。由于這種放電能量很小，一般不會(huì)引燃著火。
??? （2）刷形放電?? 刷形放電是火花放電的一種，其放電通道有很多分支，而且不集中于一點(diǎn)，放電時(shí)伴有啪啪聲響。雖然刷形放電的火花能量比較分散，但對(duì)于點(diǎn)火能較小的爆炸性混合氣體，也具有一定的引燃危險(xiǎn)性。
??? （3）火花放電? 這里所說(shuō)的火花放電是指放電通道集中的火花放電，即電極上有明顯的放電集中點(diǎn)的放電?；鸹ǚ烹姇r(shí)有短促的爆裂聲和明亮的閃光，多發(fā)生在導(dǎo)體之間。由于放電能量集中，其引燃危險(xiǎn)性大。
??? 由于輕烴等高電阻油品，非常容易積聚電荷，且釋放困難。這類(lèi)放電的放電能量往往比較大，因此，輕烴類(lèi)油品的危險(xiǎn)性更大。但對(duì)于原油裝卸設(shè)施來(lái)講，由于大部分原油的電阻率較低，當(dāng)容器具有良好的接地時(shí)，一般不會(huì)產(chǎn)生靜電積聚，因此，其裝置防靜電接地的可靠性尤顯重要。
??? 3.3??? 靜電危害形成的基本條件及防護(hù)原理
??? 通過(guò)大量的案例和靜電理論研究，可以看出靜電危害的形成應(yīng)同時(shí)具備以下三個(gè)基本條件，只要控制其中的一個(gè)條件不成立，就不會(huì)造成靜電危害。
??? （1）某處產(chǎn)生并積累足夠的靜電量，形成了“危險(xiǎn)靜電源”，使局部電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到或超過(guò)周?chē)橘|(zhì)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)，發(fā)生靜電放電。
??? （2）危險(xiǎn)靜電源存在的場(chǎng)所有易燃易爆氣體混合物并達(dá)到爆炸極限濃度。
??? （3）危險(xiǎn)靜電源與靜電易爆易損物質(zhì)之間能夠形成能量耦合并且放電能量等于或大于物質(zhì)的點(diǎn)火能。