對國內(nèi)石油煉油廠—油罐火災(zāi)進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果,在全部油罐火災(zāi)中原油罐占40%,汽油罐(包括輕污油罐)占32%,柴油罐占3%,重質(zhì)油占20%。發(fā)生火災(zāi)的原因小,明火引起占64%,靜電引起占12%,自然起火占8%,雷擊引起占12%,其它原因占4%。靜電火災(zāi)不容忽視。美國在對1500次油罐火災(zāi)的調(diào)查中,原油罐占50%,其它油品罐占50%,大部分更是因靜電而引起。
1997年10月8日.國內(nèi)某煉油廠內(nèi)的堿渣罐爆炸,頂蓋飛出離罐體達(dá)114米。該罐直徑8米、高1l米,容積500立方米。在爆炸前.罐內(nèi)已裝廠堿渣5米深.堿渣上面浮有一層汽油,油層厚200—300亳米。事后分析原因認(rèn)為是噴灑而下的汽油激起油水堿渣等混合物的泡沫,這些泡沫和其它浮游物較多地收集了因噴灑含有雜質(zhì)的汽油而產(chǎn)生的靜電荷,進(jìn)而與罐壁等接地體發(fā)生放電,引爆了罐內(nèi)達(dá)到爆炸濃度的油蒸汽。
根據(jù)固—液相界面雙電層形成的理論,當(dāng)液體在管線中流動(dòng)時(shí),因正負(fù)離子的轉(zhuǎn)移引起正負(fù)極性電荷間的電位差,使液體介質(zhì)帶電。電介質(zhì)偶極子發(fā)生取向作用時(shí),偶極子兩端產(chǎn)生電位差,使電介質(zhì)帶電。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),液體介質(zhì)的分裂及液體—氣體界面存在著雙電層,在—定條件下,能使液體電介質(zhì)帶電。而純凈的非極性液體不容易帶電,電導(dǎo)率過高或過低,越不容易帶電,電導(dǎo)率居中的介質(zhì)有積聚電荷的能力,比較容易帶電;管線材質(zhì)及管壁粗糙度,含有水分、流動(dòng)的狀態(tài)也是影響流體介質(zhì)流動(dòng)帶電的因素。液體內(nèi)含有雜質(zhì)是影響液體介質(zhì)流動(dòng)帶電的主要因素。
靜電放電的形式有電暈放電、刷形放電?;鸹ǚ烹姷取lo電放電的能量和帶電體的性質(zhì)及放電形式有關(guān)。電暈放電能量小,危險(xiǎn)性?。凰⑿畏烹娪幸欢ǖ奈kU(xiǎn),有時(shí)也能引燃;火花放電能量較大,危險(xiǎn)性最大。形成靜電放電產(chǎn)生危害必須靜電電場要具有足夠人的電場強(qiáng)度,且這個(gè)電場強(qiáng)度能形成靜電放電,放電達(dá)到能夠點(diǎn)燃的能量,放電場所的爆炸混合物的濃度必須在爆炸極限范圍之內(nèi)。
油罐內(nèi)靜電荷大部分產(chǎn)生于進(jìn)罐前的輸送系統(tǒng),積聚和火災(zāi)危險(xiǎn)則主要在可形成爆炸性混合氣體的儲罐戎槽車中。煉油廠煉制出的成品油,首先要通過泵,管線送往各種儲罐,然后再通過裝油棧臺或碼頭裝車裝船送到用戶手中。油品在管線輸送過程中,雖然有靜電荷的產(chǎn)牛,但由于管線內(nèi)允滿油品而沒有足夠的空氣,不具備爆炸著火的條件。如果把已帶有電荷的油品裝入儲罐,則電荷不能迅速排泄掉并積聚起來,使油面具有一個(gè)較高的電位。此時(shí)若油面上部空間有達(dá)到爆炸極限條件的混合氣體,那就十分危險(xiǎn)。
油品在裝罐時(shí)也產(chǎn)生部分靜電。裝油方式大體分為兩種:—種是底郵裝油又稱潛流裝油,另一種是上部裝油又稱噴濺裝油。前·種比較合理安全,后一種容易產(chǎn)生靜電。因?yàn)楫?dāng)油品從鶴管內(nèi)高速噴出時(shí),將囚發(fā)生液體分離而產(chǎn)生電荷。當(dāng)油品沖擊到罐壁造成噴濺飛沫而產(chǎn)生靜電.
對同一種油品,電荷產(chǎn)生的多少與裝油鶴管直徑、油品流速、管端距油面高度以及管口形式等有關(guān)。通常油品流速越高,距油鹵落差越大產(chǎn)生的靜電荷越多。 下部裝油除因噴濺產(chǎn)生靜電外,還產(chǎn)生油霧,形成油汽—空氣爆炸性混合物。此外,還會使油面局郎電荷積聚,容易發(fā)生放電。底部進(jìn)油當(dāng)罐底有沉降水時(shí)也會產(chǎn)生很高的靜電電位,這是由于進(jìn)油時(shí)油品攪起沉降水而產(chǎn)生的。
用蒸汽清洗油罐時(shí)也能產(chǎn)生很高的靜電電位。這種靜電的起因是由于油和水混合所致。另外,不同油品相混也有產(chǎn)生靜電的危險(xiǎn),油品相混一般出現(xiàn)在調(diào)合、切換或兩條管線同時(shí)向油罐注送不同油品的情況。
那么.應(yīng)如何防止靜電引發(fā)火災(zāi)呢?
I.油罐采取金屬罐,罐體對地有可靠的接地。選擇安全的油罐形式,一般選用浮頂罐,浮頂與罐體從罐上各組件與罐體采取有效的導(dǎo)靜電設(shè)施。
2.避免上部噴濺裝油方式,采取底部裝油。加大伸入油小注油管的口徑,以使流速減慢,在條件允許的情況下可設(shè)置緩和器。進(jìn)入油罐的管口要向上呈30度銳角,注油管要盡可能地接近底部,并水平放置,以減少底部水和沉淀物的攪拌。油罐注油時(shí)罐頂應(yīng)避免上人,因人體能產(chǎn)生靜電。注油前清除罐底,不許有不接地的浮游導(dǎo)體和其它雜物,并控制裝油流速,油注入油罐的通過過濾器時(shí)應(yīng)控制在1米/秒以下,宜設(shè)有自動(dòng)控制裝油設(shè)施,以防裝油冒頂。
3.不允許使用噴氣攪拌器,不許用空氣或氣體進(jìn)行攪拌。
4.檢測和取樣等應(yīng)在測量井內(nèi)進(jìn)行。
若未裝設(shè)專用的測量井,則必需在裝油延遲時(shí)間之后進(jìn)行。檢測用卷尺上需裝端子或?qū)S脢A,并與接地線聯(lián)接后使用。
5.對大型油罐宜裝設(shè)可燃?xì)怏w報(bào)警裝置,在罐體上裝設(shè)必要的滅火、冷卻設(shè)施,滅火設(shè)施宜采取地下式。油泵及輸油管也應(yīng)有可靠的接地。