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防靜電技術(shù)在石油庫(kù)生產(chǎn)中的應(yīng)用

文檔作者：藍(lán)曉民曹繼偉王國(guó)維文檔來(lái)源： I．遼寧石油化工大學(xué)機(jī)械學(xué)院 2．中國(guó)石油內(nèi)蒙古烏蘭察布銷(xiāo)售分公司 3．遼寧石油化工大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月19日
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第44卷第3期
201 5年3月
當(dāng) 代 化 工
Contemporary Chemical Industry
Vo1．44．N0．3
March．201 5
防靜電技術(shù)在石油庫(kù)生產(chǎn)中的應(yīng)用
藍(lán)曉民 ，曹繼偉 ，王國(guó)維。
(I．遼寧石油化工大學(xué)機(jī)械學(xué)院，遼寧撫順I(yè) 13001； 2．中國(guó)石油內(nèi)蒙古烏蘭察布銷(xiāo)售分公司，內(nèi)蒙古烏蘭察布012000
3．遼寧石油化工大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院，遼寧撫順1 13001)
摘 要：石油石化工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著不可替代的作用，隨之而來(lái)的石油石化企業(yè)也已成為國(guó)家安
全監(jiān)督的重點(diǎn)行業(yè)。作為安全生產(chǎn)中重要手段的防靜電技術(shù)，就成為石油石化企業(yè)安全生產(chǎn)的重要保證之一。
石油庫(kù)中常用的防靜電技術(shù)，一般包括靜電接地、跨接技術(shù)、靜電中和技術(shù)、工藝控制技術(shù)三個(gè)方面。闡述和
總結(jié)了石油庫(kù)防靜電技術(shù)的原理、技術(shù)路線等問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：石油庫(kù)；防靜電；技術(shù)
中圖分類(lèi)號(hào)：TE 821 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671—0460(2015)03—0561—03
Application of Antistatic Technology in Operation of Oil Depots
LAN Xiao—min 1
，
CAOJi—wei 2 WANG Guo—wei3
(1．School ofMechanical Engineering，Liaoning Shihua University,Fushun Liaoning 113001，China；
2．petroChina Inner Mongolia Wulanchabu Sales Company,Inner Mongolia Wulanchabu 0 1 2000，China；
3．College ofPetroleum Engineering，Liaoning Shihua University，F(xiàn)ushun Liaoning 1 13001，China)
Abstract：Petroleum and petrochemical industry plays an irreplaceable role in the development of national economy,
so safety supervision of the petroleum and petrochemical enterprises is very important．As an important means in
safety production，anti—electrostatic technology has become one of important guarantees of safe production in
petrochemical enterprises．Common antistatic technologies for oil bases include static grounding，cross connect
technology,electrostatic neutralization technology and process control technology ．In this paper，principles and
technical routes of the anti electrostatic techn ologies were described and summarized．
Key words：Oil depot；Anti static；Technology
石油庫(kù)作為石油物流鏈中的一個(gè)中心環(huán)節(jié)，它
既是協(xié)調(diào)原油生產(chǎn)、加工、成品油供應(yīng)及運(yùn)輸?shù)募~
帶，也是國(guó)家原油及成品油儲(chǔ)備和供應(yīng)的基地。石
油產(chǎn)品在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中由于本身的特性易產(chǎn)生靜電
荷，當(dāng)靜電荷在積累到一定程度時(shí)，就會(huì)發(fā)生放電
現(xiàn)象，從而產(chǎn)生電火花。石油庫(kù)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的空氣中
長(zhǎng)期積累了大量的油蒸氣，當(dāng)遇到電火花時(shí)，火災(zāi)
和爆炸事故的發(fā)生就難以避免。
對(duì)于油庫(kù)而言，防靜電技術(shù)主要有靜電接地、
跨接、靜電中和、工藝控制等。
1 靜電產(chǎn)生及危害
1．1 靜電的產(chǎn)生
靜電是由物體間的相互摩擦或感應(yīng)而產(chǎn)生的。
當(dāng)兩種不同性質(zhì)的物體相互摩擦或緊密接觸后迅速
剝離時(shí)，由于它們對(duì)電子的吸引力不同，因此，在
兩種物體間就會(huì)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。其中一個(gè)物體
失去部分電子而帶正電，另一物體獲得部分電子而
帶負(fù)電。如果這二個(gè)物體與大地絕緣，則電荷無(wú)法
導(dǎo)出而停留在物體的內(nèi)部或表面呈相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，
這種電荷就稱(chēng)靜電。
1．2 靜電放電引燃條件
帶電體上的靜電荷總是要釋放的。電荷釋放有
兩個(gè)途徑：自然逸散和不同形式的放電。靜電放電
是電能轉(zhuǎn)換成熱能的過(guò)程，它能將可燃物引燃，成
為引起燃燒或爆炸的火源之一。
靜電積聚是靜電放電的前提，而被積聚的靜電
只有同時(shí)具備以下條件時(shí)才能構(gòu)成放電危害，即
(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；
(3)放電達(dá)到能夠點(diǎn)燃可燃性氣體的最小能
量；
(4)放電在爆炸性混合物的爆炸濃度范圍內(nèi)發(fā)
生 ”。
由于石油產(chǎn)品具有較高的電阻率，故產(chǎn)生靜電
電荷積聚和靜電放電的幾率很高。至于放電能否引
燃可燃性油蒸氣，主要取決于其放電能量是否大于
收稿日期： 2014-08—12
作者簡(jiǎn)介： 藍(lán)曉民(1960一)，男，遼寧撫順人，教授，1982年畢業(yè)于撫順石油學(xué)院機(jī)械系，研究方向：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、化工機(jī)械。E-mail
lanxiaomin@1 63．corn。
化 工 201 5年3月
油蒸氣的最小引燃能量和油蒸氣的濃度是否在爆炸
范圍之內(nèi)。
1．3 靜電的危害
油庫(kù)儲(chǔ)存著大量的石油產(chǎn)品，作業(yè)場(chǎng)所時(shí)刻彌
漫著爆炸性混合氣體。靜電的存在，是引發(fā)油庫(kù)爆
炸、火災(zāi)的一種潛在危險(xiǎn)。因此，靜電事故的預(yù)防
是油庫(kù)一項(xiàng)極其重要的工作。
2 油庫(kù)儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)靜電的產(chǎn)生和積聚
2．1 油罐靜電
油品在管道內(nèi)輸轉(zhuǎn)時(shí)，雖然已有靜電產(chǎn)生，但
由于管道內(nèi)充滿油品而缺乏足夠的空氣，所以不具
備爆炸起火的條件。但如果將已帶有電荷的油品送
入油罐，則電荷不能迅速泄掉而積聚，這樣油面會(huì)
有一個(gè)較高電位。此時(shí)若油罐氣相空間有濃度適宜
的爆炸性氣體混合物，就會(huì)十分危險(xiǎn)。所以，可以
認(rèn)為油品中的靜電荷主要來(lái)自于管道輸送系統(tǒng)，而
靜電荷積聚和引起火災(zāi)的危險(xiǎn)則主要來(lái)自可形成爆
炸性混合氣體的油罐或鐵路、公路油罐車(chē)上。
2_2 輸油管道靜電
油品在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)與管壁摩擦，油品中便產(chǎn)生
了靜電荷。由于油品的電導(dǎo)率小，絕緣性能好，因而
能夠良好地保持靜電能。管道管徑越大，產(chǎn)生的靜電
荷越多；油品的流速越快，產(chǎn)生的靜電荷也越多。
2．3 過(guò)濾器靜電
過(guò)濾器是油庫(kù)中必不可少的工藝設(shè)備。油品流
過(guò)過(guò)濾器時(shí)產(chǎn)生的靜電荷比油品流過(guò)泵、管道時(shí)還
要多，這是因?yàn)橛推吠ㄟ^(guò)時(shí)與過(guò)濾器濾芯摩擦產(chǎn)生
靜電。
2．4 鐵路、公路油罐車(chē)的靜電
目前，發(fā)生在我國(guó)的較大的石油儲(chǔ)運(yùn)靜電事故，
公路油罐車(chē)及鐵路油罐車(chē)居首，其次是油罐事故。
因此對(duì)油罐車(chē)的靜電規(guī)律更應(yīng)重視。
對(duì)于油罐車(chē)內(nèi)的靜電大小分布分析如下：
(1)電導(dǎo)率較大的油品，車(chē)內(nèi)電荷密度一般趨
向均勻，同時(shí)在電荷同性相斥及液體表面張力的作
用下，油品中的電荷有流向油面的趨勢(shì)，所以油面
電荷較多。
(2)采用鶴管裝油，其管口末端形狀對(duì)電荷密
度及電位都有明顯差異。實(shí)驗(yàn)表明以平口形式為佳。
(3)在裝車(chē)過(guò)程中，油面處的電位是隨著液面
的上升而變化的，最高電位出現(xiàn)在油罐容積的l／2
至3／4處。
2．5 油輪靜電
油輪上引起靜電的因素較多，油在管道內(nèi)流動(dòng)、
油從管口噴出、洗艙時(shí)水和水蒸氣的高速?lài)娚洹⒂?
壓縮空氣清除管道存油、用尼龍繩系船等都能產(chǎn)生
靜電。
(1)油艙未裝滿油，由于風(fēng)浪油輪搖晃，使油
品在艙內(nèi)與船壁發(fā)生沖擊帶電。
(2)油輪常用空氣或惰性氣體清掃管道，將管
道內(nèi)殘油驅(qū)向油艙。這時(shí)，艙內(nèi)的油受到劇烈攪動(dòng)
而帶電。
(3)泵送裝油。當(dāng)油品經(jīng)管道注入油艙的同時(shí)
也注入了電荷。
(4)連接在絕緣軟管上的噴嘴、絕緣繩系著的
采樣筒、吊在艙內(nèi)未接地的洗艙機(jī)、穿著絕緣鞋的
人體等都是被絕緣的導(dǎo)體。當(dāng)這些絕緣導(dǎo)體接觸帶
電的油、霧滴時(shí)都會(huì)積聚電荷變成高電位帶電體。
(5)油輪洗艙過(guò)程中可長(zhǎng)時(shí)間存在空間電荷，
當(dāng)油氣混合濃度達(dá)到爆炸范圍之內(nèi)時(shí)是極其危險(xiǎn)
的。這是因?yàn)椋浩湟?，帶電水霧可能向船體構(gòu)件直
接放電引爆。其二，帶電水霧中的絕緣導(dǎo)體可能向
船體構(gòu)件放電引爆。
(6)油輪上備用的各種絕緣軟管與船甲板摩擦
而使絕緣管產(chǎn)生靜電。
3 消除靜電危害的途徑和方法
3．1 消除靜電危害的途徑
(1)防止或減少靜電的產(chǎn)生；
(2)設(shè)法導(dǎo)走或中和產(chǎn)生的電荷，使其不能
積聚；
(3)防止足夠能量的靜電放電；
(4)防止爆炸性混合氣體的形成。
在這些消除靜電危害的途徑中，最重要的二個(gè)
是：一創(chuàng)造條件加速靜電泄漏或中和；二控制油品
儲(chǔ)輸工藝過(guò)程限制靜電產(chǎn)生 。
3．2 常用消除靜電危害的方法
3．2．1 靜電接地、跨接
消除靜電危害最簡(jiǎn)單、最常用的方法是將油品
儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備通過(guò)金屬導(dǎo)線接地，從而與大地形成等電
位，并使電阻值達(dá)到最小。
跨接是將不同金屬設(shè)備用金屬導(dǎo)線相連接，以
形成等電位?？缃优c接地的目的在于人為使設(shè)備問(wèn)、
設(shè)備與大地間形成一個(gè)等電位體，不致因靜電電位
形成火花放電而引發(fā)災(zāi)害。
油罐接地與跨接：金屬油罐靜電接地按油罐周
長(zhǎng)計(jì)算每30 m獨(dú)立接地一次，且接地點(diǎn)不少于兩
處；接地體與罐壁距離應(yīng)大于3 m。每罐獨(dú)立與接
地干線連接不少于兩處，不得串接；當(dāng)與防感應(yīng)雷
第44卷第3期 藍(lán)曉民，等：防靜電技術(shù)在石油庫(kù)生產(chǎn)中的應(yīng)用 563
共用接地裝置時(shí)，接地電阻不大于l0 Q。
浮頂油罐除外壁接地外，尚需將浮頂與罐體、
活動(dòng)扶梯與罐頂進(jìn)行跨接，跨接點(diǎn)不少于兩處。使
用截面積不少于25 mm 的銅軟絞線作電氣連接。
油罐應(yīng)設(shè)置上罐靜電消除扶手。
管道接地與跨接：輸油管道的所有金屬構(gòu)件
(包括護(hù)套的金屬包覆層)均應(yīng)接地。管道兩端和
中間每隔200～300 m做一次接地處理。兩平行管道
及兩交叉管道間距不足0．1 m時(shí)，應(yīng)每隔20 m進(jìn)行
一次等電位連接處理。
地上或埋地敷設(shè)的輸油管道的始端、末端和分
支處應(yīng)設(shè)防靜電接地。
靜電連接線宜采用截面不小于6 mm 的軟銅
線。裝卸油設(shè)施間設(shè)置的跨接接地裝置，應(yīng)考慮安
裝有檢測(cè)跨接線及監(jiān)視接地裝置狀態(tài)功能的靜電接
地儀器。
在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的輸油、輸氣管道的法蘭接
頭、膠管兩端、閥門(mén)等連接處應(yīng)用金屬線跨接。不少
于4根螺栓連接的法蘭，在非腐蝕環(huán)境，可不跨接。
其它接地與跨接：汽車(chē)油罐車(chē)裝卸時(shí)應(yīng)與鶴管、
輸油管道作可靠的電位連接并接地。油輪作業(yè)時(shí)應(yīng)
與碼頭靜電接地裝置有兩處以上的電位連接。清洗
油罐時(shí)，油罐應(yīng)與機(jī)械通風(fēng)設(shè)備、臨時(shí)管道作可靠
電位連接并接地。
3．2．2 靜電中和法
消除油品內(nèi)流動(dòng)電荷的設(shè)備可采用消靜電器。
通過(guò)安裝在管道末端的消靜電器，不斷地向管道中
注入與油品電荷極性相反的電荷從而使油品電荷中
和。雖然接地是防靜電的有效措施。但接地只能將
金屬外殼壁上的靜電導(dǎo)走。由于油品屬低電導(dǎo)率液
體，油品內(nèi)電荷的泄漏需要一定時(shí)間，這樣大量電
荷必然進(jìn)入油罐造成積聚或瞬間放電，因此需要控
制進(jìn)入油罐的靜電荷量，采用消靜電器是較理想的
措施。
3．2_3 工藝控制法
工藝控制法是指為限制和避免靜電的產(chǎn)生和
積聚，從油品儲(chǔ)運(yùn)工藝上采取相應(yīng)的措施，它也是
消除靜電危害的方法之一。采取的措施一般有：
(1)控制油品流速
管道中油品流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生靜電，靜電量與油品流
速的平方成正比，所以控制油品流速是減少其靜電
電荷的一個(gè)有效方法。
(2)控制裝油方式
裝油時(shí)，避免發(fā)生噴濺現(xiàn)象，即裝車(chē)鶴管應(yīng)伸
人距離油罐罐底不大于0．2 m處，并且采取密閉裝
油工藝，以減少靜電量的產(chǎn)生p 。
(3)油品靜置時(shí)間
帶電油品進(jìn)入油罐后，由于油品的絕緣性能良
好，靜電荷消散很慢。只有經(jīng)過(guò)一定的靜置時(shí)間才
能基本消散完。也就是說(shuō)，當(dāng)需要直接進(jìn)行測(cè)量液
位或油溫時(shí)，應(yīng)該等罐內(nèi)靜電荷基本消散方可作業(yè)。
《石油庫(kù)靜電安全規(guī)程》對(duì)油品的靜置時(shí)間有
明確規(guī)定，靜置時(shí)間是依據(jù)油品的電導(dǎo)率和油罐容
積來(lái)確定的。
(4)消除產(chǎn)生靜電的附加源
所謂消除產(chǎn)生靜電的附加源，主要指下述三種
情況。其一，石油產(chǎn)品含水或不同油品相混通入壓
縮空氣時(shí)，靜電發(fā)生的可能性將增大。因此，石油
產(chǎn)品在輸轉(zhuǎn)、儲(chǔ)存及運(yùn)輸中要避免油與水、空氣混
合以及不同油品相混合。其二，油罐或管道內(nèi)混有
雜質(zhì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較多的靜電。因此，要注意清除油
罐和管道內(nèi)雜質(zhì)。其三，要用導(dǎo)靜電繩進(jìn)行油品采
樣作業(yè)，使用時(shí)采樣繩末端要與罐體做可靠接地 。
(5)油品計(jì)量作業(yè)要求
儲(chǔ)罐測(cè)量口必須裝有銅(鋁)導(dǎo)尺槽。當(dāng)進(jìn)行
測(cè)油高、油溫，采樣作業(yè)時(shí)，鋼卷尺、測(cè)溫盒繩、
采樣器繩進(jìn)入油罐時(shí)必須緊貼板下落和上提。其上
提速度不大于0．5 m／s，下落速度不大于l m／s翻。
4 人身靜電的預(yù)防
(1)人體在行走、穿脫衣服或從坐椅上起立時(shí)
都會(huì)產(chǎn)生靜電，其能量足以引燃(爆)爆炸性氣體
混合物。所以操作人員進(jìn)入含爆炸性氣體混合物場(chǎng)
所必須嚴(yán)格按規(guī)定穿著特制的導(dǎo)電衣物，如防靜電
工作服、防靜電鞋等。
(2臊作人員要有效地消除人體靜電的條件是
穿著防靜電鞋的人必須站在導(dǎo)電性地面上，為此必
須實(shí)現(xiàn)工作地面導(dǎo)電化 。
5 結(jié)論
油庫(kù)是石油儲(chǔ)運(yùn)的重要一環(huán)，各企業(yè)要重視防
靜電技術(shù)在油庫(kù)生產(chǎn)方面的應(yīng)用，確保石油、石化
企業(yè)安全、平穩(wěn)、快速發(fā)展。
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