靜電災害已成為現代工業安全生產活動的主要危害之一。過對易燃易爆性液體及氣體靜電產生機理的分析,結合防靜電、防爆安全檢測工作實際,指出了加油站靜電產生的三個主要環節,并提出了相應的防護技術和措施。

隨著現代工業的高速發展和各種高分子合成材料的廣泛應用,靜電災害幾乎遍及國民經濟各部門。特別是石油化工部門,由于經常與易燃易爆液體及氣體接觸,靜電災害頻繁發生。如向油罐或槽車注油作業,油品的噴出作業,油品的取樣和檢測作業,

在油品加工處理中的清洗、攪拌調和、過濾分離、加料回收等作業都容易發生靜電引燃、引爆事故。

1易燃易爆性液體及氣體靜電起電機理分析

1.1易燃易爆液體靜電起電機理分析

液體在流動、攪拌、沉降、過濾、搖晃、噴射、飛濺、沖刷、灌注等過程中都可能產生靜電,靜電常會引起易燃易爆液體的火災和爆炸。其起電機理是基于偶電層理論。當液體與固體接觸時,在它們的分界面處會形成電量相等、符號相反的兩層電荷,即偶電層。形成偶電層的主要原因是液體介質可以通過不同方式離解成正、負離子。例如,極性分子液體或雜質分子可以直接離解;

中性分子可以通過氧化過程離解。于是,當固液兩相接觸時,液體中某種符號的離子被固體的非靜電力所吸引并附著于固體表面上,是固體帶有一種電荷,液帶有相反符號的電荷。

液體在管道中受壓力差的作用流動時帶電的現象叫流動起電,是工業中常見的起電方式。例如,汽油、煤油、柴油等石油產品在管道中輸送或注入儲油管的過程中,都會因起這種方式起電。流動起電的實質是固體與液體界面的偶電層被破壞的結果。當液體物質相對于固體物質發生運動所要使用的應用程序,就可見到該程序的窗體界面。窗體中是要求輸入的數據文件和參數,按“Tab”鍵選擇窗體的提示性對話框,并在對話框中輸入相應的數據或信息,在輸入出錯時,系統會自動提示錯誤信息,當輸入無誤后,點擊各命令鍵,就會得到自己所需的運算結果,需要打印結果,點擊“打印結果”鍵將運算結果或圖形送到打印機打印。使用完后,點擊“退出”鍵返回主窗體。各個應用程序都設計了“幫助”按紐,點擊“幫助”按紐,就可以見到幫助文本,該文本包括程序的基本原理、計算公式、基本輸入輸出信息和具體的操作方法。如果要退出本系統,點擊“關閉系統”菜單項,這時候窗體中提示“請雙擊退出!”,當用戶確定要退出時,用鼠標在窗體空白處連擊兩下,液體流動時,被沖刷下來的電荷隨液體一起做定向運動,形成電流,稱沖流電流。若隨液體流動的是正電荷,沖流電流與液體流動方向相同;若隨液體流動的是負電荷,

沖流電流與液體流動方向相反。沖流電流的大小等于單位時間內通過管道截面的電量。由于沖流電流的存在,管道一端有較多的正電荷,

另一端有較多的負電荷。如果管道用介質材料制成、但卻是絕緣的,則管壁上就會積累起危險的靜電。若導體管道是接地的,而液體介質的電導率卻很低,則液體中的電荷通過接地管道注入大地需要較長的時間,仍會引起液體中電荷的積累。

除了流動起電方式外,液體起電還有沉降起電、噴射起電、潑濺起電等,每一種起電方式都可用偶電層理論加以分析。

1.2易燃易爆氣體靜電起電機理分析

純凈的氣體在通常條件下不會帶電。高壓氣體噴出時之所以帶有靜電,

是因為在這些氣體中懸浮著固體或液體微粒。當高壓氣體中混有固體微粒時,氣體高速噴出時微粒和氣體一起在管內流動,微粒與管的內壁發生頻繁的接觸—分離過程,致使微粒和管壁分別帶有等量異號的電荷。當高壓氣體噴出時,若管道中混有液體(非固體微粒),則伴隨著高壓氣體的噴出會產生噴霧起電。這是因為在高壓氣體噴出時,氣體中的液體要與管道或噴嘴的內壁表面接觸,而在管道或噴嘴的內壁表面上形成液膜,并在固液界面上形成偶電層。當液體隨氣流運動而從壁面上剝離時,發生電荷分離,帶電的液滴分散在氣體當中噴射出來而導致帶電。

1.3加油站靜電產生的幾個環節和原因

加油站區域內設施較多,但靜電主要在儲油罐區、輸油管道與加油區、及油罐車等部位產生聚集,由于各種設施設備的結構不同,位置各異,所以靜電產生的環節和原因也各不相同。

1.3.1儲油罐區靜電的產生目前,儲油罐在裝油或罐與罐之間油品互倒時,一般都采用底部注油法,雖然,此種方法比上部注油法合理,但油品從注油管內高速噴射出時,由于噴射起電而使油罐帶電。同時,油品沖擊到罐壁造成油霧,也容易使電荷堆積,并發生放電現象。

1.3.2輸油管道與加油區靜電的產生油品由儲油罐經輸油管道中流動時,易發生流動起電,形成沖流電流。

1.3.3油罐車靜電的產生常年進出于加油站的油罐車在裝油、運油、卸油過程中,

由于油品與油罐壁、卸油及裝油用的鶴管反復沖刷、接觸、摩擦,而使電荷聚集產生靜電。

當帶電體因電荷積累達到一定的靜電電位時(一般大于300v),就會發生靜電放電現象,加上周圍空間又存在著爆炸性混合物,這時就有可能發生燃爆事故。

2加油站靜電災害的防護技術與措施

靜電引起燃燒和爆炸事故的主要條件:

一是帶電體產生并積累起足夠的靜電荷,以至能發生火花放電;

二是靜電放電火花的能量超過爆炸性混合物的最小點火能,成為點火源;三是帶電體周圍存在著爆炸性混合物,且其濃度正好在爆炸濃度范圍內[3]。只有當以上三個條件同時具備時,才會引發災害事故。

2.1防靜電設施接地

加油站靜電接地就是用導線將儲油罐、輸油管道、加油機卸油臺等設施與大地相接,從而使導體電位接近大地電位,其中卸油地線應與防靜電接地體等電位連結。顯然,接地的目的是為帶電體上靜電荷向大地泄漏提供一條通道,以防止帶電體上靜電荷的積累或靜電位的升高。要經常檢查加油槍的接地和管道上法蘭盤的連接情況,及時消除銹蝕,保證整個接地系統的接地電阻不大于1008。注意:當防靜電、防雷和工頻電氣三個接地系統共用一個接地體時,接地電阻應按其中的最小值選取,一般為4~108。

2.2增加空氣濕度

增濕主要增加靜電沿絕緣介質表面泄漏,而不是增加靜電通過的泄漏。增濕對于親水性物質除能加快靜電的泄漏,防止靜電積累,還能提高爆炸性混合物的最小點火能量。在加油站主要是給加油區、儲油罐區、卸油區及油罐車等噴入水蒸氣或灑水,是加油站區域的相對濕度保持在65%~75%范圍內。

2.3摻雜降低電阻率

要有效地泄漏帶電體上的靜電,接地法只適用于帶電的金屬導體或靜電導體和亞導體,而增加濕度又只對親水性的帶電介質有效。要有效地泄漏電阻率較高的靜電非導體所帶電荷,只能靠降低它們的電阻率,提高導電性來解決,即向介質材料如燃油、塑料制品等添加能減少電阻率的雜質,以改善其導電性能。理論和實驗表明,對于固體材料,當其電阻率降至1098?cm以下,就可有效地泄漏靜電,防止靜電的危險積累;至于液體,當其電阻率降至10108?cm以下,就可消除靜電危險。市面目前普遍使用的抗靜電劑,就屬于化學摻雜法。抗靜電劑具有較強的吸濕性和導電性,值得推廣應用。

2.4電離空氣法

電離空氣法是通過安裝靜電中和器,使空氣發生電離,產生消除靜電所必要的大量電離子(一般為正、負離子對)。電離空氣法使用方便,又不影響燃油質量。

2.5控制場所危險程度

在機動車加油站,主要應在封閉危險的空間安裝通風裝置,及時排出爆炸性混合物(如可能產生的油霧等),使混合物的濃度不超過爆炸下限。

2.6人體靜電防護

人體活動也是加油站靜電發生源之一,由于人體帶電的復雜性,所以應建立完備的人體防靜電系統。這一系統可考慮由防靜電工作服、鞋襪、地坪等組成,必要時輔以防靜電腕帶、手套、腳套、帽子和圍裙等,還有工作臺、座椅等都屬于防靜電系統范疇。這種整體的防護系統兼具有靜電泄漏、中和與屏蔽作用。除了以上措施外,在各種安全防護設施設備完好的前提下,加油站的工作人員應持證上崗,嚴格按照規程操作,這是防止靜電災害事故發生的最直接、最有效的手段,各種正反事例反復印證著這條道理。

篇2:加油站設備防雷防靜電管理安全管理制度

(1)加油站的下列設施設備應當設置防靜電接地:

a.金屬油罐及其通氣管;

b.加油站工藝設備;

c.輸油管道及閥門;

前款所列設施設備設有防雷接地的可以不另做防靜電接地。

(2)加油站設施設備的防靜電接地應當符合下列要求:

a.防靜電接地、防感應雷接地和電氣設備接地可以共同設置,防靜電接地裝置單獨設置的,接地電阻不得大于100歐姆,防靜電接地與防雷接地共用接地裝置的,接地電阻不得大于10歐姆,防靜電接地與電氣設備保護接地共用接地裝置的,接地電阻不得大于4歐姆;

b.設施設備和車輛的防靜電接地,不得使用鏈條類導體連線;

c.防靜電接地不得使用防直接雷引下線和電氣工作零線;

d.防靜電接地的測量點位置不宜設在爆炸危險區域內;

e.設備、管道的法蘭連接螺栓少于5根的,應當設置防靜電跨接連線;

f.檢修設備、管道可能導致防靜電接地系統斷路時,應當預先設置臨時性接地,檢修完畢后及時恢復。

(3)加油站移動設備的防靜電接地應當符合下列要求:

a.在爆炸危險場所作業的運油車輛,應當設置接地端板,作業前接好防靜電接地,作業后待罐裝油料達到規定的靜置時間,方可拆除靜電接地線;

b.移動設備的防靜電接地線必須連接在作業場所的專用防靜電接地點上,并不得采用纏繞等不可靠的連接方法;

c.移動設備的防靜電接地連線應當采用銅芯軟絞線,橫截面積不得小于10平方毫米;

d.裝卸油料的輸油軟管,應當使用耐油導靜電軟管,作業時軟管兩端的導靜電鋼(銅)絲必須與設備可靠連接并接地。

篇3:加油站油庫靜電的產生原因危害預防措施

靜電是加油站油庫著火爆炸事故主要點火源之一,加油站油庫中的油品在儲存、運輸、輸送、裝卸等過程中,不可避免地會產生靜電。油品本身屬于易燃易爆液體,當靜電放電能量超過油蒸氣的最小引燃能量時,就可引燃引爆油品。因此加油站油庫在營運過程中靜電的危害是非常大的,研究靜電危害的原因,采取工程技術手段和管理對策,是加油站油庫預防和避免靜電事故的一項重要任務。

靜電的產生

根據雙電層理論,油品在儲存、運輸、輸送、裝卸等過程中,不可避免地發生流動、攪拌、沉降、過濾、搖晃、噴射、飛濺、沖刷及發泡等接觸、摩擦、分離的相對運動而產生靜電。

按油品的運動形式分為流動帶電、噴射帶電、沖擊帶電和沉降帶電等。流動帶電是油品在儲運作業中常見的帶電形式。油品在金屬管道流動過程中,由于油品的流動使原來的雙電層發生了變化,油品中的電荷被帶走時,原來管壁內側被束縛的電荷,由于相反電荷的離去而跑到管壁外側成為自由電荷。若金屬管線接地,則管線上除去界面雙電層所束縛的電荷外,管壁外側多余電荷被導入大地。噴射帶電是油品從噴嘴或管口以束狀噴出后,這種束狀的油品便與空氣連續發生接觸與分離現象,使油品帶電。加油站噴濺式卸油時就會產生噴射帶電。沖擊帶電是油品從管道出口噴出后遇到壁板時,油品與壁板不斷地發生接觸和分離現象,與壁板分離后的液體向上飛濺,油珠和物體就分別帶上了不同符號的靜電荷。如加油站油品的噴濺式卸油,加油槍往汽車油箱加注油品。沉降帶電是油料中不同程度含有雜質,如固體顆粒和水分等,雜質會離解成帶電離子,因此在水和油的界面處形成雙電層,由于懸浮于液體中的微粒沉降時,會使微粒和液體分別帶上不同符號的電荷。

另外,加油站油庫中的操作人員在危險場所頻繁作業和接觸設備,可能由于人體活動時,衣服與衣服、人體與衣服摩擦、鞋底與地面或地板摩擦而使人體帶電造成事故。

再者,靜電感應而造成起電、放電過程,在裝油作業中并不少見,如用采樣器取樣,油面為帶電體,如果采樣器沒有接地,成為獨立導體,在采樣器接近油面時,就會發生靜電感應和放電現象。當采樣器進入油層取樣時,它又收集了油中部分電荷而成為帶電體,提起時,若它與接地的罐口靠近,上述靜電感應和放電現象又將重演。

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靜電的積聚和放電

當靜電產生后,由于容器內的油面上積聚的電荷亦可通過油品向接地的四壁流散,但汽油、柴油等石油產品本身存在著導電性能差和對地電容,所以靜電電荷積累是必然的。

靜電除流散外,還以放電進行消散,當靜電積累到一定程度會在空間放電。放電有電暈放電、刷形放電和火花放電三種形式。電暈放電能量小而分散,引起火災的幾率較小。刷形放電因放電不集中,所以釋放的能量也較小,但具有一定的危險性,比電暈放電的災害幾率高。火花放電是兩極間的氣體被擊穿而形成通路,又沒有分叉的放電,這時電極有明顯的放電集中點,在瞬間內能量集中釋放,因而危險性最大。

靜電災害是在一定條件下造成的,靜電作為火源引起爆炸和燃燒的可歸納為四點:

(1)有產生靜電的來源;

(2)靜電得以積聚,并達到足以引起火花放電的靜電電壓;

(3)靜電放電的能量達到爆炸性混合物的最小引燃能量;

(4)靜電放電火花周圍必須有爆炸性的混合物存在。從理論上講,只要消除其中一個條件就可預防靜電事故。但油品在裝卸、儲運過程中,靜電荷的產生、積聚、作業場所形成爆炸性混合物等是客觀存在的,因此只有采取措施抑制靜電荷的產生、積聚,消除放電火花間隙,加強作業場所的管理,降低爆炸性混合物濃度。

靜電火災爆炸故障樹分析

故障樹分析方法(FTA)是一種圖形演繹法,是從結果到原因描繪事故發生的有向邏輯樹分析方法。這種樹是一種邏輯分析過程,遵從邏輯學演繹分析原則(即從結果到原因的分析原則)。把系統不希望出現的事件作為故障樹的頂事件,用邏輯“與”或“或”門自上而下地分析導致頂事件發生的所有可能的直接原因及相互間的邏輯關系,并由此逐步深入,直到找出事故的基本原因,即為故障樹的基本事件。通過油品靜電故障樹分析,可找出系統存在的薄弱環節,然后進行相應的整改,從而提高油庫系統的安全性。1、油品靜電火災爆炸故障樹分析圖

通過對故障樹的分析,靜電火花和油氣達到火災爆炸濃度構成了油品靜電火災爆炸事故的要素。構成油氣達到火災爆炸濃度的三個基本事件*1、*2、*3是單事件的最小徑集,其結構重要系數最大,是油品燃爆事故發生的重要條件。由于油氣揮發是一個自然過程,只要有揮發的空間,油氣自然存在。因此一方面要保證作業區內通風狀況良好,另一方面可采用氣體濃度報警儀對可能泄漏場所油氣混合氣的濃度進行監測,一旦接近危險極限即報警,使管理人員立刻采取相應的安全對策措施。*4也是單事件的最小徑集,因此應采取相應的措施在危險區域內產生靜電放電。油品在裝卸儲運過程中應避免產生靜電積聚,或盡量減少靜電產生和積聚。為了保證油品靜電導除,接地導體的接地應良好,應使防靜電接地裝置和接地線等處于正常的工作狀態,接地電阻應達到要求。再者應盡量避免進入作業區的人員通過人體靜電放電,特別是作業人員應穿上不產生靜電的服裝和把人體作業時產生的靜電及時導走。

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消除靜電危害的措施

通過以上分析,油品作業過程中防靜電措施主要有四個方面:減少靜電產生;促進靜電流散;避免火花放電;加強安全管理。

1、減少靜電產生

(1)控制流速。油品流速愈高,則產生的靜電量也愈大,因此控制流速是減少靜電產生的有效措施。一般要求灌裝油初速度限制在1m/min左右,待油管出口被浸沒以后,可適當提高流速。

(2)控制油罐車卸油方式。如果油罐是從頂部噴濺卸油,油品必然沖擊罐壁,攪動罐內油品,同時加速油品蒸發、霧化,使容器內油品的靜電量急劇增加。采用潛流式灌裝油代替噴濺式灌裝油,可以減少沖擊、噴濺。加油站要求必須密閉卸油,即進油管應距離油罐罐底不大于0.2m,以減少靜電量的產生。

(3)減少油品與高起電材質劇烈摩擦。電導率很低的高分子聚合物、絲綢、水、雜質、空氣等都是高起電材質。禁止在加油管口、加油槍口加裝綢套進行過濾。輸油前,注意排放輸油系統的水分和雜質,吸入口系統的連接和填料應密封,不讓空氣吸入。不要用高起電材質制作輕油容器和輸油管,不能用非導電的塑料桶裝汽油。

(4)人體靜電防護。操作人員在危險場所頻繁作業和接觸設備,可能由于帶電會造成事故。人體穿著的內外衣,由于材料不同,在穿、脫情況所產生的靜電也有差異。人體穿著的內外衣為化纖織品或毛織品產生的靜電最高,放電可能引燃引爆爆炸性混合氣體的機遇較多。因此,在危險場所應避免穿化纖衣服,應穿著防靜電服,或棉織品的衣服;在加油站勿用化纖和絲綢類紗布去擦試加油機、油罐口、量油口等;在爆炸危險場所設置座椅,也勿選用人造革或化纖類作靠墊的座椅;在爆炸危險場所,工作人員嚴禁穿脫衣服,不得梳頭、拍打衣服。

2、促進靜電流散

(1)靜電接地與跨接。金屬儲罐、泵房工藝設備、輸油管線、鶴管等均應可靠地接地。地上或管溝敷設的輸油和輸氣管道的始端、末端和分支處應設防靜電接地裝置。卸車場地,應設用于罐車卸車時用的防靜電接地裝置,為卸油設施跨接的靜電接地裝置。油罐測量孔應有接地端子,以供采樣器、測溫盒、導電繩子等接地。需接地的設備應與接地干線或接地體直接相連,不得彼此串聯。接地電阻不大于100Ω,容量大于50m3油罐接地點不應少于二處。油品的輸油、輸氣管道的法蘭接頭、膠管兩端、閥門等連接處應用金屬線跨接。

(2)其他導靜電措施。其他措施主要有汽車油罐車采用導電橡膠拖地帶,以消除油罐車運輸途中產生的靜電;在可能產生靜電危險的危險場所的入口處設置人體導靜電的接地柱,以消除人體靜電;場地噴水,增加濕度;在儲油罐進口設靜電緩和器;油料中加靜電添加劑;在油罐車裝卸系統消靜電器等。

3、避免或減少靜電放電機會

靜電產生也往往伴隨著靜電流散,如果自然流散就不會形成危害,但以火花放電的形式流散,就具有很大的危險性,因此避免形成或減少放電的機會,也是防止靜電災害的措施。

(1)金屬設備進行電氣連接并接地,相鄰設備形成等電位。罐、管、泵都有良好接地,與零電位大地相通,使他們彼此間成為等電位,則無發生電火花可能。如設備、管道用金屬法蘭連接時、鐵軌和鶴管之間、灌桶間的灌桶嘴和灌裝油桶之間等都必須設置跨接線,汽車油罐車和灌裝油管路之間應設置臨時夾(卡),使之成為導靜電通道。

(2)油品靜置,正確選用檢測工具。儲油容器內的靜電來源主要由油品輸送過程中,油品同管道摩擦,泵、閥門及過濾器等部位能產生大量的靜電,流入儲罐中后,在儲罐中產生靜電,靜電電位隨裝卸結束后逐漸下降。因此為防止靜電事故的發生,對剛進油和運輸后的容器進行檢測作業時,油品需靜置一段時間,保證容器內靜電荷泄漏后,方可進行檢尺、測溫、采樣等作業。測溫盒和采樣器必須用導靜電的繩索,并與罐體進行可靠連接。油罐的測量口應當設置銅(鋁)護板、導尺槽、接地端子。檢尺時,測尺應沿尺槽下放上提,測量過程中應將護板蓋好。嚴禁使用化纖布擦試測量、取樣、測溫器具。

4、防靜電危害的安全管理

(1)進行防靜電危害安全教育。必須對全體工作人員進行防靜電危害安全教育,在業務培訓中安排相應的培訓內容。規章制度、設備檢查都要有防靜電方面的具體內容。

(2)建立防靜電設施檔案。繪制各場所靜電接地分布圖,詳細記載接地點的位置、接地體形狀、材質、數量和埋設情況等。所有防靜電設施、設備必須有人負責定期檢查、維修,并建立設備檔案。

(3)檢查測試。每年春、秋季應對各靜電接地體的接地電阻進行測量,并建立測量數據檔案。若接地電阻不合格,應立即進行整改。

導致油品燃爆的因素雖然很多,但只要嚴格執行安全管理制度和安全操作規程,并采取相應安全技術措施,預防油品燃爆是完全可以做到的。