加油站靜電災害的形成與防護措施(一)

隨著現代工業的高速發展透髦指叻腫雍銑剎牧系墓惴河τ?nbsp;,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,使固體帶有一種電荷,液體帶有相反符號的電荷。圖1表示玻璃與水接觸時,玻璃有選擇性地吸引水中的負離子并使其附著在表面,形成玻璃帶負電、水帶正電的偶電層。

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,都會由這種方式起電。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時,偶電層中兩層電荷被分離,電中性被破壞,這時就會出現帶電現象。如圖2所示,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面相同;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。加油站靜電災害的形成與防護措施(二)

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,如圖3所示。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、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、磨擦,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,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100Ω。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4~10Ω。加油站靜電災害的形成與防護措施(三)

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*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109Ω?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109Ω?cm以下,就可消除靜電危險。市面目前普遍使用的抗靜電劑,就屬于此化學摻雜法。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:防靜電災害基本方法

(一)控制靜電場所的危險程度

在靜電放電的場所,必須有可燃物或爆炸性混合物的存在,才能形成靜電火災和爆炸事故。因此控制或排除放電場所的可燃物,就成為預防靜電災害的重要措施之一。

1、用非可燃物取代易燃物

在石油化工等許多行業的生產工藝過程中,都要大量使用有機溶劑和易燃液體(如煤油、汽油和甲苯等),這樣就給靜電放電場合帶來了很大的火災危險性。在機件設備的清洗中,如果采用非燃燒性的碳酸鈉、磷酸三鈉、苛性鉀、水玻璃的水溶液等取代煤油或汽油時,就會大大減少機件洗滌過程中的靜電危害。

2、減少氧化劑含量

在有火災和爆炸危險場所充填氮、二氧化碳或其它不活潑的氣體,以減少氣體、蒸氣或粉塵爆炸性混合物中氧的含量,消除燃燒條件,防止火災和爆炸。一般情況下,混合物中氧的含量不超過8%時即不會引起燃燒。

對于鎂、鋁、鋯、釷等粉塵爆炸性混合物,充填氮或二氧化碳是無效的,應采用充填氬、氦等惰性氣體,才能防止火災和爆炸。

國外10萬噸以上的油輪和5萬噸以上的混合貨輪都要求安裝充填不活潑氣體的系統。

(二)工藝控制

1、根據帶電序列選用不同材料

不同物體之間相互摩擦,物體上所帶電荷的極性與它在帶電序列中的位置有關,一般在帶電序列中的兩種物質摩擦,前者帶正電,后者帶負電。于是可根據這個特性,在工藝過程中,選擇兩種不同材料,與前者摩擦帶正電,而與后者摩擦帶負電,最后使物料上所形成的靜電荷互相抵消,從而達到消除靜電的效果。

根據帶電序列適當選用不同材料而消除靜電的方法稱為正、負相消法。比如鋁粉與不銹鋼漏斗摩擦帶負電,而與蟲膠漏斗磨擦帶正電,用這兩種材料按比例搭配制成的漏斗,就可避免靜電荷積聚的危險。

2、選擇不易起電材料

當物體的電阻率達到109Ω?cm以上時,物體間只要相互摩擦或接觸分離,就會帶上幾千伏以上的靜電高壓。因此在工藝和生產過程中,可選擇電阻率在109Ω?cm以下的物質材料,以減少磨擦帶電。比如煤礦開采中,傳輸煤皮帶的托輥是絕緣塑料制品,應換成金屬或導電像膠,就可避免靜電荷的產生和積聚。

3、降低摩擦速度或流速

降低摩擦速度或流速,可限制靜電的產生。在制造電影膠卷時,若底片快速地繞在轉軸上,會產生幾十千伏的靜電高壓,與空氣放電,使膠片感光而留下斑痕;又如油品在灌裝或輸送過程中,若流速過快,就會增加油品與管壁的摩擦速度,從而產生較高的靜電。因此,降低摩擦速度,限制流速,對減少靜電的產生非常重要。

一般輸油管徑為1cm、5cm和10cm時,其最大流速分別為8m/s、3.6m/s和2.5m/s。

對于非烴類液體,管徑不超12mm的乙醚管道和管徑不超過25mm的二硫化碳管道,最大流速均不應超過1.5m/s。輸送酯類、酮類、醇類液體的管道,如不發生噴射,允許最大流速不超過10m/s。

(三)接地

接地是消除靜電危害最常見的方法,主要用來消除導體上的靜電。在生產過程中,以下工藝設備應采取接地措施。

1、加工、儲存和運輸設備

凡是用來加工、儲運、運輸各種易燃液體、可燃氣體和粉體的設備,如儲存池、儲氣罐、產品輸道裝置、封閉的運輸裝置、排注設備、混合器、過濾器、干燥器、升華器、吸附器、反應器等都必須接地。如果袋形過濾器由紡織品或類似物品制成時,建議用金屬絲穿縫并予以接地。

2、輔助設備

注油漏斗、浮動罐頂、工作站臺、磅秤、金屬檢尺等輔助設備均應接地。油壺或油桶裝油時,應與注油設備跨接起來,并予以接地。

3、管道

工廠及車間的氧氣、乙炔等管道必須連接成一個整體,并予以接地。其它所有能產生靜電的管道和設備,如油料輸送設備、空氣壓縮機、通風裝置和空氣管道、特別是局部排風的空氣管道,都必須連接成一體接地。平行管道相距10cm以內時,每隔20m應用連接線互相連接起來。

4、油槽車。

油槽車在行駛時,由于汽車輪胎與路面有摩擦,汽車底盤上會產生危險的靜電電壓。為了導走靜電電荷,油槽車應帶有金屬鏈條,鏈條一端和油槽車底盤相連,另一端與大地接觸。油槽車在裝油之前,應同貯油設備跨接并接地。

5、工藝設備

在有產生和積累靜電的固體和粉體作業中,如壓延機、上光機,各種輥軸、磨、篩、混合器等工藝設備均應接地。

靜電接地的連接線應保證足夠的機械強度和化學穩定性,連接應當可靠,不得有任何中斷之處。接地電阻最大不應超過1000Ω。

(四)增濕

有靜電危險的場所,在工藝條件許可時,可以安裝空調設備、噴霧器或采用掛濕布條的辦法,以提高空氣相對濕度,消除靜電的危險。用增濕法消除靜電的效果是很顯著的。例如,在某些粉體篩選過程中,相對濕度低于50%時,測得容器內靜電電壓為40kV,當時相對濕度增加到80%以上時,靜電電壓降低到11kV左右。

為了消除靜電,在有靜電危害的場所,如果生產條件允許,場所相對濕度應保持在70%以上較為適宜。如果相對濕度低于30%時,會產生強烈的靜電,因此,相對濕度不應低于30%。

(五)抗靜電劑

抗靜電劑是一種表面活性劑。在絕緣材料中如果加入少量的抗靜電劑,就會增大材料的導電性和親水性,使絕緣性能受到破壞,體表電阻率下降,促進絕緣材料上的靜電荷被導走。抗靜電劑的種類很多,概括起來有以下幾種。

1、無機鹽類

這類抗靜電劑包括堿金屬和堿土金屬的鹽類,如硝酸鉀、氯化鉀、氯化鋇、醋酸鉀等。這類抗靜電劑自身不能成膜,一般要求甘油等成膜物質配合使用。

2、表面活性劑類

這類抗靜電劑包括脂肪族磺酸鹽、季銨鹽、聚乙二醇、多元醇等。其中離子型表面活性劑靠表面離子來增大導電性。

3、無機半導體類

這類抗靜電劑包括無機半導體鹽,如亞銅、銀、鉍、鋁等元素的鹵化物。這類抗靜電劑還包括導電炭黑等。

4、電解質高分子聚合物類

這類抗靜電劑自己能形成低電阻薄膜,是帶有不飽和基的高分子聚合物,如苯乙烯季銨化合物等。

在聚酯薄膜行業,采用烷基二苯醚碘酸鉀(DPE)作表面涂層,有良好的抗靜電作用。實驗表明:對于滌綸薄膜(膠片),在相對濕度為65%的情況下,使用這種抗靜電劑,可將其表面電阻率從1015Ω的數量級降低到107Ω的數量級;如果相對濕度在60%以下,亦可將其表面電阻率降低到109Ω的數量級。

(六)靜電中和器

靜電中和器又稱靜電消電器,它是利用正、負電荷相中和的方法,達到消除靜電的目的。

篇3:加油站靜電災害形成與防護措施

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。