石油静电火灾事故的原因及预防措施

0 引言

石油化工企业在生产储存过程中，油品处于流动和摩擦中，极易产生静电，引起火灾爆炸事故。例如：2019年1月11日8时21分，江苏某加油站，员工在清理2#罐内残余柴油时，罐内突然发生闪爆。经调查，该起事故原因是员工作业时未穿防静电服装，产生静电导致爆炸。该事故深层次的原因主要是缺乏对静电知识的了解，以致操作和管理不够科学。

1 静电的产生

1.1 输油管道内静电的产生

油品在管道内流动时与管壁摩擦，可以产生静电荷。油品因此带电，其静电量与流速有密切关系。因油品的电导率较小，绝缘性能好，所以它能够长时间保持静电且不消散。产生的静电荷将随着油品的流动进入油罐或铁路、公路油罐车内。管道内油品流速及其管径对油品静电起电的影响，如表1和表2所示。

表1 油品流速对静电的影响地点 油品名称 鹤管管径/mm 流速/(m/s) 静电电位/V抚顺车用汽油 100 7.4 500 2.9 250 2 号喷气燃料 80 12.6 5.24 9600镇海 柴油 100 14.1 - 8.7 -1700

表2 输油管径对静电的影响地点 油品名称 管径/mm 静电电位/V北京2 号喷气燃料200 南京 150 抚顺 80 9600

1.2 油罐中的静电

成品油在输转过程中，通过泵与管道送往各种油罐。油品在管道内输转，会产生静电。带电荷的油品被装入油罐，会因为电荷不能快速泄掉而积聚，使油品表面具有一个比较高的电位。因此，油罐内大部分静电荷产生于输送系统，其余部分是在灌装时产生的。油罐在装油过程中，油品电位的最大值有时发生在停止装油之后。从装油结束的时刻到最大电位值出现的时刻，称为延迟时间，其值通常为30s左右。装油结束80s之后静电位才开始明显下降。

1.3 公路油罐车的静电

国内公路轻油罐车均为上部装御，此种方法极容易产生电荷。公路油罐车装油系统分为自流和泵送两种方式。采取自流装油系统的方式进入过湖器的初始电荷量较小。但采取泵送装油系统方式，静电荷就会从泵入口处开始大量的产生，流经过滤器处达到一个高峰，最后全部进入罐车内。上部装御油，容易喷溅产生静电荷，还会产生油雾，使油气混合物达到爆炸浓度范围。汽车油罐车一般采用 DN80的小鹤管装油，4m3油罐车装车时间约8min。装车时应把鹤管伸入罐底，防止喷溅式装油，从而减少产生新的静电。

1.4 过滤器起电规律

过滤器是石油工业中常见的工艺设备。油品流经过滤器产生的静电荷比油品流经输油管道时产生的静电荷还要多。有专家曾对管道上安装过滤器对油品静电起电的影响作过专门研究，如表3所示。

表3 过滤器对静电的影响油品名称 流速/(m/s) 过滤器 油面最高电位/V车用汽油 4.67 无 2400 5.20有 9300 2号喷气燃料 4.46 无 8500 4.33有

2 石油静电火灾事故发生的基本条件

以汽油为例，因为汽油蒸汽的最小点火能量为0.1～0.2mJ,所以静电极易引起燃烧爆炸。静电引起火灾事故，必须具备以下5 个基本条件：(1)符合产生静电的条件；(2)产生并积聚电荷，能达到火花放电电压；(3)能引起火花放电，并有足够的放电间隙；(4)要有足够引发火灾或爆炸的点火能量；(5)在间隙和周围环境中，具有足够浓度的爆炸混合物。

在同时满足以上5个条件时，才能引起火灾爆炸事故的发生。

3 防静电火灾事故的预防措施

防静电火灾事故的措施较多，如：减少静电的产生；采取接地等有效措施导走或中和静电荷使其不能积聚；防止爆炸性气体混合物的形成等。因此对防止石油静电火灾事故，不是完全消除静电荷，而是控制各项指标值不致引起火灾事故。

3.1 控制流速

实验表明，油品在输油管道中流动所产生的电流与油品流速的2次方成正比。由此可见，流速加快会增加静电的产生，而控制油品流速是减少静电产生的有效办法，如表4所示。

表4 油品流速限制一览表作业方式 流速限制/(m/s) 工况条件油罐作业 ≤1 (1)油罐进出油管口浸没深度小于20cm；(2)油品含水量1%～5%范围≤7 浸没深度大于20cm铁路油罐车装油作业3.2～5.7 底部装油，鹤管直径在DN100～ND200间4.0～7.0 顶部装油，鹤管直径在DN100～ND200间汽车油罐车装油作业2.7～5.1 底部装油，鹤管直径在DN80～ND150间3.3～6.2 顶部装油，鹤管直径在DN80～ND150间油轮装卸作业≤1 装油初速，浸没入口管后可逐渐提高≤9 DN100管，浸没入口管后≤7 DN50管，浸没入口管后加油枪灌装 ≤4.5

文章来源：《江汉石油职工大学学报》 网址: http://www.jhsyzgdxxb.cn/qikandaodu/2021/0205/525.html