石油库静电危害及预防分析

PAGE中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）题目：石油库静电危害及预防分析学习中心：年级专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：导师单位：中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）远程与继续教育学院论文完成时间：2014年11月01日

中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）任务书发给学员1．设计(论文)题目：2．学生完成设计(论文)期限：年月日至年月日3．设计(论文)课题要求：4．实验（上机、调研）部分要求内容：5．文献查阅要求：6．发出日期：年月日7．学员完成日期：年月日指导教师签名：学生签名：注：此页由高校组织指导教师填写，请学生交稿时务必保留摘要石油库中的油品在储存、运输、输送、装卸等过程中，不可避免地会产生静电，且油品本身属于易燃易爆液体，当静电放电能量超过油蒸气的最小点火能量时，在油蒸汽含量爆炸极限范围内就可引燃引爆油品，形成破坏性巨大的石油库爆炸火灾事故。因此，研究静电危害，加强静电预防、通过采取技术手段和管理对策有效防止静电，对确保石油库的安全平稳运营尤为重要。本文根据石油库的特点阐述了静电产生的原因及静电给石油库安全管理带来的危害，分析并提出相应的预防对策。关键词：石油库静电危害预防分析

目录第1章前言…………………1第2章静电的产生与静电放电……………22.1静电产生…………………22.2油品的静电放电………………………3第3章石油库静电的危害性………………53.1静电对石油库的危害……………53.2石油库静电事故发生的主要原因………6第4章石油库静电事故的预防……………74.1防静电灾害原则……………………74.2防止油品静电危害的措施……………74.3具体区域对应的防范措施……………8第5章结语………………10参考文献……………………11致谢……………………12PAGE12第一章前言石油库作为石油产品储存、收发、中转的基地，它所储存的大都是可燃或易燃液体的原油、汽油、柴油等。这些石油及其产品都具有易燃、易爆、易蒸发、有毒、易产生静电、受热易膨胀和易流动扩散等特点，在温度达到一定程度时迅速挥发蒸汽，与空气混合后就会形成爆炸性的混合气体，一旦油品产生静电并积聚形成静电放电，就可能发生火灾，甚至爆炸，十分危险。且静电积聚在油品储存、输转、接卸等各个过程中形式多样、看不见、摸不到、无处不在，为油库安全埋下隐患。因此，通过本文对石油库静电危害及预防分析，深入剖析静电产生的成因、危害，并采取预防措施，对当前石油库的安全管理具有十分重要意义。

第二章静电的产生与静电放电静电是指在一定空间、容器或表面上存在的正负电荷，它与动电荷的区别是静电处于相对静止状态，可以长时间保持,在有适当的放电间隙就会释放。2.1静电产生：2.1.1静电的产生一般可归结为以下四大类：一是物体的接触分离带电、二是摩擦起电、三是静电感应带电、四是极化带电、破碎带电、压电和热效应带电、剥离带电、吸附起电等其它原因带电。2.1.2石油产品在储、运、灌、加的过程中，不可避免地发生搅拌、沉降、过滤、摇晃、冲击、喷射、飞溅以及流动等接触、磨擦、分离的相对运动而产生静电积聚。2.1.2.1主要类型按其状态可分为三种：⑴油品固体颗粒在油品中沉降以及油品在管道中流动的油品与固体之间产生的静电；⑵油品从管道口喷出的过程在，由于气泡在油品中上升而导致的油品与气体之间产生的静电；⑶水冲洗油罐等油品与不相容液体之间产生的静电。2.1.2.2按机械运动形式分为六种：⑴流动带电。低电导率的轻质油品在管道中流动，油品与管道壁发生磨擦运动，使油品带有静电荷。⑵喷射带电。油品从管口或喷嘴高速喷出时，粒子和喷嘴之间存在迅速接触和分离过程，接触时界面处形成双电层，分离时粒子把双电层中的一层电荷带走，另一层电荷留在喷嘴上，结果使微粒和喷嘴上分别带上正电荷和负电荷。⑶油品冲击、飞溅带电。轻质油品从顶部孔口注入储罐、油罐车内，油粒下落后对罐壁发生冲击，引起飞溅、气泡和雾滴而带电。⑷液体的沉降带电。由于油品含有固体颗粒和水分等杂质，这些颗粒或水滴向下沉降使油品带电。⑸人体带电。人体活动时，衣服与衣服、人体与衣服、鞋底与地面的磨擦而使人体带电。⑹感应带电。带电体与绝缘导体互相靠近而使绝缘导体带电。2.2油品的静电放电油品的静电放电以静电积聚为前提，而静电集聚是油品本身存在着电阻和对地电容，所以静电荷积聚是必然的。被积聚的静电只要同时具备：积聚起来的电荷能形成具有足以引起火花放电的静电电压、有合适的放电间隙和电位差就能构成放电。2.2.1从石油库静电放电危害来看，主要分为刷型放电和火花放电两种形式：2.2.1.1刷型放电所谓刷型放电一般是随着“啪”的较强声响与图所示的树枝状发光的放电，在带电很多的物体(一般为非导体)与其离数厘米以上的较平滑形状的接地导体之间易产生这种放电。在石油库管理过程中易发生刷型放电的场所主要有：⑴油品鹤管装车时，如果金属鹤管不放入底部，当带电油面接触金属鹤管头时，易发生刷型放电；⑵油罐内如果有金属尖端突出物，当油面与其接触时，易发生刷型放电；⑶用蒸汽吹扫油罐等易燃易爆场所时，当蒸汽空间电场强度达到1.2kV/cm时，易发生刷型放电；⑷接地的钢带检尺尺与带电油面接触时，易发生刷型放电。2.2.1.2火花放电所谓火花是指在带电物体与接地导体的形状都较平滑时，伴随着强烈的声响和图示的一条发光而在大气中突然产生的放电。在石油库管理过程中易发生刷型放电的场所主要有：⑴油品鹤管装车时，如果车体不接地，带电的车体与接地的金属体会发生火花放电；⑵带电的人体与接地导体接触时，会发生火花放电；⑶油罐内的孤立导体带电后与罐壁接触时，会发生火花电；⑷用蒸汽清洗油槽车时，蒸气胶管前端的金属管若没有接地，金属管带电后与接地的槽车接触时，会发生火花放电，故不允许使用金属管；⑸油罐采样时，如果采样绳为绝缘绳，当采样器带电后就会与油罐采样口处的接地体发生火花放电；⑹用金属桶接油时，如果金属桶不接地，当金属桶带电后就会与接地体发生火花放电。2.2.2对比以上两种放电方式，刷形放电作为引火源和静电电击的几率较高，而火花放电电压很高,引发静电危害的几率高,是油库静电火灾事故的主要着火源，也是石油库静电预防的重中之重。第三章石油库静电的危害性3.1静电的危害对于石油库主要有以下三个方面：3.1.1造成火灾和爆炸危害。作为静电最为严重的危害，火花放电可直接导致火灾和爆炸事故，研究表明：原油、汽油、石脑油、航煤、柴油等油品油蒸气只需要0.2～0.26mJ的能量（相当于一枚大头针从1米高处落在水泥地上产生的能量）就能引起油蒸气爆燃。因此，只要具备形成静电危害的三条件：⑴产生并积累静电荷、发生静电放电；⑵放电场所有可燃混合气体并达到爆炸极限；⑶静电放电能量大于、等于可燃混合气的最小点火能量，即可发生爆燃现象。以下是石油库常见的不同的油品的不同爆炸着火浓度和不同爆炸着火温度范围(见表1)。根据油库火灾爆炸事故统计，约有10%的事故都是由于静电引发的。尤其是油库等危险场所的工作人员在活动时，所穿服装、鞋帽以及维修工具等物体互相或与其他物体发生摩擦时产生静电电荷，人的身体接触金属管道及设备时就会释放电火花，造成严重的静电火灾或爆炸事故。3.1.2造成电击事故。油品一般都属于静电非导体，当油品与金属摩擦时，产生的静电荷往往不易泄漏，容易积聚静电。人体接近这些带电体时，就会受到意外的电击。同样，当带有较多静电荷人体接近接地体时，也会发生电击现象。电击程度与所储存的静电能量有关，能量愈大，电击愈严重。静电电击不是电流持续通过人体的电击，而是由静电放电造成的瞬间冲击性电击。这种瞬间冲击性电击不至于直接使人死亡，人大多数只是产生痛感和震颤。但是人体可能因电击引起坠落、摔倒等2次事故。屡遭电击还可能使人精神紧张、产生恐惧心理，从而影响工作或降低工作效率。3.1.3妨碍生产。静电还可能引起电子元件误动作，使电子计算机类设备工作失常。比如较强静电场会直接干扰控制站的处理器卡和其他卡件的正常运行，造成控制系统紊乱而停机。3.2石油库静电事故发生的主要原因：总结以往发生的各类静电导致的油库事故，结合油库日常安全管理，石油库静电事故发生的主要原因具体有如下情况：⑴接、卸油速度过快，⑵油中含水作业，⑶油罐采样、检尺、测温作业，⑷顶部喷溅式注油，⑸过滤器材质（滤芯）起电过高，⑹使用塑料桶装油，⑺油罐不接地，⑻使用绝缘管装油，⑼油罐内有孤立导体、金属突出物，⑽人体静电放电等；通过以上石油库静电事故发生的情况不难判定出，静电的积聚和危害主要发生在：⑴油品汽车栈台，⑵油罐等容器清洗，⑶有限空间作业，⑷采样、检尺、测温、检水等作业，⑸油品过滤器，⑹汽车装油与卸油⑺船舶装油，⑻塑料桶装油，⑼易喷油点，如装置区内的各种导淋阀管处等，⑽油品罐装，⑾油品搅拌。因此，为了尽可能的将油库静电所带来的危害降到最低，我们有必要了解和掌握石油库静电产生的原因，并根据油库油品的静电成因，制定相应防范对策，有效预防油库因静电而产生的严重安全事故。第四章石油库静电事故的预防造成静电事故最严重的情况就是爆炸并引发火灾，这主要是由于静电在产生积聚的过程中，当引起放火静电电压时，与爆炸性气体混合后而引起的爆炸事故。因此，我们需要通过对以上条件进行预防，来防范油库及油品生产运行中的一切静电引起的爆炸起火事故，具体如下：4.1防静电灾害原则：⑴抑制起电条件，如限制流速、避免油水混合作业等；⑵确保或增加静电泄放能力，如系统接地、增湿、加抗静电剂等；⑶避免高能放电条件，如绝缘导体、金属突出物等；⑷在危险作业区或操作上难以确保上述要求的危险场所，可增设部分防静电措施，包括：石油静电消除器、石油静电监测器、抗静电型鹤管头。4.2防止油品静电危害的措施：⑴接地：由于油品储运过程管线、过滤器、油罐等都会产生静电，因此，管线、过滤器、油罐等必须接地；⑵注油管口延伸到底部，预防喷溅产生静电预防油面对注油口的放电；⑶装油鹤管应采用防静电专用胶管，并伸至油罐底部；⑷控制流速：①油品中含水量在1%至5%范围时，进罐流速不得超过1m/s；②油罐在注入口未浸没前，初始流速不应大于1m/s，当注入口浸没200mm后，可逐步提高流速，但最大流速不应超过7m/s；③汽车槽车：鹤管埋没前流速≤1m/s，鹤管埋没后流速：VＤ＜0.5(汽车)；⑸使用防静电添加剂；⑹静置时间：①汽车罐车不得少于2分钟；②50m3及以下油罐不得少于3分钟；③50-5000m3油罐不得少于10分钟；④5000m3以上油罐不得少于30分钟；⑤微孔(30μm以下)过滤器距出油口的距离，应留有30s的静电消散时间(一般管线长度应在100m以上)；⑺采用液体静电消除器；⑻油罐中不能有孤立导体存在及尖端突出物；⑼人体静电消除器；⑽采样、测温绳必须是防静电绳，且接地良好。4.3具体区域对应的防范措施：4.3.1油罐区：①油罐的接地点分布均匀；②油罐的接地电阻值小于10欧姆；③油罐内壁使用的防静电防腐涂料；④轻质油品的进油出油管口的位置在底部；⑤进入油罐的油品流速；⑥油罐内不得有未接地的浮动物；⑦浮顶油罐浮顶有两条大于25mm2接地连线情况；⑧油罐区内操作人员的防静电着装；⑨油罐接地断接卡；⑩罐上与罐下应有人体静电泄放器。4.3.2汽车栈台：①汽车栈台接地电阻值小于10欧姆；②装油栈台鹤管、法兰的跨接、鹤管的接地必须良好规范，栈台悬梯口处应安装本安型人体静电消除器；③若鹤管材质是非导体，必须是防静电管，管前端金属头必须接地良好；④槽车必须接地；⑤槽车接地线的接地线夹与接地线的接触电阻符合要求；⑥栈台装油管线的接地电阻符合要求；⑦接地线夹与汽车的连接位置要符合规范；⑧汽车装油时车体的泄漏电阻符合要求，操作人员防静电着装；⑨顶部装油时鹤管深入槽车底部，距底部200mm；⑩装油速度:VD≤0.5，装油完毕后的静置时间2min。4.3.3油品码头：①各种管线的接地电阻值与跨接电阻值；②法兰的接触电阻值；③接地线和栈桥的接地接地电阻值；④装油速度；⑤装油完毕后的静置时间；⑥码头各种设备的接地电阻值；⑦操作人员防静电着装；⑧输油臂上的绝缘法兰的电阻值；⑨用橡胶软管的，应检测橡胶软管的电阻值；⑩码头上使用的各种非导电橡胶管段的防静电电阻值。4.3.4取样、计量和测温：①取样或测温设备的金属部件必须与罐连接；②不准使用绝缘和非绝缘材质的检尺、测温、采样工具进行作业。③油罐采样、计量和测温前静置时间按下列要求进行：油罐装油完毕10min再进行采样、计量和测温等作业；容积大于5000m3时，应静置30min后作业；④进行油品采样、计量、测温时，不得猛拉快提，上提速度不得大于0.5m/s，下落速度不得大于1m/s；⑤导电绳的阻值不应大于108Ω；⑥测温器与取样器的绳应采用防静电绳或由金属编织的绳,禁止用合成材料的尼龙绳和聚乙烯绳。目前，石油库主要是通过以上工艺控制和对设备设施有效接地来加速静电泄漏。工艺控制法就是在工艺流程、设备结构、材料选择和操作管理等方面采取措施，以达到限制静电的产生或控制静电的积累，从而达不到危险的程度。第五章结语综上，石油库作为易燃易爆的重点场所，由于静电的存在直接威胁到其安全运行，工作中，为了尽可能的避免或杜绝油库静电事故，我们必须认清静电的危害性,并对其按照预防控制措施严格落实，杜绝侥幸心理,要规范现场工艺、设施，杜绝违章，并在严、细、实上下功夫，只有这样才能大大减少事故的发生，才能保证油库各项作业的安全运行，从而实现企业安全、平稳发展。参考文献[1]李成东.加油站的静电危害及预防[J].石油库与加油站，2006（01）[2]唐洪舰.浅谈石油库静电的危害与预防[J].安全、健康和环境，2008（01）[3]石油库设计规范GB50074-2002

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致谢本论文是在李锐老师的悉心指导下完成的。李锐老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。……中国石油大学（华东）现代远程教育指导教师：职称：工作单位：对函授（网络）级层次专业学员所完成毕业设计（论文）的评语指导教师签名：年月日注：此页由高校组织指导教师填写，请学生交稿时务必保留附录：目录TOC\o"1-1"\h\z\u第一章总论 2第二章项目建设的必要性与市场前景 3第三章项目建设单位的基本情况 5第四章项目建设地点的选择与条件