石油产品在储运过程中并非一直处于静止状态,油品在与其他物质摩擦时会产生静电,摩擦的程度越大,产生静电的电压也就越大。而且我国疆域辽阔,油品的储运时间和路程较长,也加大了事故发生的风险。因此石油企业必须加强对储运系统中的静电问题的重视,积极采取解决措施,保障石油产品的安全储运。
一、静电问题分析
静电是一种常见的物理现象,是空气中处于静止状态的电荷经过碰撞和摩擦,产生可视电流的现象。不同的两种物质经过紧密接触后再迅速地分离,物体表面就会随之产生电荷。由于石油产品在储存过程中一直产生碰撞、过滤等接触分离现象[1],因此石油会与空气产生摩擦,石油带上电荷。石油在输送管道中流动时,它所携带的电荷与容器内壁的电荷是符号相反大小相等的束缚电荷,它无法通过管道导走,只能进行中和或者随液体进行流动。这种电流叫做管电流,如果不进行及时导走,就会发生积聚现象,导致静电火花产生,造成火灾、爆炸事故。石油本身是一种易燃易爆性物质,摩擦产生的静电可能会引发电火花的出现,从而导致石油着火甚至发生爆炸,因此必须对石油储运过程中产生的静电问题提高重视,避免工作人员的生命财产损失。
二、石油储运过程中产生静电的环节
(一)运输中转环节。石油必须使用管道运输,而在运输过程中会不可避免地与管道发生摩擦,然后产生静电。当石油的运输速度较快时,摩擦力度变大,产生静电的电压也变大,此时安全事故发生的机率极高,很容易发生由静电导致的火灾和爆炸。因此企业必须对运输中转环节进行合理地规划,保证石油运输速率稳定。
(二)石油灌装环节。石油产品的灌装环节是与桶壁摩擦最剧烈的环节,在石油储运整体过程中产生的静电量最多。石油通过输油的设备在向油轮或者油罐车装运时会形成油柱,与空气发生摩擦。输送进容器后,石油又会进行旋涡状的运动,在此过程中也会产生大量的静电,主要聚集在喷流出的油柱四周[2]。在装油过程中,输油设备和装油容器的距离越远,石油坠落时的加速度越大,和容器的摩擦越剧烈,产生的静电电压也就越高,加大油品运输过程中事故发生的机率。
(三)容器内部的接收环节。石油产品储运工作离不开罐装容器,容器内部必须一直处于干燥状态,才能保证油品接收过程的安全。一旦在罐装容器中出现水分,它与石油发生摩擦,就会产生静电。同时,要注意罐装容器的使用环境,避免接触潮湿的设备或者材料,时刻保证储油容器的干燥。在容器接收油品时,要严格按照安全规范进行操作,使用统一规格的高质量容器,避免发生静电问题。
三、静电问题的危害
(一)人体带电导致的静电问题。在石油运载过程中,工作人员穿戴的工作服或者随身携带的工具在经过摩擦或者碰撞后容易产生静电。而且人类的皮肤与骨骼都是具有导电性能的,因此在工作人员与金属器件进行接触或者从事油品装载工作时,他身体上携带的电荷进行碰撞和转移从而导致电火花的产生,易使油品发生燃烧和爆炸事故。
(二)接地绝缘容器导致的静电问题。在灌装油品时,接地绝缘容器内部极易产生爆炸。因为容器接地,容器外壁的电荷会导入地壳,而内壁的油品带电,所以油品与容器壁产生了电位差,当电位差的数值达到某种程度时,容器内部的可燃气体会被击穿然后产生火花,然后引起爆炸[3]。
(三)粉尘颗粒物导致的静电问题。罐装容器在完成油品输送后,要及时进行清洗。但容器内壁仍然有残留的油渣,冲洗所使用的高压水枪中含有粉尘颗粒,在冲洗的过程中粉尘颗粒会与油渣产生摩擦,从而产生静电,引发爆炸。
四、静电问题解决措施
油品的易燃易爆性难以更改,因此只能从油品的储运过程着手,采取相应措施,尽可能地控制、防止静电问题的产生,降低安全事故发生的风险。
(一)防止静电工作的主要思路就是疏和堵。首先要采取先进的科学技术,尽量避免静电的产生,可以改进油品运输工艺,控制石油产品的流速。要控制石油在进罐、灌装和运输加油时的流动速度,将石油从顶部进行喷溅式灌装要比从底部流入产生的静电电压高[4]。如果在不得不采取顶部喷溅式灌装的情况下,可以把油管插入罐车的底部,或者尽量接近罐底,这样才能减少油品在冲击时与空气的摩擦,这样既可以减少油品喷溅,又能降低石油的损耗和挥发,还能避免石油经过电容较小的罐车中间位置,不会产生较大的油面电位,能够有效地防止火花放电。
(二)可以灵活地改进接地设备,化解静电问题。接地是将电流导出的最方便、最常见的形式,能够大幅度降低静电产生的危害。在实际操作过程中,让石油的运输导管通过事先设置好的金属导线以及接地体与大地进行连通,形成相等的电位。在运输过程中所有用来进行储存、运输石油的油管、专业导线、装卸的设备,都要做好接地准备,保证在产生大量高压静电时也能及时进行控制[5]。同时要安排专业人员对接地设备进行定期地检测和维护,确保其处于正常地工作状态,能够帮助化解静电问题。
(三)工作人员规范、科学地操作方法,也是静电问题的解决措施之一。除了要进行设备层面的改进,也要提高工作人员的专业素质。无论是在石油的装载还是运输过程中,都要对工作人员的操作方法进行严格地要求。在开始工作之前,必须要穿戴相应的静电工作服,使用专业工作器具,必须使用静电消除器对防护服和工具进行静电消除。在开始工作之后,要禁止工作人员在与石油产品有直接接触的工作地点擅自穿脱衣物。加强对静电危害的宣传教育,提高工作人员的重视程度,避免因人员身体带电而造成的事故发生。
(四)设立静电监测机制。通过输油管向油罐灌装石油时,罐顶和油面间存在着可燃性的油气空间,在油面的电位达到一定标准时,罐内可能产生刷形或火花放电[6]。目前在石油储运过程中常用的控制静电产生措施主要包括使用抗静电剂、使用导静电材料等,如果可以设立静电监测机构,根据检测的数值进行防范,就可以在数值持续攀升的时候立刻停止装卸或者采取其他安全措施来有效避免因静电导致的石油燃爆事故发生,保护工作人员的生命财产安全。
四、结束语
综上所述,虽然石油在社会发展过程中具有重要的作用,但在储运过程中仍具有较高的不安全性。因此石油企业必须加强对石油储运系统中静电问题的重视,通过对静电产生的原因进行仔细分析,提出相应地解决措施,从而防止静电产生,提高石油储运的安全性和稳定性,增加石油企业的经济效益,促进石油行业的快速发展。
参考文献
[1]孙今朝,梁鹏飞.油品储运输中静电的产生及防止措施.[J].中国化工贸易.2018.5.4.
[2]刘娟,李亮亮,刘宝全.管输油品静电监测设备在油库中的应用.[J].安全、健康和环境.2017.12.11.
[3]康健,钟俊峰,高飞,邱旭.油品储运过程中的静电危害及防控举措探究.[J].环球市场.2019年18期.
[4]杨荣菊.炼油厂油品储运系统防静电危害探讨.[J].化工设计通讯.2016.6.7.
[5]李玉祯.油品储运中的防静电措施.[J].石化技术.2016.11.18.
[6]张立宁,杨萍,郑杰.刍议炼油厂储运系统油品损耗原因及解决措施.[J].中国新技术新产品.2016.6.22