加油站静电灾害的形成与防护措施（一）

随着现代工业的高速发展透髦指叻肿雍铣刹牧系墓惴河&ta;?nbsp;,静电灾害几乎遍及国民经济各部门。特别是石油化工部门,由于经常与易燃易爆液体及气体接触,静电灾害频繁发生。如向油罐或槽车注油作业,油品的喷出作业,油品的取样和检测作业,在油品加工处理中的清洗、搅拌调和、过滤分离、加料回收等作业都容易发生静电引燃、引爆事故。

1易燃易爆性液体及气体静电起电机理分析

1．1易燃易爆液体静电起电机理分析

液体在流动、搅拌、沉降、过滤、摇晃、喷射、飞溅、冲刷、灌注等过程中都可能产生静电,静电常会引起易燃易爆液体的火灾和爆炸。其起电机理是基于偶电层理论。当液体与固体接触时,在它们的分界面处会形成电量相等,符号相反的两层电荷,即偶电层。形成偶电层的主要原因是液体介质可以通过不同方式离解成正、负离子。例如,极性分子液体或杂质分子可以直接离解;中性分子可以通过氧化过程离解。于是,当固液两相接触时,液体中某种符号的离子被固体的非静电力所吸引并附着于固体表面上,使固体带有一种电荷,液体带有相反符号的电荷。图1表示玻璃与水接触时,玻璃有选择性地吸引水中的负离子并使其附着在表面,形成玻璃带负电、水带正电的偶电层。

液体在管道中受压力差的作用流动时带电的现象叫流动起电,是工业中常见的起电方式。例如,汽油、煤油、柴油等石油产品在管道中输送或注入储油管的过程中,都会由这种方式起电。流动起电的实质是固体与液体界面的偶电层被破坏的结果。当液体物质相对于固体物质发生运动时,偶电层中两层电荷被分离,电中性被破坏,这时就会出现带电现象。如图2所示,液体流动时,被冲刷下来的电荷随液体一起做定向运动,形成电流,称冲流电流。若随液体流动的是正电荷,冲流电流与液体流动方面相同;若随液体流动的是负电荷,冲流电流与液体流动方向相反。冲流电流的大小等于单位时间内通过管道截面的电量。由于冲流电流的存在,管道一端有较多的正电荷,另一端有较多的负电荷。如果管道用介质材料制成、但却是绝缘的,则管壁上就会积累起危险的静电。若导体管道是接地的,而液体介质的电导率却很低,则液体中的电荷通过接地管道注入大地需要

较长的时间,仍会引起液体中电荷的积累。加油站静电灾害的形成与防护措施（二）

1．2易燃易爆气体静电起电机理分析

纯净的气体在通常条件下不会带电。高压气体喷出时之所以带有静电,是因为在这些气体中悬浮着固体或液体微粒。当高压气体中混有固体微粒时,气体高速喷出时微粒和气体一起在管内流动,微粒与管的内壁发生频繁的接触—分离过程,致使微粒和管壁分别带有等量异号的电荷,如图3所示。当高压气体喷出时,若管道中混有液体(非固体微粒),则伴随着高压气体的喷出会产生喷雾起电。这是因为在高压气体喷出时,气体中的液体要与管道或喷嘴的内壁表面接触,而在管道或喷嘴的内壁表面上形成液膜,并在固液界面上形成偶电层。当液体随气流运动而从壁面上剥离时,发生电荷分离,带电的液滴分散在气体当中喷射出来而导致带电。1．3加油站静电产生的几个环节和原因

加油站区域内设施较多,但静电主要在储油罐区、输油管道与加油区、油罐车等部位产生聚集,由于各种设施设备的结构不同,位置各异,所以静电产生的环节和原因也各不相同。

1．3．1储油罐区静电的产生

目前,储油罐在装油或罐与罐之间油品互倒时,一般都采用底部注油法,虽然此种方法比上部注油法合理,但油品从注油管内高速喷射出时,由于喷射起电而使油罐带电。同时,油品冲击到罐壁造成油雾,也容易使电荷堆积,并发生放电现象。

1．3．2输油管道与加油区静电的产生

油品由储油罐经输油管道中流动时,易发生流动起电,形成冲流电流。

1．3．3油罐车静电的产生

常年进出于加油站的油罐车在装油、运油、卸油过程中,由于油品与油罐壁、卸油及装油用的鹤管反复冲刷、接触、磨擦,而使电荷聚集产生静电。当带电体因电荷积累达到一定的静电电位时(一般大于300Ｖ),就会发生静电放电现,加上周围空间又存在着爆炸性混合物,这时就有可能发生燃爆事故。

2加油站静电灾害的防护技术与措施

静电引起燃烧和爆炸事故的主要条件:一是带电体产生并积累起足够的静电荷,以至能发生火花放电;二是静电放电火花的能量超过爆炸性混合物的最小点火能,成为点火源;三是带电体周围存在着爆炸性混合物,且其浓度正好在爆炸浓度范围内［3］。只有当以上三个条件同时具备时,才会引发灾害事故。

2．1防静电设施接地

加油站静电接地就是用导线将储油罐、输油管道、加油机、卸油台等设施与大地相接,从而使导体电位接近大地电位,其中卸油地线应与防静电接地体等电位连结。显然,接地的目的是为带电体上静电荷向大地泄漏提供一条通道,以防止带电体上静电荷的积累或静电位的升高。要经常检查加油枪的接地和管道上法兰盘的连接情况,及时消除锈蚀,保证整个接地系统的接地电阻不大于100Ω。注意:当防静电、防雷和工频电气三个接地系统共用一个接地体时,接地电阻应按其中的最小值选取,一般4～10Ω。加油站静电灾害的形成与防护措施（三）

2．2增加空气湿度

增湿主要增加静电沿绝缘介质表面泄漏,而不是增加静电通过的泄漏。增湿对于亲水性物质除能加快静电的泄漏,防止静电积累,还能提高爆炸性混合物的最小点火能量。在加油站主要是给加油区、储油罐区、卸油区及油罐车等喷入水蒸气或洒水,是加油站区域的相对湿度保持在65%～75%范围内。

2．3掺杂降低电阻率

要有效地泄漏带电体上的静电,接地法只适用于带电的金属导体或静电导体和亚导体,而增加湿度又只对亲水性的带电介质有效。要有效地泄漏电阻率较高的静电非导体所带电荷,只能*降低它们的电阻率,提高导电性来解决,即向介质材料如燃油、塑料制品等添加能减少电阻率的杂质,以改善其导电性能。

理论和实验表明,对于固体材料,当其电阻率降至109Ω?ｃｍ以下,就可有效地泄漏静电,防止静电的危险积累;至于液体,当其电阻率降至109Ω?ｃｍ以下,就可消除静电危险。市面目前普遍使用的抗静电剂,就属于此化学掺杂法。抗静电剂具有较强的吸湿性和导电性,值得推广应用。

2．4电离空气法

电离空气法是通过安装静电中和器,使空气发生电离,产生消除静电所必要的大量电离子(一般为正、负离子对)。电离空气法使用方便,又不影响燃油质量。

2．5控制场所危险程度

在机动车加油站,主要应在封闭危险的空间安装通风装置,及时排出爆炸性混合物(如可能产生的油雾等),使混合物的浓度不超过爆炸下限。

2．6人体静电防护

人体活动也是加油站静电发生源之一,由于人体带电的复杂性,所以应建立完备的人体防静电系统。这一系统可考虑由防静电工作服、鞋袜、地坪等组成,必要时辅以防静电腕带、手套脚套、帽子和围裙等,还有工作台、座椅等都属于防静电系统范畴。这种整体的防护系统兼具有静电泄漏、中和与屏蔽作用。

除了以上措施外,在各种安全防护设施设备完好的前提下,加油站的工作人员应持证上岗,严格按照规程操作,这是防止静电灾害事故发生的最直接、最有效的手段,各种正反事例反复印证着这条道理。