石化工业防止静电的对策

陈长军

【摘 要】 近年来在石油、化工、可燃气体、蒸汽、粉尘等行业发生很多的安全事故。引起事故的原因很多，其中很重要的一个原因就是静电引起的火灾。静电作为一种近场自然危害源，给人类社会已经造成了重大损失和危害。尤其是加油站的油品属于易燃易爆液体，当静电放电能量超过油蒸气的最小引燃能量时，就可引燃引爆油品。因此加油站、化工业等在营运过程中静电的危害是非常大的。笔者认为研究静电危害的原因，采取科学合理的防静电方法，预防和避免静电事故，是每一位公民的责任。

【关键词】 消防；危险场所；人体静电；对策

静电是物体表面正负电荷发生分离的一种物理现象。静电作为一种近场自然危害源，给人类社会已经造成了重大损失和危害。1969年底在不到一个月的时间里，由于静电放电（ESD）引发荷兰、挪威、英国三艘20万吨超级油轮洗舱时相继发生爆炸；我国在上个世纪中后期，石化企业曾发生30多起较大的静电事故，如上海某石化公司的2000m3甲苯罐、山东齐鲁某公司的胶渣罐、抚顺某石化公司的航煤罐以及天津某公司的北仓二罐站等都因静电造成了严重的火灾爆炸事故。

1 静电事故原因分析

1.1 静电的概念

静电就是静止的电荷，就是物体表面有多余的电荷（正电荷或负电荷）存在。静电产生有三种方法：摩擦、相接触的两个物体发生分离和静电感应产生静电。

1.2 静电感应引起静电

物体没有直接接触也会带静电，这就是感应静电。带电物体的附近有绝缘导体的话，受到静电感应，导体上会发生电荷不均一分布，因此电位上升成为等价带电。带电物体附近的导体表面上会出现与带电物体电荷相反的极性电荷，另外与带电物体极性相同的电荷将出现于离带电物体远方的导体表面上。（这时发生的电荷叫感应电荷）导体处于感应电荷状态，一旦接触其他导体，离带电物体远方的导体表面上发生的电荷会放出（静电放电）。再进一步，绝缘导体放出远离带电物体的电荷，会引起剩余电荷在导体表面均一扩散，导致完全带电。静电感应示意图

1.3 石油静电的特点

影响油品起电和放电的因素多，量化控制困难。油品在流动、搅拌/调和、喷出、沉降/浮起、过滤/分离等，都会产生静电。纯净油品是不起电的，当油品含电离杂质及不相溶的第二相分散物时起电量就会增加；过滤介质类型和面积、管道表面粗糙度和沉积层面积以及作业方式和环境温湿度等，也会影响油品起电。如油品中“供静电剂”意外增加，包括游离水、不相溶的分散介质或悬浮物等。

1.4 静电引起火灾

静电的产生和形成有很多种因素，不同行业之间因素也不尽相同，但总的来说，固体面与固体面，固体面与液体面的接触和撞击，或者固体的断裂，液体的飞溅，静电都有可能产生。按油品的运动形式分为流动带电、喷射带电、冲击带电和沉降带电等。液体流动带电是油品在储运作业中常见的带电形式。液体石油产品在流动、过滤、混合、喷雾、喷射、冲洗、加注、晃动等情况下，由于静电荷的产生速度高于静电荷的泄漏速度，从而积聚静电荷。当积聚的静电荷，其放电的能量大于可燃混合物的最小引燃能，并且在放电间隙中油品蒸气和空气混合物处于爆炸极限范围时，将引起静电危害。操作人员在危险场所频繁作业和接触设备，衣服与衣服、人体与衣服摩擦、鞋底与地面或地板摩擦而使人体带电造成事故。当静电电位达到一定数值后，就会击穿周围的气体，产生火花。一旦火花的能量达到足够的数值，就能点燃易燃物质，造成火灾。

2 防静电火灾的对策

静电引起的火灾通常是一下三种情况：一是存在易燃易爆的物品；二是静电荷形成的电场强度大于周围的击穿电场强度；三是电火花聚集的能量大于周围的最小引燃能量。这三个条件只有在共同存在的情况下才有可能引发爆炸或火灾，如果缺少其中任何一条，都不会引起爆炸或火灾。因此，石油化工行业中防静电的安全措施上主要针对以上三个引发静电火灾的成因进行及时的控制、消除和良好的防护。

2.1 作业过程中促进静电泄放

油品生产和贮运设施、管道及加油辅助工具等应采取静电接地。当它们与防雷、电气保护接地系统可以共用时，不再采用单独静电接地措施。促进静电泄放的具体措施包括：抑制起电条件，如限制流速、避免油水混合作业等；确保或增加静电泄放能力，如系统接地、增湿、加抗静电剂等；避免高能放电条件，如防止绝缘导体、金属突出物等；在危险作业区或操作上难以确保上述要求的危险场所，可增设部分防静电措施，包括：石油静电消除器/监测器、防静电、防杂散电流鹤管、本安型人体静电消除器、智能型接地连锁装置、防静电型采样器、防静电工作服、鞋等。

2.2 减少静电产生，避免火花放电

在操作上，应控制油品处于安全流速范围内。减少油品的飞溅，同时防止油品中夹入水分和气体。液体石油产品通过精细过滤器会产生大量静电荷，从过滤器出口到贮器应留有30s的缓和时间。液体石油产品中可加入微量的油溶性的抗静电添加剂，使其电导率达到50pS/m以上。

罐区油罐加油场所应确保罐内无脱落的金属浮球和其它飘浮异物；确保罐内无诱发放电的金属突出物；有过滤器场所应确保油品弛涨时间≥30s；按油品纯度控制加油速度；当介质含游离水、污油或混合油时，流速≤1m/s；当用切水管处理介质时，流速≤1m/s；处理沉降后的成品油时，流速≤4m/s；确保操作人员着装、鞋、手套等符合防静电要求；确保法兰连接符合防静电设计要求。可以安装管道静电消除/监测器、本安型人体静电消除器、防静电型高料位报警器。

汽车加油站或装瓶加油站站台必须有专用接地设备；汽车/钢瓶与接地设备的连接应用电瓶夹等专用设备；灌装作业前必须消除人体静电；汽车灌装速度确保<3m/s；灌装地面应采用防静电胶板等防静电地面；确保操作人员着装、鞋、手套等符合防静电要求；临时倒放LPG处必须确保瓶体、人体和周围设施良好接地，并设防火设备。可以安装智能型静电接地装置、本安型人体静电消除器、防静电胶板电阻检测仪等。

原油卸油站台应确保操作人员着装、鞋、手套等符合防静电要求；卸油前确保人体和汽车不带静电；确保雷雨天不作卸油操作。

2.3 加强安全管理。

目前，石化行业的很多站建筑设计比较粗糙，有些站并没有设置专门的防静电接地网，防静电接地工作留有安全隐患。因此，在条件允许的情况下予以改造。严格按照规定做好油库、加油站接地电阻的检测工作，对于不符合要求的要坚决给予整改。要按照消防工作的标准要求，制定科学合理、健全的安全管理制度，掌握安全操作技术，规范安全作业行为，防止静电积聚。

静电作为一种近场自然危害源，给人类社会已经造成了重大损失和危害。我们要正确、全面认识静电危害，采取正确、有效的防静电措施，最大程度地减少静电危害给我们生产、生活带来的灾害和损失。

参考文献

[1] 《防止静电事故通用导则》GB12158-2006

[2] 《液体石油产品静电安全规程GB13348-1992

[3] 《装卸油品码头防火设计规范》JTJ237-99

[4] 《石油化工静电接地设计规范》SH3097—2000