淺析輸油場站靜電危害及防治方法

馮艷梅 楊正綱 張金銀 肖華 朱立寧

摘 要：本文針對靜電對原油輸油站日常安全運(yùn)輸與儲(chǔ)存構(gòu)成危害的問題，從靜電來源入手，分析儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備、原油流動(dòng)狀態(tài)、雷云天以及工作人員等方面產(chǎn)生靜電機(jī)理的基礎(chǔ)上，研究了輸油站常見靜電現(xiàn)象及防治靜電危害所用的方法，完善各環(huán)節(jié)防靜電措施，降低靜電的危害，確保輸油站安全正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：輸油場站;原油儲(chǔ)運(yùn);靜電危害;防靜電

引言

現(xiàn)階段，我國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展速度十分之快，對各種能源的需求量也與日俱增。油氣資源作為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的重要能源資源，為我國現(xiàn)代化建設(shè)提供了重要的物質(zhì)保障，然而靜電問題一直困擾著石油行業(yè)的安全運(yùn)輸和儲(chǔ)存。輸油站承擔(dān)著輸油工藝切換、油流加壓、加溫、過濾以及收發(fā)球等諸多功能，是輸油站的功能核心。但在油品的輸送過程中，由于攪拌、過濾、搖晃、飛濺以及流動(dòng)等接觸和分離的相對運(yùn)動(dòng)，都會(huì)產(chǎn)生靜電。同時(shí)雷云靠近場站時(shí)的靜電感應(yīng)作用、以及操作人員人體靜電等因素都存在誘發(fā)輸油站靜電災(zāi)害的可能。因此，輸油場站產(chǎn)生靜電給安全生產(chǎn)帶來很大挑戰(zhàn)。

1 靜電產(chǎn)生途徑

靜電產(chǎn)生的途徑多種多樣，就輸油場站來講，其靜電產(chǎn)生的途徑主要有儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備、原油流動(dòng)狀態(tài)、雷云靜電感應(yīng)和人體靜電四個(gè)方面。

1.1原油儲(chǔ)運(yùn)中產(chǎn)生的靜電

原油在管線內(nèi)的流動(dòng)形成了液體與金屬管壁接觸、分離的條件。當(dāng)原油在通過管線、過濾器、泵等設(shè)備時(shí)，接觸、分離現(xiàn)象連續(xù)發(fā)生，使被輸送的原油帶靜電。

（1）原油在輸送過程中，因磨擦?xí)a(chǎn)生大量靜電。靜電電荷隨流速增加而增大，同時(shí)管道內(nèi)壁粗糙度大，管路中閥件多，彎頭多都會(huì)產(chǎn)生更多的靜電荷，使得管道內(nèi)靜電電流增加值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過泵內(nèi)靜電電流增加值。

（2）原油流經(jīng)過濾器時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電。原油經(jīng)過泵式系統(tǒng)產(chǎn)生大量電荷，在過濾器處達(dá)到高峰。原油經(jīng)過自流系統(tǒng)到過濾器也會(huì)產(chǎn)生一定量的電荷。

（3）原油灌裝過程中更易產(chǎn)生靜電。噴濺罐裝時(shí)，會(huì)因油料從鶴管內(nèi)高速噴出而導(dǎo)致液體迅速分離，從而產(chǎn)生較多的靜電電荷。同時(shí)，油品沖擊到罐壁，也會(huì)造成噴濺飛沫而產(chǎn)生靜電。此時(shí)裝油流速過快，會(huì)產(chǎn)生很高靜電，容易放電。而低位液下裝車則產(chǎn)生較小靜電。裝油鶴管管徑大，流量大也會(huì)造成油面電位高，應(yīng)引起注意。

（4）油罐收油時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電。當(dāng)罐底的水雜質(zhì)、原油被攪動(dòng)，相互磨擦?xí)e聚靜電，在一定條件下，會(huì)產(chǎn)生火花放電。另外，原油在經(jīng)過噴嘴或劇烈的攪拌，油水和雜質(zhì)擴(kuò)散，水滴和雜質(zhì)的沉降會(huì)使油面電位升高，形成高位靜電。

1.2原油自帶靜電

一般來講，油品的組成成分基本為碳?xì)浠衔铮湓谕ǔl件下導(dǎo)電率比較低。雖然其導(dǎo)電率較低，但是其自身可能帶有相當(dāng)一部分靜電荷，并且這些凈電荷在一定條件下很容易泄露。一旦泄漏，就可能發(fā)生靜電火花而導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

1.3 雷云靜電感應(yīng)

2007年5月24日16時(shí)16分，距中石化管道儲(chǔ)運(yùn)分公司嵐山輸油站罐區(qū)? 500m的鎮(zhèn)海國儲(chǔ)備油庫G-47號10萬方儲(chǔ)油罐遭雷擊， 造成浮頂與罐壁間的二次密封局部起火，火焰高4 m以上。同年7月7日，白沙灣輸油站G-3號10萬方儲(chǔ)油罐一二次密封間被雷擊爆炸著火，共有7處著火點(diǎn)，幾乎連成大半圈，一二次密封和局部泡沫堰板爆開，二次密封板破壞。4個(gè)呼吸閥被爆開斷裂，密封膠皮完全燃燼，罐區(qū)火情監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)遭雷擊損壞。

當(dāng)一片帶電雷云靠近輸油站時(shí)，會(huì)在場站金屬的設(shè)備設(shè)施頂部感應(yīng)出大量與雷云相反的電荷，當(dāng)雷云與其他部位放電后，聚集在設(shè)備頂部的大量電荷失去約束，如果此時(shí)設(shè)備接地不良或者失去接地，則會(huì)在設(shè)備上形成危險(xiǎn)的靜電荷聚集，條件具備時(shí)會(huì)向其他金屬設(shè)備發(fā)生火花放電。

1.4 人體靜電

生產(chǎn)區(qū)很多流程操作需要輸油站運(yùn)行人員現(xiàn)場操作。人體是電的良導(dǎo)體，大量事故都是由于人體的靜電放電所引起的。人在與地面絕緣的情況下，在絕緣表面上行走，觸摸帶電物體，身著不導(dǎo)電衣服摩擦等行為都能使人體聚集可觀的靜電。當(dāng)帶有靜電的運(yùn)行人員進(jìn)行生產(chǎn)流程操作時(shí)，手觸碰金屬設(shè)備的瞬間會(huì)發(fā)生靜電火花放電，人體靜電是生產(chǎn)區(qū)不可小視的危險(xiǎn)源。故輸油站在進(jìn)站門口和設(shè)備旁都設(shè)有靜電消除裝置。

2 輸油場站靜電危害機(jī)理

由于輸油場站設(shè)備眾多，管線連接面、密封面、排污孔等數(shù)量較多，設(shè)備故障或者事故情況下，油品泄漏的可能性較大，工藝區(qū)油品泄漏后易形成可引燃或引爆的油氣區(qū)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，10%～20%的瓦斯意外燃爆事故是由于靜電放電引起的，因此對于瓦斯等可燃?xì)怏w的靜電安全及其評估應(yīng)給與足夠的重視。

3 輸油場站靜電防治方法

3.1控制原油的流速

原油在輸送過程中，因摩擦和攪拌將產(chǎn)生大量的靜電電荷。當(dāng)油品流量較小時(shí)，在泵內(nèi)和管道內(nèi)所產(chǎn)生的液流電流接近相等;但流量逐漸增加時(shí)，液流電流雖均有上升， 但管道內(nèi)的電流增加幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過泵內(nèi)的液流電流。國內(nèi)外經(jīng)過實(shí)驗(yàn)提出的油品管內(nèi)流速控制的計(jì)算公式：v2D≤0.64

3.2避免原油中混入水分和空氣

如果原油中混入水分和空氣，這會(huì)在很大程度上加大原油產(chǎn)生靜電的可能性。同時(shí)，我們也要避免原油和空氣混合，這時(shí)可以運(yùn)用在儲(chǔ)油罐的灌頂沖入惰性氣體的方法來達(dá)到原油與空氣隔絕的效果，從而降低發(fā)生靜電現(xiàn)象的可能性。

3.3流經(jīng)過濾器的油料有足夠的漏電時(shí)間

油品流經(jīng)過濾器時(shí)，會(huì)與過濾器劇烈的摩擦而使帶電量增加10-100倍，且不同材質(zhì)的過濾芯產(chǎn)生靜電的大小不相同。通常規(guī)定，經(jīng)過過濾器的油品要有30s以上的漏電時(shí)間。因此，在管線上設(shè)置過濾器時(shí)，根據(jù)管線內(nèi)油流速度、品質(zhì)、品種不同應(yīng)設(shè)置不同結(jié)構(gòu)、不同材料及精度的過濾器， 并及時(shí)清理濾芯; 作好過濾器及管線接地;在接地管線中使油品繼續(xù)流經(jīng)接地管道30s以上后才允許進(jìn)入油罐。

3.4在油料中添加抗靜電添加劑

油品電阻率過高或過低都不會(huì)帶上較多的電荷，當(dāng)電阻率在1010-1012Ω·m范圍內(nèi)油品產(chǎn)生的靜電是危險(xiǎn)的。添加抗靜電劑主要目的就是改變油品的電阻率，使油品不易積聚太多的電荷。

3.5設(shè)施設(shè)備接地與跨接

靜電接地能減少電荷向地殼泄漏的電阻，加快油品中電荷的泄漏。另一方面，靜電接地后，工藝設(shè)備與大地的電位差為零（成為等電位體），避免了發(fā)生火花放電的可能。油料儲(chǔ)運(yùn)工藝中的工藝設(shè)備及其附件都應(yīng)進(jìn)行接地或跨接（儲(chǔ)油設(shè)施設(shè)備上的附件法蘭、浮頂罐的罐體與浮頂、擋雨板與罐頂、活動(dòng)浮梯與罐頂都要跨接）。油庫設(shè)施設(shè)備靜電接地通常采用焊接的方法，按照技術(shù)要求將靜電接地系統(tǒng)與設(shè)施設(shè)備的外壁相連。防靜電接地裝置的接地電阻不宜大于10Ω。

3.6預(yù)防人體靜電

預(yù)防人體靜電的危害必須加強(qiáng)對作業(yè)區(qū)的管理。要求進(jìn)入油庫危險(xiǎn)爆炸場所的工作人員應(yīng)穿防靜電工作服;進(jìn)入危險(xiǎn)爆炸場所入口處應(yīng)設(shè)人體排靜電裝置。

4結(jié)束語

在輸油場站安全管理過程中，放靜電危害是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容。為防止靜電危害對生產(chǎn)帶來的損失，必須建立正確的、全面的靜電危害認(rèn)識(shí)，并采取有效的、合適的防靜電措施，做到防患于未然，這樣才能確保輸油站的安全運(yùn)行。