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静电对石油化工储罐的危害及预防

文章出处:龙康机电 点击数:1 发表时间:2019-04-29

    秋冬季节,天气干燥,开门、开水龙头或是与朋友握手时,总有被电到的感觉,令人很不舒服,这是人体静电造成的。静电对储罐的危害你知道吗?我们先看两起事故案例:

    2003年4月7日美国俄克拉荷马州Glenpool油库储罐因装油管道流速高和集油池区域产生的湍流导致静电电荷的产生、累积,静电释放火花导致火灾事故,一座 12719 m³的储油罐在装入柴油过程中爆炸起火,大火燃烧21小时,造成另外两座储罐受损,经济损失达 235.7万美元

    2011年8月29日,某公司柴油罐液位过低,浮盘与柴油液面之间形成气相空间,造成空气进入;同时,上游装置操作波动,进入事故储罐的柴油中轻组分含量增加,在浮盘下方形成爆炸性混合气体;加之进油流速过快,产生大量静电无法及时导出产生放电,引发爆炸着火。事故直接经济损失:789.0473万元。

    这两起事故的引火源均为静电火花,储存的介质为柴油。人们不禁要问,柴油的闪点大于55℃,挥发性比较低,为什么还会发生爆炸呢?化工产品大多使用固定顶罐(包括锥顶罐和拱顶罐)和浮顶罐(包括外浮顶罐和内浮顶罐)储存,我们先看一看固定顶罐(图一)和浮顶罐(图二)的结构。从罐的结构图中可以看出,储罐的气相空间可以形成空气和油气的混合物。

    大家都知道,必须同时具备氧气、可燃物、点火源才能发生燃烧,火三角图形(图三)说明了三者之间的内在关系。

    我们先来看一看柴油储罐的气相空间是否能达到爆炸极限。轻柴油55℃时的饱和蒸汽压[1]为667Pa,大气压为101.3Kpa,储罐上方的油气浓度很容易得到:0.667/101.3=0.66%,柴油的爆炸极限[2]0.6%-6.5%,55℃时,柴油储罐上方的油气浓度大于爆炸极限。如果储存温度低于55℃,是否就安全了呢?大部分情况下是安全的,但是,上游装置操作波动时,轻组分会混入产品中,与产品一同进入储罐,导致储罐液面上方可燃气超过爆炸下限。不但柴油有这样的风险,一些重油也存在类似风险,某厂对一些重油储罐进行了实际分析,结果见下表1:

    储罐上方的气相空间达到爆炸极限时,就具备了火三角的两条边,即氧气和可燃物,如果再有合适的点火源就会引发火灾或爆炸。静电火花是引起火灾爆炸事故的重要原因之一,当静电火花的能量大于爆炸性混合气的最小点火能量时就可以引燃爆炸性混合气。下表列出了常见物质的最小点火能量。

    既然储罐上方出现爆炸性油气混合物不能完全避免,而且静电能够引燃储罐内的油、气混合物,我们如何才能避免类似的事故呢?从火三角的三个基本条件来看,燃烧的三要素是相互依存,缺一不可的,消除任何一个条件,都可以避免事故的发生。由此我们提出避免静电引发火灾事故的建议措施。

    首先,对于有条件的企业,石脑油、汽油、柴油的储罐采用氮封,储罐液位下降时,自动补充氮气,避免储罐上方形成爆炸性混合气,见示意图四。这样即使产生静电火花,也不会引发火灾、爆炸。

    另外,防止电荷产生、电荷积聚,就可以避免静电火灾的发生,主要措施包括:

    (1)控制进罐流速:油品在管道中流动所产生的静电量,与流速的二次方成正比,降低流速便降低了摩擦程度,故控制流速是减少油料产生静电的有效方式。一般进油最初流速应限制在lm/s左右。

    (2)防止冲击喷溅起电:进油方式包括两种:从底部潜流进油;从顶部喷溅进油。一般地说,油料从顶部喷溅灌装比从底部潜流装油产生的静电高一倍,故从底部进油的方式较好。若采用顶部进油的灌装方式,则应把进料管插入罐的底部。

    (3)消除人体静电:为了预防人体静电的危害,应采取以下安全措施:进入爆炸危险场所的工作人员应穿着防静电鞋、防静电服或棉制工作服,在储罐扶梯处设置人体排静电装置。

    (4)防止静电的积聚:接地是消除静电灾害最简单、最常用的方法,也是防止静电的最基本、最重要的措施。为防止两个金属物体之间放电,两个相邻金属物体之间、法兰或接头垫有绝缘物的应该有金属跨接线。跨接线一般用不小于8毫米的圆钢焊接或用扁金属以螺栓压紧。活动的接地或跨接软线应采用铜线。用螺栓加弹簧片压接的应增加重复接地,并注意避免油脂污染和锈蚀。应定期检查接地电阻,使接地一直保持良好状态。

    结论:静电存在非常隐蔽,事故前不易被发现,对储罐的安全构成威胁。只要我们认识了静电产生的过程及静电危害的形成条件,从思想上重视,采取有效预防措施消除爆炸气的存在环境,控制静电的产生和积累,就能有效减少和消除静电事故的发生。

此文关键词:秋冬季节,天气干燥,开门、开水龙头或是与朋友握手时,总有被电到的感觉,令人很不舒服,这是人体静电造成的。静电对储罐的危害你知道吗?我们先看两起事故案例: