油罐区静电防范要求优化

●要点提示：

控制流速消静电，减小混合无危险。

避免杂油乱相混，加强管理是关键。

●实用技术：

为了防止油罐区因静电而引发的火灾与爆炸事故，必须对静电进行控制或消除。

我们知道，油品内的杂质是起电的重要因素，然而使油品达到高精度是困难的，同时也是不经济的。因此，对于防止油品静电灾害来说，不是完全消除静电电荷的产生而是控制各项指标。例如，产生的电荷量或电荷密度，积聚电荷产生的电位或场强的大小，放电的形式与能量，爆炸混合气体的浓度等。控制它们不致达到危险的程度，从而不致发生灾害。

1.控制流速

表5-16中列出了油品在不同管径内流动时管径与流速的关系，由于静电的危险程度受许多因素的影响，所以表中的数字并不是绝对的。

如果有长期运行经验证明，也可以提高速度。但是，在此要注意防止因高速形成喷雾的状态。此外，对乙醚输送在管径不大于12mm以及对二硫化碳输送管径不大于24mm时，两者的流速均不宜超过1～1.5m/s。如管径增加，则流速要降低。其他如脂类、酮类和醇类等液体流速允许达到10m/s。

表5-16 不同管径允许的最大流速

注：1in=0.0254m。

2.控制油面空间的混合气体

为防止爆炸混合气体的形成，在不少场所采用正压通风的办法。然而对于油面空间就不好使用了，往往用充惰性气体的办法，即在充油容器油面以上的空间可能形成爆炸性混合气体时，充以惰性气体。可以充满全部空间，也可以充局部。按其使用方法，可分为密封隔离和置换稀释两类。前者是用以隔离氧气以及抑制混合性气体的形成，后者是降低混合气体的浓度，以控制它在爆炸浓度范围以外。一般要求在空间内含氧体积不超过8%，这时即使有火源也因氧气不足而不会被引燃。

3.控制加油方式

铁路槽车加油分大鹤管和小鹤管两种。为了减少油流进入槽车新产生的静电荷，应使鹤管伸入到槽车底部，当采用喷洒装油时，可在鹤管端部加装不同形式的分流头。

4.避免水、空气与油品以及不同油品的相混

当油中含水、空气与油品相混并通入压缩空气时，静电的发生量将增大。实验证明，油中含水5%，会使起电效应增大10～50倍。油品通风调和是十分危险的。某厂一个5000m³油罐，罐内先已装有40t航空煤油，之后装柴油并进风调和，在进风只1min时便发生了爆炸。因此，油品调和时必须有相应的安全措施。

5.加强组织管理

为控制和消除静电灾害必须加强组织管理工作：

1）要使操作人员具有油品静电基本知识。

2）要有完整的管理规程和操作规程，根据我国目前情况，应着手确立如下的组织管理措施：

①建立静电安全管理体系：

a.编制油品防静电设计准则；

b.建立油品静电安全操作规范；

c.建立测试方法标准；

d.建立油品静电安全标准；

e.建立油品静电教育课程；

f.建立用于检测、取样及衣、鞋等器具标准；

g.建立设备接地及消电器设置等标准。

②测定现场安全状况：

a.测定现场环境中可燃气体的浓度分布；

b.测定静电危险源情况；

c.测定接地电阻值。

③加强静电安全的宣传教育：

a.加强静电研究，包括安全器具和防静电衣服及鞋的研究；

b.分析事故，进行通报和统计；

c.举办灾害预防展览；

d.举办技术讲座，普及防静电知识。

6.油罐的接地与跨接

对于一般金属拱顶罐通过外壁良好接地即可；对于浮顶罐或内浮顶罐，除外壁良好接地外，尚需将浮顶与罐体、挡雨板与灌顶、活动走梯与灌顶进行跨接。跨接应使用截面积不小于25mm²的钢绞线。为保证接地安全可靠，油罐原则上要求在多个点进行接地。其接地点应设两处以上，接地点应沿设备外围均匀布置，其间距不应大于30m。为消除人体静电，在扶梯进口处，应设置接地金属棒，或在已接地的金属栏杆上留出1m长的裸露金属面。

7.安装静电中和器

油管用静电中和器是20世纪60年代由美国人发明的，近几十年来在许多国家获得了应用。

（1）油管用静电中和器的结构

如图5-50所示，中和器主要由三部分组成：接地钢管及法兰部分，内部绝缘管，电离针及镶针螺栓等。

图5-50 油管用感应式静电中和器的结构

为了均匀地在油内产生相反的电荷，放电针沿长度方向交错布置4或5排，每排沿圆周均匀布置3根或4根针。为了方便检查和维修，放电针用螺栓做成可拆卸式。

放电针要选用耐高温、耐磨的钨合金等金属材料制作。针体的直径约为1～1.5mm，其末端经处理成尖形，长度一般突出管内壁10mm左右为宜。绝缘管系用高绝缘、低介电常数的耐油塑料（如聚乙烯、聚四氟乙烯等）制作。它可以做成整体的，也可以分层衬在钢管内壁，而其厚度和长度依据试验确定。表5-17所列为美国石油学会（API）推荐的尺寸和规格。

表5-17 API推荐的尺寸和规格(www.xing528.com)

注：lin=0.0254m，1ft=0.3048m，1USgal=3.78541dm³。

图5-51 油管用感应式静电中和器的工作原理

（2）消电原理

油管用感应式静电中和器的工作原理如图5-51所示。

当带电油品注入中和器绝缘管后，对地电容变小，使内部电位增高，这样在介电管内形成一个高电压段。在放电针端部，由于具有高电场使其因感应而堆积的电荷被拉入油中或因高场强使油品部分电离而发生中和作用，达到消除部分电荷的效果。

（3）使用情况

1）图5-52及图5-53所示为美国4in（1in=0.0254m）-4in及6in-6in的中和器试验结果。

图5-52 4in-4in中和器试验结果

图5-53 6in-6in中和器试验结果

2）表5-18所列为150个6in-3ft（1ft=0.3048m）中和器在几年内试验统计的结果，它可将每立方米几百微库的电荷密度减到20μC/m³以下。

表5-18 6in-3ft中和器进出口电荷密度比较

3）表5-19所列为YO₄₀₁加油车静电中和器前后管中心电压的对比。

表5-19 YO₄₀₁加油车中和器前后管中心电压的对比 （单位：V）

8.使用静电张弛器（缓和器）

（1）工作原理

带电的油品在进入油罐之前先进入该装置内一段时间，使大部分电荷在这段时间内趋向管壁，通过管壁接线装置中和，从而减小进入油罐的电荷。

（2）张弛器的使用

1）使用张弛器时要尽量使器内各处都充满油，并尽可能把它设置在系统的末端，并保证接地良好。为了确保油品质量，还要顾及维修和清洗的方便。

2）对于通过过滤器或短管线以及绝缘材料管线（如胶管、玻璃钢管等）进入容器的油品，使用张弛器是合适的。

9.抗静电添加剂的选择及使用

（1）选择抗静电添加剂时要满足以下要求

1）对皮肤无刺激性、无毒性；

2）燃烧后灰分少，不产生有害气体；

3）加入微量的添加剂就能显著地提高燃料的电导率，并且不影响燃料的其他理化指标及使用性能；

4）低温下油溶性良好；

5）可溶于水，但不乳化，不因水存在而发生水解现象。溶于水中之后，不被排除到系统之外；

6）和其他添加剂共存时性能无变化；

7）长期稳定。

（2）使用抗静电添加剂的方法

加剂时，通常先将添加剂以数倍燃料稀释，调配成母液，然后根据调和罐溶剂，再进行充分循环。停泵30min后用电导率仪表测定，当各部电导率值相同时，就可以认为已经调和均匀。添加剂可在炼油厂加入，也可以在使用地点加入。方法有以下几种：

1）在混油时，通过比例泵加入；

2）在循环泵入口处，经过添加剂储罐吸入已经计量好的添加剂；

3）在混油管线的孔板处，通过恒定差压流量控制器按比例加入；

4）在高位罐中的添加剂通过流量计向基础油中混对。

（3）使用注意事项

由于添加剂是易燃品，在使用中要注意以下事项：

1）添加剂应贮存于铁桶中，开启桶盖时禁止利用可能产生火花的工具；

2）添加剂储罐应存放在库房里，周围严禁烟火。要避免和强氧化剂、酸类等同库存放；

3）搬运储罐时要轻拿轻放，禁止振动、撞击、摩擦、重压和倾倒；

4）使用时要避免接触皮肤和衣服，严防溅入眼睛中。一旦与皮肤接触要用水和肥皂清洗，若溅入眼内要用大量水冲洗，并立即就医治疗；

5）添加剂着火时，可用砂、土或二氧化碳灭火器扑灭，不能用水；

6）注意定期检查油品电导率。