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加油站靜電引發的火災!附油庫加油站靜電事故分析及預防措施

2019-7-15  閱讀次數:459

一、引言

靜電是油庫加油站著火爆炸事故主要點火源之一,油庫加油站中的油品在儲存、運輸、輸送、裝卸等過程中,不可避免地會產生靜電。油品本身屬于易燃易爆液體,當靜電放電能量超過油蒸氣的最小引燃能量時,就可引燃引爆油品。因此油庫加油站在營運過程中靜電的危害是非常大的,研究靜電危害的原因,采取工程技術手段和管理對策,是預防和避免靜電事故的一項重要任務。
 二、靜電事故分析
1、靜電產生
根據雙電層理論,油品在儲存、運輸、輸送、裝卸等過程中,不可避免地發生流動、攪拌、沉降、過濾、搖晃、噴射、飛濺、沖刷及發泡等接觸、摩擦、分離的相對運動而產生靜電。
按油品的運動形式分為流動帶電、噴射帶電、沖擊帶電和沉降帶電等。液體流動帶電是油品在儲運作業中常見的帶電形式。油品在金屬管道在流動過程中,由于油品的流動使原來的雙電層發生了變化,油品中的電荷被帶走時,原來管壁內側被束縛的電荷,由于相反電荷的離去而跑到管壁外側成為自由電荷。若金屬管線接地,則管線上除去界面雙電層所束縛的電荷外,管壁外側多余電荷被導入大地。噴射帶電是油品從噴嘴或管口以束狀噴出后,這種束狀的油品便與空氣連續發生接觸與分離現象,使油品帶電。加油站噴濺式卸油時就會產生噴射帶電。沖擊帶電是油品從管道出口噴出后遇到壁板時,油品與壁板不斷地發生接觸和分離現象,與壁板分離后的液體向上飛濺,油珠和物體就分別帶上了不同符號的靜電荷。如加油站油品的噴濺式卸油,加油槍往汽車油箱加注油品。沉降帶電是油料中不同程度含有雜質,如固體顆粒和水分等,雜質會離解成帶電離子,因此在水和油的界面處形成雙電層,由于懸浮于液體中的微粒沉降時,會使微粒和液體分別帶上不同符號的電荷。
另外,油庫加油站中的操作人員在危險場所頻繁作業和接觸設備,可能由于人體活動時,衣服與衣服、人體與衣服摩擦、鞋底與地面或地板摩擦而使人體帶電造成事故。
再者,靜電感應而造成起電、放電過程,在裝油作業中并不少見,如用采樣器取樣,油面為帶電體,如果采樣器沒有接地,成為獨立導體,在采樣器接近油面時,就會發生靜電感應和放電現象。當采樣器進入油層取樣時,它又收集了油中部分電荷而成為帶電體,提起時,若它與接地的罐口靠近,上述靜電感應和放電現象又將重演。
2、靜電積聚和放電
當靜電產生后,由于容器內的油面上積聚的電荷亦可通過油品向接地的四壁流散,但汽油、柴油等石油產品本身存在著導電性能差和對地電容,所以靜電電荷積累是必然的。
靜電除流散外,還以放電進行消散,當靜電積累到一定程度會在空間放電。放電有電暈放電、刷形放電和火花放電三種形式。電暈放電能量小而分散,引起火災的幾率較小。刷形放電因放電不集中,所以釋放的能量也較小,但具有一定的危險性,比電暈放電的災害幾率高。火花放電是兩極間的氣體被擊穿而形成通路,又沒有分叉的放電,這時電極有明顯的放電集中點,在瞬間內能量集中釋放,因而危險性最大。
3、靜電災害的條件
靜電災害是在一定條件下造成的,靜電作為火源引起爆炸和燃燒的可歸納為四點:(1)有產生靜電的來源;(2)靜電得以積聚,并達到足以引起火花放電的靜電電壓;(3)靜電放電的能量達到爆炸性混合物的最小引燃能量;(4)靜電放電火花周圍必須有爆炸性的混合物存在。從理論上講,只要消除其中一個條件就可預防靜電事故。但油品在裝卸、儲運過程中,靜電荷的產生、積聚、作業場所形成爆炸性混合物等是客觀存在的,因此只有采取措施抑制靜電荷的產生、積聚,消除放電火花間隙,加強作業場所的管理,降低爆炸性混合物濃度。
 三、靜電火災爆炸故障樹分析
故障樹分析方法(FTA)是一種圖形演繹法,是從結果到原因描繪事故發生的有向邏輯樹分析方法。這種樹是一種邏輯分析過程,遵從邏輯學演繹分析原則(即從結果到原因的分析原則)。把系統不希望出現的事件作為故障樹的頂事件,用邏輯“與”或“或”門自上而下地分析導致頂事件發生的所有可能的直接原因及相互間的邏輯關系,并由此逐步深入,直到找出事故的基本原因,即為故障樹的基本事件。通過油品靜電故障樹分析,可找出系統存在的薄弱環節,然后進行相應的整改,從而提高油庫系統的安全性。
1、油品靜電火災爆炸故障樹分析圖

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4、結論
通過對故障樹的分析,靜電火花和油氣達到火災爆炸濃度構成了油品靜電火災爆炸事故的要素。構成油氣達到火災爆炸濃度的三個基本事件X1、X2、X3是單事件的最小徑集,其結構重要系數最大,是油品燃爆事故發生的重要條件。由于油氣揮發是一個自然過程,只要有揮發的空間,油氣自然存在。因此一方面要保證作業區內通風狀況良好,另一方面可采用氣體濃度報警儀對可能泄漏場所油氣混合氣的濃度進行監測,一旦接近危險極限即報警,使管理人員立刻采取相應的安全對策措施。X4也是單事件的最小徑集,因此應采取相應的措施在危險區域內產生靜電放電。油品在裝卸儲運過程中應避免產生靜電積聚,或盡量減少靜電產生和積聚。為了保證油品靜電導除,接地導體的接地應良好,應使防靜電接地裝置和接地線等處于正常的工作狀態,接地電阻應達到要求。再者應盡量避免進入作業區的人員通過人體靜電放電,特別是作業人員應穿上不產生靜電的服裝和把人體作業時產生的靜電及時導走。

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四、消除靜電危害的措施
通過以上分析,油品作業過程中防靜電措施主要有四個方面:減少靜電產生;促進靜電流散;避免火花放電;加強安全管理。
1、減少靜電產生
(1)控制流速。油品流速愈高,則產生的靜電量也愈大,因此控制流速是減少靜電產生的有效措施。一般要求灌裝油初速度限制在1m/min左右,待油管出口被浸沒以后,可適當提高流速。
(2)控制油罐車卸油方式。如果油罐是從頂部噴濺卸油,油品必然沖擊罐壁,攪動罐內油品,同時加速油品蒸發、霧化,使容器內油品的靜電量急劇增加。采用潛流式灌裝油代替噴濺式灌裝油,可以減少沖擊、噴濺。加油站要求必須密閉卸油,即進油管應距離油罐罐底不大于0.2m,以減少靜電量的產生。
(3)減少油品與高起電材質劇烈摩擦。電導率很低的高分子聚合物、絲綢、水、雜質、空氣等都是高起電材質。禁止在加油管口、加油槍口加裝綢套進行過濾。輸油前,注意排放輸油系統的水分和雜質,吸入口系統的連接和填料應密封,不讓空氣吸入。不要用高起電材質制作輕油容器和輸油管,不能用非導電的塑料桶裝汽油。
(4)人體靜電防護。操作人員在危險場所頻繁作業和接觸設備,可能由于帶電會造成事故。人體穿著的內外衣,由于材料不同,在穿、脫情況所產生的靜電也有差異。人體穿著的內外衣為化纖織品或毛織品產生的靜電最高,放電可能引燃引爆爆炸性混合氣體的機遇較多。因此,在危險場所應避免穿化纖衣服,應穿著防靜電服,或棉織品的衣服;在加油站勿用化纖和絲綢類紗布去擦試加油機、油罐口、量油口等;在爆炸危險場所設置座椅,也勿選用人造革或化纖類作靠墊的座椅;在爆炸危險場所,工作人員嚴禁穿脫衣服,不得梳頭、拍打衣服。
2、促進靜電流散
(1)靜電接地與跨接。金屬儲罐、泵房工藝設備、輸油管線、鶴管等均應可靠地接地。地上或管溝敷設的輸油和輸氣管道的始端、末端和分支處應設防靜電接地裝置。卸車場地,應設用于罐車卸車時用的防靜電接地裝置,為卸油設施跨接的靜電接地裝置。油罐測量孔應有接地端子,以供采樣器、測溫盒、導電繩子等接地。需接地的設備應與接地干線或接地體直接相連,不得彼此串聯。接地電阻不大于100Ω,容量大于50m3油罐接地點不應少于二處。油品的輸油、輸氣管道的法蘭接頭、膠管兩端、閥門等連接處應用金屬線跨接。
(2)其他導靜電措施。其他措施主要有汽車油罐車采用導電橡膠拖地帶,以消除油罐車運輸途中產生的靜電;在可能產生靜電危險的危險場所的入口處設置人體導靜電的接地柱,以消除人體靜電;場地噴水,增加濕度;在儲油罐進口設靜電緩和器;油料中加靜電添加劑;在油罐車裝卸系統消靜電器等。
3、避免或減少靜電放電機會
靜電產生也往往伴隨著靜電流散,如果自然流散就不會形成危害,但以火花放電的形式流散,就具有很大的危險性,因此避免形成或減少放電的機會,也是防止靜電災害的措施。
(1)金屬設備進行電氣連接并接地,相鄰設備形成等電位。罐、管、泵都有良好接地,與零電位大地相通,使他們彼此間成為等電位,則無發生電火花可能。如設備、管道用金屬法蘭連接時、鐵軌和鶴管之間、灌桶間的灌桶嘴和灌裝油桶之間等都必須設置跨接線,汽車油罐車和灌裝油管路之間應設置臨時夾(卡),使之成為導靜電通道。
(2)油品靜置,正確選用檢測工具。儲油容器內的靜電來源主要由油品輸送過程中,油品同管道摩擦,泵、閥門及過濾器等部位能產生大量的靜電,流入儲罐中后,在儲罐中產生靜電,靜電電位隨裝卸結束后逐漸下降。因此為防止靜電事故的發生,對剛進油和運輸后的容器進行檢測作業時,油品需靜置一段時間,保證容器內靜電荷泄漏后,方可進行檢尺、測溫、采樣等作業。測溫盒和采樣器必須用導靜電的繩索,并與罐體進行可靠連接。油罐的測量口應當設置銅(鋁)護板、導尺槽、接地端子。檢尺時,測尺應沿尺槽下放上提,測量過程中應將護板蓋好。嚴禁使用化纖布擦試測量、取樣、測溫器具。
4、防靜電危害的安全管理
(1)進行防靜電危害安全教育。必須對全體工作人員進行防靜電危害安全教育,在業務培訓中安排相應的培訓內容。規章制度、設備檢查都要有防靜電方面的具體內容。
(2)建立防靜電設施檔案。繪制各場所靜電接地分布圖,詳細記載接地點的位置、接地體形狀、材質、數量和埋設情況等。所有防靜電設施、設備必須有人負責定期檢查、維修,并建立設備檔案。
(3)檢查測試。每年春、秋季應對各靜電接地體的接地電阻進行測量,并建立測量數據檔案。若接地電阻不合格,應立即進行整改。
五、結束語
導致油品燃爆的因素雖然很多,但只要嚴格執行安全管理制度和安全操作規程,并采取相應安全技術措施,預防油品燃爆是完全可以做到的。

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