隨著石油化工業的發展,液化烴、汽油等油品的供應量逐年增加。由于油品在生產、儲存、運輸過程中容易產生靜電,并發生靜電積聚。遇到火源,或本身放電,就可能引發火災和爆炸事故,甚至造成重大人員傷亡和財產損失。如1994年6月25日,停靠在浙江省舟山市定海區港口浦碼頭的浙普油15號油輪,在清理柴油倉過程中,由于橡膠運輸管內靜電放電引起火災,造成8人死亡,5人受傷,直接經濟損失70萬元。因此,分析靜電火災的成因,確定預防靜電火災的措施,具有重要的現實意義。

    1 油品儲運作業靜電產生的原因

    1.1 在管道輸送過程中產生靜電

    油品在管道內的一定的快速流動易發生靜電荷并導致靜電的積累。兩種不同物質互相緊密的接觸,在迅速分離,就會在物體表面產生電荷。油品與空氣都會產生接觸與分離使油品帶上電荷,管道內流動的油品,內管壁產生的電荷與油品內電荷是符號相反、大小相等的電荷,管道接地不會將它導走,只會相互中和或隨液體流動而流動,這種流動產生的電流被稱管電流。其傳播速度與油品流動速度一樣,而外管壁電荷能通過管道靜電接地而導走。若不能及時導入大地就會產生靜電積聚,條件具備時就會產生靜電火花近而可能引起油蒸汽發生靜電火災。

    1.2 在裝卸過程中產生靜電

    我國目前普遍采用的裝油方式是上部注入,即將注油管從灌油口深入罐內,依靠油品自身重力和油泵所加之的外力進行充裝,當油品與罐內壁底部或罐內油面接觸時,就會產生濺潑現象,濺潑產生無數大小不同的油滴,油滴與內壁接觸后,繼續向前運動,形成雙電層,產生大量電荷。

    1.3 在運輸過程中產生的靜電

    油品在運輸過程中,不可避免要產生晃動,油品與容器內壁發生沖撞,務必要產生大量電荷,尤其是桶裝油品,經過灌裝和運輸過程,產生的靜電都積聚在油品和桶壁上,遇點火源,就非常容易引起爆炸性火災。

    1.4 油品經油泵時產生靜電

    油品在裝卸和使用過程中,一定會經過油泵來提供完成。當油品經過離心泵和葉漿式混合攪拌機時,油品與葉泵壁完成快速接觸與分離的過程。因雙電層理論會產生大量靜電荷,其中一部分由油品帶走,另一部分變積聚在葉輪和泵壁上。當電荷積聚到一定數量時,遇到火源或雷擊很容易發生重大火災。

    1.5 靜態存放的油品也可能有靜電積累

    帶電油品進入油罐內部以后,油品靜電通過感應,會在油罐壁感應異性電荷,如果油品帶的正電荷,通過靜電荷感應的作用,油罐區內壁就會帶上負電荷,大小與油品內部電荷相同。油罐壁外就會產生正電荷,當油罐與大地絕緣時,油罐壁外的正電與油品內的電荷符合相反,大小相等。油罐外的正電荷與油罐內壁電荷相互吸引、束縛,在電力場作用下,強烈的中和作用,如果遇到尖端與浮動雜物,電場就會在尖端與浮動雜物出產畸變,若某畸變點電場強度達到30KV/cm,就會在此點產生靜電發電火花,引燃油與空氣的混合物,產生靜電火災爆炸事故。

    2 靜電事故的產生條件

    油品儲運系統進行輸轉、灌注等作業時,產生靜電是不可避免的。就目前的技術水平而言,只能通過減少靜電荷辦法控制靜電荷的積累。實際生產操作中,但具備一定的條件時,很容易釀成火災或爆炸事故。

    2.1 必須滿足靜電積聚的條件

    使靜電強度超過30KV/cm的空氣擊穿臨界值。

    2.2 靜電放電能量要超過油氣的最小引燃能量02.mj。

    2.3 靜電火花放電的地方存在油氣與空氣的爆炸性混合物

    按照靜電放電的發生條件、特征及引燃性不同可分為三種:電暈放電、刷形放電、火花放電三種,其中火花放電危險性最大,極易引起火災。火花放電是指帶電體和接地體處于短距離間隙狀態下瞬間釋放出集中的能量,主要發生在液態或固態之間,其特征是放電快并伴有爆裂聲。放電引燃率很高,可將最小點火能數百焦的可燃物引燃或引爆。靜電放電發生在電話積聚密度大,靜電場電位高的尖端和物體的尖角棱邊等地方。

    綜上所述,只有以上三個條件才會發生靜電,滿足靜電火災的條件,就可能導致靜電火災,因此防止靜電事故應從降低靜電電位、消除火花促發物、防止發生靜電火花,減少或消除靜電聚集等基本措施入手,來消除或減少靜電事故的發生。

    3 防靜電措施

    3.1 降低油品靜電電位的措施

    3.1.1 靜電電流與流速成性關系,在油品穩流的條件下,油品內的經典電流幾乎與流速的平方成正比。降低油品在輸送管道中的流速,并將流速與管徑控制適當比例。石油庫的設計規范設計規范規定汽油、煤油、柴油等油品的罐裝流速不宜大于4.5m/s。

    3.1.2 增加油品生產車間及泵房的空氣相對濕度�；馂氖鹿时砻�,大部分靜電事故都發生在氣候比較干燥的冬、夏季,如果增加空氣中的相對濕度,使物體表面形成良好的導電層,靜電荷就會很容易泄露掉。另外,空氣中的相對濕度大,空氣中水分增多會增加空氣中的導電性,有利于靜電荷的空間泄露。

    3.1.3 地上或管溝敷設的輸油管線始端、末端分支處每擱2~3米應設防靜電裝置,接地電阻不宜大于30歐姆,接地點宜設在固定敦(架)上。

    3.1.4 油品在管道輸送過程中盡量減少管道拐彎處的數量;一定要減少過濾程序,同時增大拐彎處的角度;增加內壁光滑程度,盡量減少因摩擦和劇烈沖撞過程產生的靜電量;可將導電纖維加到過濾器等設備材料中,以便抑制靜電的產生。

    3.2 油品裝卸作業的靜電預防

    3.2.1 油罐的進油宜從油罐下部接入。當油品以4.5m/s的速度從儲罐上部噴入和從下部注入產生的靜電比2比1,因此應盡量避免上部注油的方式,應采取下部注油的方式。

    3.2.2 采用快速接頭連接兩罐體時必須采用密閉方式,以避免空氣進入形成油品與空氣的混合氣。

    3.3 油品運輸過程中的靜電預防

    3.3.1 油罐車要安裝性能良好的靜電接地裝置,同時要配備適用的滅火器。

    3.3.2 采用小容器承裝油品時,在裝卸和運輸過程中,盡量減少晃動和沖撞。

    3.3.3 將車罐內分成幾個小室,避免油體整體晃動。

    3.3.4 汽車在運輸過程中要保持低速,盡量保持勻速行駛,避免緊急停車,以免產生劇烈沖撞。

    3.4 油品存儲油品時的控制對策預防

    3.4.1 防止緊急泄溢,且在泄溢過程中應盡可能減少流速。

    3.4.2 當不可避免的罐內調和、加入新油和攪拌時,或估計在操作的罐中,形成爆炸的環境,此時特殊的防火措施,必須處于隨時啟用狀態。

    3.4.3 油罐外壁電荷為自由電荷,通過油罐的靜電接地,可將其導入大地。否則,也會產生靜電放電火花。如遇油氣與空氣的混合物,會發生爆炸火災事故,因此油罐要有良好的靜電接地。這是十分重要的環節。

    3.4.4 防止油罐內存在火花促發物。如防止樹葉、雜物進入,確定罐內壁的制造質量不許留有尖端(焊瘤)等。

    4提高操作員工的防靜電意識

    日常作業和管理上加強員工的消防意識,尤其是安全防靜電意識,因為人體靜電具有流動性、隱蔽性兩大特點,較難控制,在放電時人體僅有針刺感極易被忽視。工作人員在操作時要著防靜電服。油品儲運作業要制定詳細的安全管理制度并切實執行,應經常性對工作人員開展安全教育,增強操作員工執行安全制度的自覺性,以減少火災事故的發生。