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油品儲運設(shè)備接地的改進液體靜電安全網(wǎng)

文檔作者：張志國文檔來源：沈陽航空工業(yè)學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月27日
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油品儲運設(shè)備接地的改進
— — 液體靜電安全網(wǎng)
張 壹 國：一 ， — — — — 一
沈陽航空工業(yè)學院 丁E
一
， 前言
眾所周知， 各種油品儲運設(shè)備， 如油罐、油車、油輪、油箱等，在油品注入． 流出、
載運， 輸送及設(shè)備清洗等生產(chǎn)作業(yè)過程中， 往往由于摩擦，噴濺 沖擊、沉降等原因在洫
品中產(chǎn)生靜電。這些靜電積聚到一定程度，就會發(fā)生靜電放電產(chǎn)生火花。如果這種火花能
量足夠大且油面上空的氣體混合物濃度又在爆炸極限范圍之內(nèi)，那么就會發(fā)生靜電火災爆
炸事故．，這種事故是石油， 化工， 航空、海運等系統(tǒng)中的多發(fā)事故，國內(nèi)外都有不少案
例．一旦事故發(fā)生，往往造成重大人員傷亡和經(jīng)濟損失。因而如何消除這種液體靜電火災
爆炸事故幾十年來一直是靜電科學和安全工程的重要課題和緊迫任務(wù)。
經(jīng)過前人的努力， 已經(jīng)實施或提出的防液體靜電火災爆炸事故的措施已有十多種
(1)一(6)。雖然這些措施對消除這種事故都程度不同的起到了積極作用，但無論理論
上或?qū)嵺`上， 還無法說哪種措施達到理想可靠的程度。其中接地措施是目前世界各國普遍
采用的，在我國石油化工總公司頒布的“石油化工企業(yè)易燃、可燃液體靜電安全規(guī)定*還
規(guī)定“按地是防靜電措施中最基本的措施” 。
但是筆者認為， 從理論上講，接地是不可靠的， 接地后設(shè)備中仍有發(fā)生靜電放電引起
火災爆炸事故的危險； 從實際上講， 接地的設(shè)備發(fā)生靜電火災爆炸事故也不乏案例。所以
本文的目的在于分析接地的危險性，提出接地的改進措施一～ 液體靜電安全網(wǎng)，介紹液體
靜電安全網(wǎng)的理論效果和實驗效果。希望這種靜電安全網(wǎng)能在生產(chǎn)實際中推廣應用，為漳
除油品儲運設(shè)備中靜電火災爆炸事故作出貢獻。
二， 設(shè)備接地后的危險分析
在筆者以前的論文中(7)，曾對油品儲運設(shè)備中的靜電放電作過分析， 并將液體靜電放
電分為五種類型，提出不論哪種類型放電，均和液面靜電有關(guān)，液面靜電是液體靜電火災爆
炸事故的主要危險因素，消除液面靜電應是消除液體靜電火災爆炸事故的一個重要著眼點
那么， 接地能否消除液面靜電呢?不能。因為油品(易燃、可燃液體)的電阻率P都
很高， 一般都在l0 歐姆厘米以上， 因而時問常數(shù)f：ps都很大。即電荷泄禍速度都很慢。
所以在一定時間， 油品儲運設(shè)備接地只能導走靠近設(shè)備殼體的油品中的靜電， 而遠離殼體
的油品內(nèi)部和油面上靜電是導不走的。據(jù)實際測試， 圓柱型立式油罐當殼體接地時，液面
電位沿徑向分布曲線如圖l所示。由圖可見，在殼體接地時， 雖然液面上圓周電位為零，
但中心電位仍然很高。對于同一電荷密度，液面越大(即油品儲運設(shè)備容積越大)液面中心電
位會越高。有人在接地的鐵路槽車的油面上曾測得2萬多伏的電位。所以靜電放電的危臉仍
一38一
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圖1液面電位沿徑向分布曲線 圖2液面電位隨網(wǎng)格大小變化曲線
然存在。也就是說，油品儲運設(shè)備接地后發(fā)生靜電火災爆炸事故的危險仍然存在．
三、接地的改進一～ 液體靜電安全網(wǎng)
既然液面靜電是造成液體靜電火災爆炸事故的主要危險因素，那么采用什么裝置能消
除液面靜電呢?可以說，采用液體靜電安全網(wǎng)即可。
液體靜電安全網(wǎng)由導電繩織成的網(wǎng)和浮子構(gòu)成，其形狀與液面形狀保持一致。它與油
品儲運設(shè)備殼體作電連接，設(shè)備殼體與大地作電連接。這樣，就將液面通過殼體接地了。
或者說是將接地從殼體延伸到液面，這就是接弛的改進。
由于液體靜電安全阿能導電且始終浮在表面上，目而無論設(shè)備大小，形狀如何，也無
論是何種易燃、可燃液體。也無論液面高低，也無論儲運設(shè)備是靜止的還是運動的，均能
髓時將液面上的電荷導入大地。
四、液體靜電安全網(wǎng)消電效果分析與實驗
以前分析各種措施的消電效果基本上都是定性的。而液體靜電安全網(wǎng)的消電效果可以
達到定量的水平。這是因為安裝了液體靜電安全網(wǎng)的油面電位主要決定于網(wǎng)格尺寸， 我們
可以用調(diào)整網(wǎng)格大小的辦法定量地控制油面電位。我們鍘得的液面電位隨網(wǎng)格大小變化曲
線如圖2所示。由這條曲線可知， 網(wǎng)格越小油面電位越低．不論加網(wǎng)前的油面電位多高，
我們都可以加裝某一網(wǎng)格尺寸的液體靜電安全阿將油面電位降到任意低的水平。
國家標準《輕質(zhì)油品裝油安全油面電位值》(GB6951-88)規(guī)定t輕質(zhì)油品安壘油
面電位值為12000V， 當油面上最高電位不大于12000V時就可以保證安全， 即使發(fā)生油面
放電也不會使爆炸濃度范圍內(nèi)的油氣混臺物引燃或爆炸。
液體靜電安全周不止可以保證油面電位在12000V以下，就是保證油面電位達到
6000V、3000V或1000V以下也都可以做到， 只要適當縮小網(wǎng)格尺寸就行了。但網(wǎng)格越
?。杀驹礁摺摹踩煽?，經(jīng)濟合理 的原則出發(fā)，一般使油面電位降到6000V或3000V
以下就可以了。這對液體靜電安全網(wǎng)來說，是很容易做到的。如果我們把安全系數(shù)定義
為安全油面電位值(I2000V )和油面電位之比的話，采用液體靜電安全網(wǎng)可以取得任意
高的安全系數(shù)。因而可以說， 液體靜電安全網(wǎng)可以可靠地消除液體靜電火災爆炸事故， 保
證油品儲運設(shè)備的安全。
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為了實際驗證液體靜電安全網(wǎng)的消電效
果， 我們模擬煉油廠的儲罐設(shè)計安裝了一套
薅天實驗裝置。其簡圖如圖3示。其中羽試
罐為立式金屬罐，容積為2．5m。。實驗介質(zhì)為
未加添加荊的2 航空煤油。液體靜電安全網(wǎng)
的網(wǎng)格為10xIOCm。。實驗結(jié)果如下表所
示．
圖8露天實驗安裝簡圖
實 驗 加網(wǎng)前油面最高電位 加網(wǎng)后油面最高電位
序 號 (V ) (V )
I 14300 400
— —
2 13800 400
3 llO00 ‘O0 ．
4 、 24000 400 一
由表中實驗效據(jù)可見， 液體靜電安全岡的消電效果是穩(wěn)定可靠的， 無論油面電位在 廈
兩前為多高， 加網(wǎng)后都可降到4OOV。
由于液體靜電安全網(wǎng)可以隨時導走液面靜電，有效地控制油面電位． 可靠地防止靜電
火災爆炸事故發(fā)生，因而還可以考慮在裝卸油品等生產(chǎn)作業(yè)中，提高流速，加大輸油管
●
徑．縮短靜置時間 從而提高輸油效率，縮短車船?？繒r闖， 增加經(jīng)濟效益。
五、結(jié)語
綜上所述． 本文分析了油品儲運設(shè)備接地后的危險性；提出了改進接地， 控制油面電
位的措施一～液體靜電安全網(wǎng)；并從理論和實驗二方面分析和介紹了液體靜電安全網(wǎng)的消
電效果 可以說液體靜電安全網(wǎng)完全可以將油品儲運設(shè)備中的油面電位降到國家標準規(guī)定
妁安金波面電垃值以下，因而可阻可靠地防止油品儲運設(shè)備中的靜電火災爆炸事故發(fā)生-
參考文靛
l， 鮑重光： 現(xiàn)代靜電技術(shù)(1988)；
2，楊有啟； 靜電安全技術(shù)(1933)；
3，關(guān)效圣等： 靜電災害及其防護(1986)；
4， 【日)管義夫 靜電手冊(1983)；
5、英國標準BS5958《防靜電通用規(guī)范"；
6． 美國國家防火協(xié)會規(guī)范 靜電》’
7 張志目等 消除易燃， 可燃液體電災害的一種方法～ 一浮式導電網(wǎng)法· 靜電》
1998．3

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