鐵路是我國成品油運(yùn)輸最重要的工具，每年通過鐵路運(yùn)輸?shù)某善酚驼计漭斔涂偭康?0%以上，這中間又以車用汽油等輕質(zhì)油品占絕大多數(shù)。成品油充裝過程是鐵路油罐車運(yùn)輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，因此，在鐵路油罐車充裝過程中要重點(diǎn)考慮其防火防爆問題。成品油充裝過程中發(fā)生的火災(zāi)爆炸事故具有較大的危險(xiǎn)性，因?yàn)槌善酚烷W點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)較低，具有比煤炭、木材等物質(zhì)易燃燒的特性，成品油熱值越大，火焰溫度就越高，輻射熱強(qiáng)度也越大，油蒸氣的大量排放更是火災(zāi)、爆炸等惡性事故的隱患。油品的蒸氣在空氣中達(dá)到爆炸極限時(shí)，遇火即能爆炸。爆炸極限越低，危險(xiǎn)性就越大。著火過程中，燃燒和爆炸又往往交替進(jìn)行。一般是先發(fā)生爆炸，然后轉(zhuǎn)為燃燒。超過爆炸上限時(shí)，遇火源先燃燒，待濃度下降到爆炸極限時(shí)，即會(huì)發(fā)生爆炸?；饒?chǎng)及其附近的油罐車受到火焰輻射熱的作用，如不及時(shí)冷卻，也會(huì)因膨脹爆裂增加火勢(shì)，擴(kuò)大災(zāi)害范圍。強(qiáng)熱輻射易引起相鄰油罐及其他可燃物燃燒，還嚴(yán)重影響滅火戰(zhàn)斗行動(dòng)，因此對(duì)鐵路油罐車充裝過程火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性分析是十分必要的。
　　
　　1 鐵路油罐車的充裝過程危險(xiǎn)性分析
　　
　　1.1鐵路油罐車的充裝工藝
　　根據(jù)我國鐵路油罐車的現(xiàn)狀，擔(dān)負(fù)運(yùn)輸?shù)闹餍凸捃囍饕蠫6、G9、G10、G11、G12、G14、G15、G17、G17A、G50、G60等10余種，鐵路油罐車裝油方式大體分為：①底部裝油或稱潛流裝油；②上部裝油或稱噴濺裝油。前者較為合理，但底部裝油也可能產(chǎn)生新電荷，特別是當(dāng)容器底部有沉積水或有其他品種的殘余油品時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生很高的靜電電位。后者更易產(chǎn)生靜電，因?yàn)楫?dāng)油品從鶴管高速噴出時(shí)，將因發(fā)生液體分離而產(chǎn)生電荷，當(dāng)油品沖出到容器壁還會(huì)造成噴濺飛沫而產(chǎn)生靜電。同時(shí)上部裝油促進(jìn)油霧的產(chǎn)生，也易使油氣、霧氣混合物達(dá)到爆炸濃度范圍。此外，頂部裝油還會(huì)使油面局部電荷集中，容易產(chǎn)生放電。因此，在裝油工藝中，應(yīng)盡量采用潛流裝油，要控制流速，還要在裝油前清理干凈容器。但是目前國內(nèi)在用的鐵路油罐車裝油方式多采用噴濺裝油，一般裝油時(shí)鶴管僅伸入槽車口1m左右。開啟油儲(chǔ)罐的放油閥門，啟動(dòng)裝油車油泵，油品經(jīng)輸油管送到鐵路裝車棧橋總管，由罐裝工人放好鶴管后，開啟鶴管閥門，油品輸送入罐車測(cè)量油位符合要求后，關(guān)閉鶴管閥門，充裝結(jié)束。充裝油品工藝如圖1。
　　
　　1.2鐵路油罐車的充裝過程火災(zāi)爆炸事故樹分析
　　通過鐵路專用線油罐車充裝油品過程火災(zāi)爆炸事故樹模型分析“可知，構(gòu)成其火災(zāi)爆炸事放發(fā)生的基本事件見表1。
　　
　　根據(jù)事故樹的結(jié)構(gòu)重要度分析，每一基本事件的重要順序可以排列為：
　　
　　由上述所得事故樹的結(jié)構(gòu)重要度大小順序可知，基本事件X7，X8、X9、X10、X11、X12重要順序大于其他基本事件，而這6個(gè)基本事件正是引起靜電火花產(chǎn)生的主要原因，因此，對(duì)鐵路罐車充裝過程火災(zāi)爆炸的預(yù)防，應(yīng)重點(diǎn)考慮對(duì)靜電火花的控制。
　　
　　2 鐵路油罐車充裝過程靜電危害危險(xiǎn)性分析
　　
　　2.1靜電引燃起因
　　據(jù)統(tǒng)計(jì)國內(nèi)較大的成品油靜電事故中，鐵路油罐車裝油事故占首位，其次是油儲(chǔ)罐裝油事故，因而對(duì)鐵路油罐車裝油時(shí)的靜電要特別注意。成品油產(chǎn)品在流動(dòng)、過濾、混合、霧、噴射沖洗、加注、晃動(dòng)等情況下，由于靜電荷的產(chǎn)生速度高于靜電荷的泄漏速度，從而積聚靜電荷。當(dāng)積聚的靜電放電的能量大于可燃混合物的最小引燃能，并且在放電間中油品蒸氣和空氣混合物處于爆炸極限范圍時(shí)，將引起靜危害。
　　
　　2.2噴濺裝油靜電危險(xiǎn)性分析
　　目前我國鐵路油罐車車型比較復(fù)雜。它們的容積一般為50~60m3，如G50及G60型。油罐車多為上裝上卸，只新生產(chǎn)的G17型黏油、輕油兩用車有下卸口。上裝上卸的式對(duì)防止靜電事故是個(gè)不利因素。通過對(duì)潛流裝油和噴濺裝油這2種充裝方式下各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的靜電荷量值可以看出，潛流裝油系統(tǒng)產(chǎn)生的電荷從泵開始大量地產(chǎn)生，在過濾器處達(dá)到高峰，然后進(jìn)入管線，最后進(jìn)入槽車。如果管線較長的話，高峰可能小一些。噴濺裝油系統(tǒng)與泵式不同之處在于沒有因泵而使靜電荷急劇增加的環(huán)節(jié)，這使得進(jìn)入過濾器的初始電荷值較小。兩者都存在著過濾器位置的設(shè)計(jì)問題，一般希望把它置于離裝油棧臺(tái)100m以外，以便有充裕的時(shí)間逸散電荷，或者設(shè)法降低流速以減少電荷的產(chǎn)生。
　　在噴濺裝油的過程中，活動(dòng)套筒式小鶴管可以伸到槽車底部裝油，但在實(shí)際操作中一為方便，二為減少油品損失（鶴管頭不深入油內(nèi)造成鶴管里阻力增加，油會(huì)從套管間溢出），所以都沒有把鶴管插入槽車底部。甚至有的單位明確規(guī)定鶴管頭要離開油面200mm以上，顯然這是很不妥當(dāng)?shù)?。因?yàn)檫@會(huì)使鶴管口附近的油面上集聚更多的電荷，電位梯度增大，容易放電。應(yīng)該采用底部裝油或?qū)ⅩQ管伸至接近罐底，理由是：可以避免油柱流車經(jīng)體中部電容最小位置時(shí)（此時(shí)油在管內(nèi)）所產(chǎn)生的最大電位。在裝油后期油面電位達(dá)到最大值時(shí)，油面上部沒有突出接地體，可避免局部電場(chǎng)增高。在局部范圍內(nèi)可避免因油柱集中下落形成較高的油面電荷密度。減少噴濺、泡沫，從而減少新產(chǎn)生的靜電荷。減少油品的霧化及蒸發(fā)，可避免在低于閃點(diǎn)溫度時(shí)點(diǎn)燃。
　　
　　2.3鶴管類型及其產(chǎn)生靜電情況分析
　　目前我國鐵路罐車裝油臺(tái)使用的鶴管按口徑可分為2大類。Dg100mm以下的稱為小鶴管，Dg200mm的稱為大鶴管。小鶴管按車位布置平均12m左右設(shè)置1臺(tái)，可以同時(shí)裝車30多臺(tái)；大鶴管一般設(shè)置2個(gè)鶴位集中裝油。小鶴管雖然管徑較小，但由于多臺(tái)同時(shí)裝充，所以裝車流速并不算高，
　　一股在3.5～4m/s裝1臺(tái)時(shí)間大致是35min左右，裝1列車約需30～120min。由于操作上的種種原因，滿車順序總有先后。因此，1列車中總有部分車位出現(xiàn)流速不均勻，有時(shí)可達(dá)6～8m/s，有時(shí)甚至高達(dá)13m/s，這是小鶴管在操作中要特別注意的時(shí)刻。對(duì)于大鶴管，由于管徑大，流量大，5～8min就可以裝完2臺(tái)車，相對(duì)而言流速較高。所以，大鶴管裝車時(shí)槽車油面電位較高。大鶴管雖然使用的歷史不長范圍不廣，但出現(xiàn)的事故較多，應(yīng)該給予充分的注意。
　　
　　2.4油罐車內(nèi)靜電分析
　　油料的電導(dǎo)率較大時(shí)，車內(nèi)各部分油料的電荷密度容易趨向均勻。因電荷有同性排斥的作用，油中的電荷有流向油面的趨勢(shì)，又因液體表面張力的緣故，油面電荷較多，這就是所謂的趨表效應(yīng)。由于油罐車內(nèi)各點(diǎn)電容不同，因而同樣數(shù)量的電荷在電容較小的部位就會(huì)有較高的電位。較高電位處的電荷將向低電位處流動(dòng)而使電位趨向平衡。當(dāng)油品流動(dòng)較慢時(shí)，車內(nèi)各部位的電位易趨向均勻，而電荷不均勻的現(xiàn)象較明顯。但在油品流動(dòng)較快時(shí)，各部分電荷易趨向均勻，電位差別較大的現(xiàn)象就增加。鶴管裝油時(shí)接近油面，其管口末端形成的不同對(duì)局部電容有不同的影響，從而引起電荷密度及電位的差異。油罐車在裝油的整個(gè)過程中，油面電位是隨著液面上而變化。最高電位出現(xiàn)在1/2～3/4容積處。油面電位的數(shù)值，主要取決于所在位置電荷和電容數(shù)值的大小。一般說來，在鶴管油柱下落處的電荷密度較大，在車內(nèi)中部位置電容較小(有爬梯時(shí)稍有增加)，所以油罐車中心部位電位較高。