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輸油站場靜電危害分析及防范措施

文檔作者：周海梅周海燕文檔來源：中國石油化工股份有限公司管道儲運分公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月27日
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201 2 年第28 卷第3 期
????石油化工安全環(huán)保技術(shù)
P E TR O C H E M IC AL SAF E TY AND E N VIR O N M E N TAL PR O TE C TIO N TE C H N O LO G Y
43
收稿日期: 2012 -01 -17??
作者簡介: 周海梅，女，1991 年畢業(yè)于河北廊坊管
道職工學(xué)院油氣儲運專業(yè)，主要從事輸油生產(chǎn)安全
??管理工作，注冊安全工程師??E -mail hm9447@ s in
a. com，電話025-86336375
輸油站場靜電危害分析及防范措施
周海梅，周海燕
( 中國石油化工股份有限公司管道儲運分公司，江蘇南京210046)
摘要: 在原油的儲運過程中，靜電的危害和雷電危害一樣，是不容忽視的問題??從原油
儲運中的靜電現(xiàn)象入手，從原油流動狀態(tài)??電導(dǎo)率??含水率等幾個不同的角度闡述輸油站場
靜電產(chǎn)生的原因及其危害，通過采取控制原油流速以及防止油與水??空氣混合??輸油設(shè)備??
設(shè)施接地或跨接等措施，降低靜電的危害，確保輸油站場安全生產(chǎn)??
關(guān)鍵詞: 輸油站場靜電危害分析
原油儲運，是一個需要反復(fù)加溫??加壓和輸
入??輸出的運輸過程，每一環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生大量的
靜電??一旦產(chǎn)生靜電火花，可能瞬間引發(fā)著火爆
炸??了解原油運輸過程靜電產(chǎn)生的內(nèi)因，正確處
置，防患于未然，對安全生產(chǎn)十分重要??
1 原油儲運中的靜電現(xiàn)象
原油在管線內(nèi)的流動形成了液體與金屬管壁
接觸??分離的條件??當(dāng)原油在通過管線?? 過濾
器??泵等設(shè)備時，接觸??分離現(xiàn)象連續(xù)發(fā)生，使
被輸送的原油帶靜電??
( 1) 原油在輸送過程中，因磨擦?xí)a(chǎn)生大量
靜電??靜電電荷隨流速增加而增大，同時管道內(nèi)
壁粗糙度大，管路中閥件多，彎頭多都會產(chǎn)生更
多的靜電荷，使得管道內(nèi)靜電電流增加值遠遠超
過泵內(nèi)靜電電流增加值??
( 2) 原油流經(jīng)過濾器時會產(chǎn)生靜電，原油經(jīng)
過泵式系統(tǒng)產(chǎn)生大量電荷，在過濾器處達到高
峰??原油經(jīng)過自流系統(tǒng)到過濾器也會產(chǎn)生一定量
的電荷??
( 3) 原油灌裝過程中更易產(chǎn)生靜電??噴濺罐
裝時，會因油料從鶴管內(nèi)高速噴出而導(dǎo)致液體迅
速分離，從而產(chǎn)生較多的靜電電荷; 同時，油品
沖擊到罐壁，也會造成噴濺飛沫而產(chǎn)生靜電??此
時裝油流速過快，，會產(chǎn)生很高靜電，容易放電??
而低位液下裝車則產(chǎn)生較小靜電??裝油鶴管管徑
大，流量大也會造成油面電位高，應(yīng)引起注意??
( 4) 油罐收油時會產(chǎn)生靜電??當(dāng)罐底的水??
雜質(zhì)??原油被攪動，相互磨擦?xí)e聚靜電，在一
定條件下，會產(chǎn)生火花放電??另外，原油在經(jīng)過
噴嘴或劇烈的攪拌，油水和雜質(zhì)擴散，水滴和雜
質(zhì)的沉降會使油面電位升高，形成高位靜電??
2 原油所帶靜電與其所含的水分??電導(dǎo)率??流
動的狀態(tài)??儲罐的進油方式等有密切關(guān)系
2.1 電導(dǎo)率對原油的帶電影響
( 1 ) 原油的電導(dǎo)率過高或過低都不會帶上較
多的靜電荷??電導(dǎo)率在10 - 12??10 -1 1 s /m 范圍內(nèi)
原油產(chǎn)生的靜電是危險的??
( 2) 原油由于含有可電離雜質(zhì)較多，起電性
能較好，能產(chǎn)生較多的靜電荷??但其電導(dǎo)率在
10 -9 s /m 以上，電導(dǎo)率較高，產(chǎn)生的靜電荷極易
泄漏，不會帶上較多的電荷，靜電危險性小些??
2.2 水分和液體流動狀態(tài)對原油帶電的影響
( 1 ) 原油中摻入水分，尤其是高電阻率的原
油，不論在輸送的管線中，還是在儲罐里都會增
加帶靜電荷的危險性??
( 2) 原油在層流時，速度分布呈拋物線形，
而在湍流時，管線中間速度分布是均勻的，近管
:
:
44 ??
??石油化工安全環(huán)保技術(shù) 2012年第28卷第3期
壁處有較大的梯度??這種流動狀態(tài)改變，一方面
是由于本身熱流運動和碰撞可能產(chǎn)生新的空間電
荷，另一方面是因為速度梯度的變化，使擴散導(dǎo)
電荷趨向管線中心，導(dǎo)致整個管線的電荷密度比
層流時高，從而使液體帶有較多電量??在輸油站
場的管線上，由于管壁障礙??轉(zhuǎn)彎??變徑或水擊
等情況的存在，都會使原油處于湍流狀態(tài)??
2.3 油罐內(nèi)靜電荷的產(chǎn)生
( 1) 原油在管線輸送過程中會產(chǎn)生靜電，其
充滿管線時由于沒有足夠的空氣，爆炸著火不會
發(fā)生??在將帶有電荷的原油裝入儲罐時，因為靜
電荷無法及時泄掉而積聚起來，油面會有一個較
高的電位??此時若油面上部空間有空氣，因油品
的揮發(fā)變成混合氣體，就有爆炸著火的危險了??
可以認為靜電荷主要來源于管線輸送系統(tǒng)，而靜
電荷積聚和引起火災(zāi)的危險則主要發(fā)生在形成爆
炸性混合氣體的儲罐中??
( 2) 油罐內(nèi)靜電荷大部分源于罐前的輸送系
統(tǒng)，其余部分則在進罐時形成??
( 3) 進油方式包括兩種，一是從底部潛流進
油; 二是從頂部噴濺進油??一般來說，油料從頂
部噴濺罐裝比從底部潛流進油產(chǎn)生的靜電高一
倍，故從底部進油的方式較好??若采用頂部進油
的罐裝方式，則應(yīng)把鶴管插入罐的底部??
( 4) 從頂部裝油除因噴濺產(chǎn)生靜電電荷會使
油面局部電荷較為集中外，因噴濺產(chǎn)生的油霧，
也易使油氣??空氣混合物達到爆炸濃度范圍，從
而易引發(fā)火花放電??
( 5) 底部進油也可能產(chǎn)生新的電荷，當(dāng)罐底
有沉積水時，底部進油方式會攪起沉積水，從而
產(chǎn)生很高的靜電電位??
3 輸油站場靜電危害的控制措施
防止靜電危害的基本措施主要有兩條??一是
防止并控制靜電產(chǎn)生??對原油儲運企業(yè)應(yīng)從控制
油品流速，防止不同閃點油品混合??避免雜質(zhì)及
防止油品混入水分等方面來考慮??二是靜電產(chǎn)生
后予以中和或?qū)ё撸拗破浞e聚??在油品儲運系
統(tǒng)主要采取靜電接地和靜電跨接的措施??
3.1 控制靜電的產(chǎn)生
3.1.1 控制流速
控制原油流速是減少靜電荷產(chǎn)生的一個有效
措施??原油的流速與管徑應(yīng)滿足以下關(guān)系:
??2 ??d 0.64
式中:
??
為平均流速，m/s ; d 為管道直徑，m??
以此公式計算不同管徑的允許最大流速??由
于靜電的危害受諸多因素的影響，此公式不是絕
對的??若有長期運行實踐經(jīng)驗，也可以提高流
速??但是要注意防止因高速形成噴霧的狀態(tài)??對
于儲油罐應(yīng)盡力避免頂部進油??
3.1.2 控制油面空間的混合氣體
由于油品的揮發(fā)性，不可避免的會產(chǎn)生油蒸
氣??空氣的可燃性混合氣體空間??當(dāng)可燃性混合
氣體濃度低于著火下限或高于著火上限時，均不
會造成混合氣的燃燒爆炸??因此，應(yīng)加強通風(fēng)或
采用通風(fēng)裝置及時排出可燃性混合氣體，使其濃
度不處于著火爆炸范圍內(nèi)，以防止靜電火災(zāi)爆炸
事故??對于儲油罐，可采用充惰性氣體的方法來
防止可燃性混合氣的形成??浮頂罐??內(nèi)浮頂罐可
以消除儲油罐浮盤以下的油氣空間，但浮盤上部
一??二次密封之間的可燃氣體火花放電也應(yīng)引起
重視??
3.1.3 避免水??空氣與原油相混
當(dāng)油中含水或不同閃點的原油相混并通入壓
縮空氣時，靜電發(fā)生的可能性增大??實驗證明，
??油中含水 5% 時，會使起電效應(yīng)增大 10 50 倍??
另外，原油通風(fēng)調(diào)合是十分危險的，必須采取相
應(yīng)的安全措施??
當(dāng)油和水混合時，會產(chǎn)生較高的靜電電位，
應(yīng)盡量避免用蒸汽清洗油罐，防止靜電危害事故
的發(fā)生??
3.2 導(dǎo)走產(chǎn)生的靜電
3.2.1 輸油生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施靜電接地和靜電跨接
( 1 ) 靜電接地與跨接是消除靜電危害最有效
的措施??
( 2) 靜電接地是指設(shè)備容器及管線通過金屬
導(dǎo)線和接地體與大地聯(lián)通而形成等電位，并有最
小電阻值??
( 3) 跨接是指將金屬設(shè)備以及各管線之間用
金屬導(dǎo)線相連接，形成等電位體??
( 4) 靜電接地與跨接的目的一是把產(chǎn)生的靜
電導(dǎo)走，避免因靜電積聚而引發(fā)放電著火; 二是
人為地使設(shè)施設(shè)備形成等電體，避免因靜電電位
??2012年第28卷第3??期 周海梅等. 輸油站場靜電危害分析及防范措施 45
差而造成火花放電??
3.2.2 油罐的接地與跨接
對于金屬拱頂油罐，外壁良好接地即可??對于
浮頂罐或內(nèi)浮頂罐，除外壁良好接地外，需將浮頂
與罐體??擋雨板與罐頂??活動浮梯與罐頂進行跨
接??跨接使用截面不小于25 mm2 銅絞線??為保證
接地安全可靠，油罐接地點應(yīng)不少于兩點，并應(yīng)沿
罐周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距不宜大于30 m??
3.2.3 管線的接地與跨接
( 1) 輸油生產(chǎn)設(shè)施的防靜電接地，直徑大于
或等于2. 5 m或容積等于50 m3 時，其接地點應(yīng)
設(shè)2 處以上??上述設(shè)備的金屬浮體必須與罐體相
連，與地絕緣的部件應(yīng)接地??
( 2) 輸送原油的金屬體( 除埋地管線外) 管道
應(yīng)做防靜電接地??接地的部位如下: 管道在轉(zhuǎn)
彎??變徑和分岔處; 管道在進戶處; 直管段每隔
??100 200 m接地一次，埋地管道應(yīng)在進戶處接地
一次; 室內(nèi)金屬管道和附件通過工藝設(shè)備做防靜
電接地，附件可不另做跨接??
( 3) 管線跨接的另一個目的，是當(dāng)有雜散電
流進，給它以一個良好通路，以避免在斷路處發(fā)
生火花而造成事故??此時，正常情況下可以不
用，而檢修時需要事先接好??
( 4) 如僅僅作為防靜電的連接導(dǎo)線，則使用
截面大于1. 25 m2 的銅線即可??對于內(nèi)鎧鋼絲的
橡膠軟管，在管子的始??末端均需將鋼絲引出并
進行接地，以增加電容，降低電位??
( 5) 對于接地設(shè)施及管線的連接部件，每年
需有一次以上的檢查??
3.2.4 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對法蘭跨接要求
在輸油站場的管線上，法蘭隨處可見，因此
法蘭的靜電跨接也是一個不可忽視的問題??由于
法蘭所處的位置不同，是否采取靜電跨接，要視
具體情況而定??可參照以下標(biāo)準(zhǔn)處理??
( 1) ??石油與石油設(shè)施雷電安全規(guī)范??
( G B 1559 9-199 5)
第4. 6. 1 條，輸油管路可用其自身作接閃器，
其法蘭??閥門的連接處應(yīng)設(shè)金屬跨接線??當(dāng)法蘭
用5根以上螺栓連接時，法蘭可不用金屬線跨接，
但必須構(gòu)成電氣通路??
( 2) ??石油庫設(shè)計規(guī)范?? ( G B 50074-2002)
第14. 2. 14 條，在爆炸危險區(qū)域內(nèi)的輸油
( 油氣) 管道，應(yīng)采取下列防雷措施:
a) 輸油( 油氣) 管道的法蘭連接處應(yīng)跨接??當(dāng)
不少于5 根螺栓連接時，在非腐蝕環(huán)境下可不
跨接??
b) 平行敷設(shè)于地上或管溝的金屬管道，其凈
距小于100 mm 時，應(yīng)用金屬線跨接，跨接點的
間距不應(yīng)大于30 m?? 管道交叉點凈距小于
100 mm時，其交叉點應(yīng)用金屬線跨接??
( 3) ??化工企業(yè)靜電接地設(shè)計規(guī)程?? ( H G /
T20675-199 0)
第2. 7. 5條，當(dāng)金屬法蘭采用金屬螺栓或卡
子緊固時，一般情況下可不必另裝靜電連接線??
在腐蝕條件下，應(yīng)保證至少有兩個螺栓或卡子間
的接觸面，在安裝前去銹和除油污，以及在安裝
時加防松螺帽等??
( 4) ??石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范??
( SH 3097-2000)
第4. 3. 3條，當(dāng)金屬法蘭采用金屬螺栓或卡
子緊固時，一般可不必另裝靜電連接線，但應(yīng)保
證至少有兩個螺栓或卡子間具有良好的導(dǎo)電接
觸面??
( 5) ??化工企業(yè)靜電安全檢查規(guī)程?? ( H G /
T23003-92)
a) 第5. 1. 1 條，各生產(chǎn)裝置系統(tǒng)( 或裝置單
??元) 總泄漏電阻都應(yīng)在 1 106??以下，各專設(shè)的
??靜電接地體的接地電阻不應(yīng)大于100 ??
b) 第5. 1. 2 條，金屬設(shè)備與設(shè)備之間，管道
與管道之間，如用金屬法蘭連接時，可不另接跨
接線??但必須有兩個以上螺栓連接??其總泄漏電
阻必須符合5. 1. 1 條??
( 6) ??汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范??
( G B 50156-2006)
第10. 3. 3條，在爆炸危險區(qū)域內(nèi)的油品，液
化石油氣和天然氣管道上的法蘭，膠管兩端等連
接處應(yīng)用金屬線跨接??當(dāng)法蘭的連接螺栓不少于
5根時，在非腐蝕環(huán)境下，可不跨接??
4 人身靜電的預(yù)防
人在活動過程中，由于衣服之間??皮膚與衣
服??鞋與地面等各種介質(zhì)間發(fā)生磨擦，可產(chǎn)生幾
千伏甚至上萬伏的靜電??靜電感應(yīng)??帶電微粒吸
??附也可使人體帶電等??人體靜電通常可達 2
4 kV ，能產(chǎn)生火花放電??將尼龍纖維毛衣從外面
46 ??
??石油化工安全環(huán)保技術(shù) 2012年第28卷第3期
脫下時，人體可帶10 kV 以上的負高壓靜電??因
此，人體靜電是危險的，會給輸油站場的安全造
成較大的威脅??
預(yù)防人體靜電的危害，必須加強對作業(yè)區(qū)的
管理??進入輸油站場危險爆炸區(qū)域的工作人員必
須穿防靜電服或棉布工作服及防靜電鞋??襪; 重
點防火崗位的入口處應(yīng)設(shè)人體消除靜電裝置??
5 結(jié)語
熟悉靜電有關(guān)知識，認清其產(chǎn)生原因和對儲
運生產(chǎn)與經(jīng)營的危害，吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，針對不同
情況采取合理有效的措施，切實做好防止靜電工
作，以消除靜電引發(fā)的火災(zāi)和爆炸因素，才能確
保輸油安全??
參考文獻:
［1］ 中國石油天然氣總公司編. 石油安全工
程: 中級本［M ］. 北京: 石油工業(yè)出版
社，199 1.
［2］ G B 15599-1995. 石油與石油設(shè)施雷電安全
規(guī)范［S］. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版
社，199 5. .
［3］ 趙偉. 金屬管道法蘭是否需要跨接［J］.
安全. 2011 ( 11 ) .
［4］ 胡廣霞. 油庫火災(zāi)爆炸危險性分析及預(yù)防
措施［J］. 安全. 2011( 8)
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.
( 上接第37頁)
( 3) 做好系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備和管線的防腐工作，
防止和減少發(fā)生腐蝕泄露而引起的壓降升高??
2.3 催化劑失活的預(yù)防
首先，硫回收催化劑的選型是催化劑保持高
活性和提高硫回收率的關(guān)鍵??在機械強度和磨損
率均能滿足使用要求的前提下，應(yīng)選擇大的比表
面積和孔體積的催化劑，盡可能增加足夠數(shù)量活
性中心的面積及減少對反應(yīng)物和產(chǎn)物分子擴散阻
力的影響??另外，由于原料酸氣量及性質(zhì)變化較
大，配風(fēng)難以精確，過程氣組成復(fù)雜等特點，單
一克勞斯活性功能的催化劑已難適應(yīng)工礦頻繁波
動的生產(chǎn)要求，需要的制硫催化劑不但要具有良
好穩(wěn)定性和較多的克勞斯活性??硫回收率和有機
硫水解率，而且還要具備強的脫"漏氧" 保護作
用，即多功能催化劑??在實際生產(chǎn)中，采用催化
劑組合裝填技術(shù)能夠較好地滿足多功能催化劑的
要求??本裝置采用A9 18( LS811 ) 克勞斯氧化鋁催
化劑和A958( LS971 克勞斯高活性"脫漏氧" 保
護雙功能催化劑) 兩種催化劑以2: 1 的比例分層
組合裝填，取得了較好的效果??
其次，在工藝操作上控制好酸性氣中的烴
含量??轉(zhuǎn)化器入口溫度和配風(fēng)量等參數(shù)，對于
預(yù)防催化劑的失活，保持高活性都有著重要的
意義??
2.4 酸性氣的質(zhì)量控制措施
在溶劑再生系統(tǒng)，選用高效選擇性脫硫劑，
使之在完成硫化氫吸收反應(yīng)的基礎(chǔ)上，盡量少進
行二氧化碳的吸收反應(yīng)，以提高選吸性能，降低
二氧化碳吸收率，從而提高酸性氣中硫化氫的濃
度和降低二氧化碳含量??
控制好再生塔頂回流罐的液面，加強酸性氣
緩沖罐的排液，防止液面過高而酸性氣攜帶較多
水分進入制硫爐??
加強生產(chǎn)管理，協(xié)調(diào)上游裝置平穩(wěn)操作，減
少進裝置原料中油??氣攜帶量??
優(yōu)化工藝操作參數(shù)，做好汽提單元酸性水的
脫氣??除油和再生單元閃蒸罐的低壓和低液面操
作，合理調(diào)整汽提側(cè)線抽出量和塔頂溫度的控
制，以降低和控制酸性氣中烴和氨的含量??
3 結(jié)語
只有全面掌握并解決好設(shè)備管線的腐蝕??系
統(tǒng)壓降??催化劑活性及酸性氣性質(zhì)等對硫磺回收
裝置的影響，才能較好的保證硫磺回收裝置的長
周期高效平穩(wěn)運行，最大限度的回收硫化氫氣
體，減少其對環(huán)境的污染??
參考文獻:
［1］ 張曉華. 硫回收裝置安全操作的考慮
［J］. 煉油技術(shù)與工程，2005，34( 8 ) ，
59-62.
［2］ 梁曉樂，張連棠，張海燕. 硫磺回收裝置
腐蝕與防護［J］. 石油化工腐蝕與防護，

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