油品储运过程中的静电危害及防止措施

中国石油兰州石化公司油品储运厂 齐洪涛 陈云峰

油品储运过程中的静电危害及防止措施

中国石油兰州石化公司油品储运厂 齐洪涛 陈云峰

油品在收发、输转、灌装过程中，油品分子之间和油品与其他物质之间的摩擦都会产生静电，其电压随着摩擦的加剧而增大，如不及时导除，当电压增高到一定程度时，就会在两带电体之间释放静电而引起油品着火爆炸。而由静电积聚引起的放电是造成油品火灾爆炸等灾害性事故的重要原因。

一、油品储运过程中静电产生的原理

根据原子物理理论，物质在中性时处于电平衡状态。但由于两种不同性质的物体相互摩擦、紧密接触或迅速剥离都会产生静电，产生电子的得失，使物质失去电平衡，其中一个物体因失去电子带有正电荷，另一个物体得到电子带负电荷。如果该物体与大地绝缘，则电荷无法泄漏，停留在物体的内部或表面而呈相对静止状态，这种电荷就称静电。

二、油品储运过程中的静电分析

在油品储运过程中，不论是接卸、调和、储存，还是输转、泵装、运输，哪一个过程的油品都始终处于流动、摩擦中。因此，应认清油品储运过程中的静电规律，以正确操作，防患于未然。在油品储运过程中，产生静电的环节以及影响电压高低的因素主要有以下几个方面。

1. 油品输转过程。油品在管内流动时与管路的相互摩擦会产生静电，带电油品的流动会形成流动电流，这类静电产生的电压随流速增加而增大，同时与管道内壁的粗糙度、过滤器滤网的密度、弯头和阀门的数量成正比。

2. 油品灌装过程。油品灌装过程中产生静电的危害性最大，成品油经泵向油罐车或油轮中装油时，都会产生静电。灌装油品时油流与空气摩擦并在容器内旋涡状运动和飞溅而产生静电，这类静电大部分积聚在喷流出的油柱周围。静电大小和装油流速，鹤管口位置高低、鹤管口形状、材质等有关。装油流速太快，如用大鹤管，其流速大于5m/s，就会产生万伏静电电位。油管出口与油面的距离越大（即高位喷溅式装车），油品与空气摩擦越剧烈，油流对油面的搅动和冲击越厉害，电压越高。

3. 油罐收油及调合过程。油罐收油时，特别是罐底有水时，油品由于搅动、摩擦会产生静电，并且随进油时间增长直到油罐快满时，油面静电位值才达到最大值。另外，油品在经过喷嘴或风搅情况下，也会使油品产生很高的静电。

4. 油品运输过程中产生的静电。装入车、船内的油品，在运输过程中由于油料在罐体或舱内剧烈震荡、冲击、摩擦会在油品漂浮物和金属构件上积聚而产生静电。

5. 其他影响静电产生的因素。大气的温度越高（22~40℃），空气越干燥（相对湿度在13%~24%），电荷越不容易从空气中消除，电压越容易升高。

油品在输转中含有水分时，很容易产生静电，且电压比不含水分时产生的电压高几倍到几十倍。流经过滤器时会产生很高的静电，有时会增加10~100倍，而且不同材质的过滤器产生静电的大小也不相同。管路中安装有稠、毡式过滤网容易产生静电，且比金属过滤网产生的静电电压更高。

三、静电造成的危害

在油品的储运过程中，静电造成的危害性事故主要是爆炸和火灾 。静电导致着火爆炸，通常必须具备3个条件：一是积聚起来的静电荷以及所形成的静电场均应有足够大的静电强度。二是静电放电时，火花能量应达到或大于周围可燃物的最小引燃能量，且有合适的火花间隙。三是在放电间隙及其周围存在着爆炸混合物，其浓度或含量已在爆炸范围内。

1. 绝缘容器在灌装油品时发生爆炸。向因轮胎绝缘的油罐车及无接地装置的储罐装油时，储罐的内、外壁由于带电油品的流动积聚大量电荷，这些电荷易与接地良好的物体形成强大的静电电压（如输油管道、靠近罐车的人体等）产生放电，从而引起爆炸。

2. 接地容器内部发生爆炸。接地容器内部的爆炸多发生在灌装油品时，因容器接地，外壁电荷已导入地壳，容器内壁油品带电，使油品与容器内壁产生电位差，当电位差达到一定值时，容器内的可燃气体被击穿产生火花放电，从而引起爆炸。

3. 喷射含微粒的气体引起爆炸。含微粒的气体从喷嘴喷出时与出口壁摩擦产生静电。若用蒸汽或热水冲洗油罐、油舱，当蒸汽或水中的微粒带电足够高时，与罐舱内壁产生火花放电，引起爆炸。

四、防止静电的基本措施

防止静电危害的基本措施主要有2条：一是防止并控制静电产生，二是静电产生后予以中和或导走，限制其积聚。

油品储运系统通常采取以下措施防止静电危害。

1. 控制油品的流速。油品在管道中流动产生的流动电荷和电荷密度的饱和值与油品流速的二次方成正比，因此控制流速，尤其是油品在进罐、灌装和加油时的流速是减少油品静电产生的有效措施。装油鹤管的出口只有在被油品淹没后才可提高灌装流速，且汽油、煤油和轻质柴油等油品的灌装流速不宜超过最大安全流速即4.5m/s，且初始灌装流速应低于1m/s。

2. 改进油品的灌装方式。油品从顶部喷溅灌装比从底部进油产生的静电高一倍，故底部进油的灌装方式较好。若采用顶部进油的灌装方式，则需把鹤管插到罐车的底部，或接近罐底，以减少油品的冲击和与空气的摩擦，这样既可减少油品的喷溅，降低挥发和损耗，又可避免油品流经电容最小的罐车中部，不致产生过大的油面电位，有效防止火花放电。

3. 设置接地和跨接线。静电接地和跨接是消除静电危害的最有效措施。 其具体方法是，把容器或管道通过金属导线及接地体与大地连通形成等电位。一切用于储存、输转油品的油罐、管线、装卸设备，都必须有良好的接地装置，以及时把静电导入地下，并应经常检查静电接地装置的技术状况和测试接地电阻。

4. 安装静电消除器。静电消除器又称静电中和器，它是装在管道上消除或减少带电体电荷的金属装置。

5. 防止操作人员产生静电。油品储运系统大多都是易燃易爆作业区域，因此严禁穿戴由化纤面料制成的衣服、围巾和手套到危险区操作，而且禁止在危险区域脱衣服，禁止用化纤抹布擦拭机泵或油罐容器。

6. 油品中加入抗静电添加剂。在石油产品中加入抗静电添加剂，既可增加油品的导电率、加速静电的泄漏和导出，又可减少油品中积聚的电荷并降低油品的电位。

7. 控制油品性质。防止不同闪点的油品相混或降低油品中的含气率和含水率，严禁使用压缩空气进行甲乙类油品的调和和清扫。