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油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備接地的改進(jìn)液體靜電安全網(wǎng)

文檔作者：張志國(guó) 文檔來(lái)源：沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年09月27日
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油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備接地的改進(jìn)
— — 液體靜電安全網(wǎng)
張 壹 國(guó)：一 ， — — — — 一
沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院 丁E
一
， 前言
眾所周知， 各種油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備， 如油罐、油車(chē)、油輪、油箱等，在油品注入． 流出、
載運(yùn)， 輸送及設(shè)備清洗等生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中， 往往由于摩擦，噴濺 沖擊、沉降等原因在洫
品中產(chǎn)生靜電。這些靜電積聚到一定程度，就會(huì)發(fā)生靜電放電產(chǎn)生火花。如果這種火花能
量足夠大且油面上空的氣體混合物濃度又在爆炸極限范圍之內(nèi)，那么就會(huì)發(fā)生靜電火災(zāi)爆
炸事故．，這種事故是石油， 化工， 航空、海運(yùn)等系統(tǒng)中的多發(fā)事故，國(guó)內(nèi)外都有不少案
例．一旦事故發(fā)生，往往造成重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因而如何消除這種液體靜電火災(zāi)
爆炸事故幾十年來(lái)一直是靜電科學(xué)和安全工程的重要課題和緊迫任務(wù)。
經(jīng)過(guò)前人的努力， 已經(jīng)實(shí)施或提出的防液體靜電火災(zāi)爆炸事故的措施已有十多種
(1)一(6)。雖然這些措施對(duì)消除這種事故都程度不同的起到了積極作用，但無(wú)論理論
上或?qū)嵺`上， 還無(wú)法說(shuō)哪種措施達(dá)到理想可靠的程度。其中接地措施是目前世界各國(guó)普遍
采用的，在我國(guó)石油化工總公司頒布的“石油化工企業(yè)易燃、可燃液體靜電安全規(guī)定*還
規(guī)定“按地是防靜電措施中最基本的措施” 。
但是筆者認(rèn)為， 從理論上講，接地是不可靠的， 接地后設(shè)備中仍有發(fā)生靜電放電引起
火災(zāi)爆炸事故的危險(xiǎn)； 從實(shí)際上講， 接地的設(shè)備發(fā)生靜電火災(zāi)爆炸事故也不乏案例。所以
本文的目的在于分析接地的危險(xiǎn)性，提出接地的改進(jìn)措施一～ 液體靜電安全網(wǎng)，介紹液體
靜電安全網(wǎng)的理論效果和實(shí)驗(yàn)效果。希望這種靜電安全網(wǎng)能在生產(chǎn)實(shí)際中推廣應(yīng)用，為漳
除油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備中靜電火災(zāi)爆炸事故作出貢獻(xiàn)。
二， 設(shè)備接地后的危險(xiǎn)分析
在筆者以前的論文中(7)，曾對(duì)油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備中的靜電放電作過(guò)分析， 并將液體靜電放
電分為五種類(lèi)型，提出不論哪種類(lèi)型放電，均和液面靜電有關(guān)，液面靜電是液體靜電火災(zāi)爆
炸事故的主要危險(xiǎn)因素，消除液面靜電應(yīng)是消除液體靜電火災(zāi)爆炸事故的一個(gè)重要著眼點(diǎn)
那么， 接地能否消除液面靜電呢?不能。因?yàn)橛推?易燃、可燃液體)的電阻率P都
很高， 一般都在l0 歐姆厘米以上， 因而時(shí)問(wèn)常數(shù)f：ps都很大。即電荷泄禍速度都很慢。
所以在一定時(shí)間， 油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備接地只能導(dǎo)走靠近設(shè)備殼體的油品中的靜電， 而遠(yuǎn)離殼體
的油品內(nèi)部和油面上靜電是導(dǎo)不走的。據(jù)實(shí)際測(cè)試， 圓柱型立式油罐當(dāng)殼體接地時(shí)，液面
電位沿徑向分布曲線如圖l所示。由圖可見(jiàn)，在殼體接地時(shí)， 雖然液面上圓周電位為零，
但中心電位仍然很高。對(duì)于同一電荷密度，液面越大(即油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備容積越大)液面中心電
位會(huì)越高。有人在接地的鐵路槽車(chē)的油面上曾測(cè)得2萬(wàn)多伏的電位。所以靜電放電的危臉仍
一38一
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圖1液面電位沿徑向分布曲線 圖2液面電位隨網(wǎng)格大小變化曲線
然存在。也就是說(shuō)，油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備接地后發(fā)生靜電火災(zāi)爆炸事故的危險(xiǎn)仍然存在．
三、接地的改進(jìn)一～ 液體靜電安全網(wǎng)
既然液面靜電是造成液體靜電火災(zāi)爆炸事故的主要危險(xiǎn)因素，那么采用什么裝置能消
除液面靜電呢?可以說(shuō)，采用液體靜電安全網(wǎng)即可。
液體靜電安全網(wǎng)由導(dǎo)電繩織成的網(wǎng)和浮子構(gòu)成，其形狀與液面形狀保持一致。它與油
品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備殼體作電連接，設(shè)備殼體與大地作電連接。這樣，就將液面通過(guò)殼體接地了。
或者說(shuō)是將接地從殼體延伸到液面，這就是接弛的改進(jìn)。
由于液體靜電安全阿能導(dǎo)電且始終浮在表面上，目而無(wú)論設(shè)備大小，形狀如何，也無(wú)
論是何種易燃、可燃液體。也無(wú)論液面高低，也無(wú)論儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的，均能
髓時(shí)將液面上的電荷導(dǎo)入大地。
四、液體靜電安全網(wǎng)消電效果分析與實(shí)驗(yàn)
以前分析各種措施的消電效果基本上都是定性的。而液體靜電安全網(wǎng)的消電效果可以
達(dá)到定量的水平。這是因?yàn)榘惭b了液體靜電安全網(wǎng)的油面電位主要決定于網(wǎng)格尺寸， 我們
可以用調(diào)整網(wǎng)格大小的辦法定量地控制油面電位。我們鍘得的液面電位隨網(wǎng)格大小變化曲
線如圖2所示。由這條曲線可知， 網(wǎng)格越小油面電位越低．不論加網(wǎng)前的油面電位多高，
我們都可以加裝某一網(wǎng)格尺寸的液體靜電安全阿將油面電位降到任意低的水平。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《輕質(zhì)油品裝油安全油面電位值》(GB6951-88)規(guī)定t輕質(zhì)油品安壘油
面電位值為12000V， 當(dāng)油面上最高電位不大于12000V時(shí)就可以保證安全， 即使發(fā)生油面
放電也不會(huì)使爆炸濃度范圍內(nèi)的油氣混臺(tái)物引燃或爆炸。
液體靜電安全周不止可以保證油面電位在12000V以下，就是保證油面電位達(dá)到
6000V、3000V或1000V以下也都可以做到， 只要適當(dāng)縮小網(wǎng)格尺寸就行了。但網(wǎng)格越
?。杀驹礁?。從‘安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理 的原則出發(fā)，一般使油面電位降到6000V或3000V
以下就可以了。這對(duì)液體靜電安全網(wǎng)來(lái)說(shuō)，是很容易做到的。如果我們把安全系數(shù)定義
為安全油面電位值(I2000V )和油面電位之比的話，采用液體靜電安全網(wǎng)可以取得任意
高的安全系數(shù)。因而可以說(shuō)， 液體靜電安全網(wǎng)可以可靠地消除液體靜電火災(zāi)爆炸事故， 保
證油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的安全。
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為了實(shí)際驗(yàn)證液體靜電安全網(wǎng)的消電效
果， 我們模擬煉油廠的儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)安裝了一套
薅天實(shí)驗(yàn)裝置。其簡(jiǎn)圖如圖3示。其中羽試
罐為立式金屬罐，容積為2．5m。。實(shí)驗(yàn)介質(zhì)為
未加添加荊的2 航空煤油。液體靜電安全網(wǎng)
的網(wǎng)格為10xIOCm。。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所
示．
圖8露天實(shí)驗(yàn)安裝簡(jiǎn)圖
實(shí) 驗(yàn) 加網(wǎng)前油面最高電位 加網(wǎng)后油面最高電位
序 號(hào) (V ) (V )
I 14300 400
— —
2 13800 400
3 llO00 ‘O0 ．
4 、 24000 400 一
由表中實(shí)驗(yàn)效據(jù)可見(jiàn)， 液體靜電安全岡的消電效果是穩(wěn)定可靠的， 無(wú)論油面電位在 廈
兩前為多高， 加網(wǎng)后都可降到4OOV。
由于液體靜電安全網(wǎng)可以隨時(shí)導(dǎo)走液面靜電，有效地控制油面電位． 可靠地防止靜電
火災(zāi)爆炸事故發(fā)生，因而還可以考慮在裝卸油品等生產(chǎn)作業(yè)中，提高流速，加大輸油管
●
徑．縮短靜置時(shí)間 從而提高輸油效率，縮短車(chē)船?？繒r(shí)闖， 增加經(jīng)濟(jì)效益。
五、結(jié)語(yǔ)
綜上所述． 本文分析了油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備接地后的危險(xiǎn)性；提出了改進(jìn)接地， 控制油面電
位的措施一～液體靜電安全網(wǎng)；并從理論和實(shí)驗(yàn)二方面分析和介紹了液體靜電安全網(wǎng)的消
電效果 可以說(shuō)液體靜電安全網(wǎng)完全可以將油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備中的油面電位降到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定
妁安金波面電垃值以下，因而可阻可靠地防止油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備中的靜電火災(zāi)爆炸事故發(fā)生-
參考文靛
l， 鮑重光： 現(xiàn)代靜電技術(shù)(1988)；
2，楊有啟； 靜電安全技術(shù)(1933)；
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5、英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS5958《防靜電通用規(guī)范"；
6． 美國(guó)國(guó)家防火協(xié)會(huì)規(guī)范 靜電》’
7 張志目等 消除易燃， 可燃液體電災(zāi)害的一種方法～ 一浮式導(dǎo)電網(wǎng)法· 靜電》
1998．3

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