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技術(shù)文章

淺談靜電的產(chǎn)生危害與預(yù)防
天然氣和油田混合烴在管道輸送中，通過離心泵增壓；在槽車頂部充裝等都可產(chǎn)生大量靜電，天然氣和油田混合烴均屬易燃易爆物品，靜電過多積累，就會引起事故。通常情況下，靜電是指在一定的容積中或表面上存在的正負(fù)電荷的代數(shù)和。它和動電荷（電流）的區(qū)別是靜電處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，可以長時間保持，除非因放電或泄漏而消失。靜電是一個相當(dāng)古老的課題，人們對于電的認(rèn)識濟初就來自物體的靜帶電。在我們生活中,用塑料梳子梳頭時或脫下合成纖維衣料的衣服時，經(jīng)常聽到輕微的放電聲，這就是靜電現(xiàn)象。雷電是一種自然界的靜電現(xiàn)象。在石油化工企業(yè)生產(chǎn)中的靜電現(xiàn)象也很多，特別是儲存和輸送過程中經(jīng)常遇到有害的靜電。要知道靜電是如何產(chǎn)生的,就必須要懂得接觸電位差和雙電荷層的定義。

　　原子核對其周圍的電子有束縛力，而且不同物質(zhì)束縛電子的能力是不同的。這個束縛能力用逸出功來衡量。兩種物質(zhì)緊密接觸時，電子從逸出功小的一方向逸出功大的一方轉(zhuǎn)移，接觸面上出現(xiàn)電位差。這種電位差就叫做接觸電位差。與接觸電位差出現(xiàn)的同時，接觸面上逸出功小的一方失去電子出現(xiàn)正電荷層，逸出功大的一方獲得電子出現(xiàn)負(fù)電荷層。這就是雙電荷層。簡單的說就是兩種物質(zhì)緊密接觸時,其中一個物體失去電子帶正電，另一個獲得電子帶負(fù)電。當(dāng)緊密接觸的兩種物質(zhì)分離時即可產(chǎn)生靜電。根據(jù)電泳、電毛細(xì)和電滲現(xiàn)象的實驗證明，當(dāng)天然氣、油田混合烴在固體表面上或固體管道內(nèi)流動時，在固體表面上一個分子直徑大小的范圍內(nèi)，吸附著一層離子，這就是一個固定的電荷層，不隨液流移動。在固定電荷層中正電層較厚,可達上百個分子直徑或更多，可因液體流動而相對與固體的荷電層滑移，稱之為自由電荷層。天然氣、油田混合烴流動使帶正電的自由電荷層相對帶負(fù)電的固定電荷層滑移，這就造成了電荷的聚集，產(chǎn)生高壓靜電。靜電電荷的多少不僅僅決定于靜電的產(chǎn)生,還決定于靜電的消散。生產(chǎn)中常見的甲烷、乙烯、丙烷、丁烯、丁烷、油田混合烴、穩(wěn)定輕烴、苯等都容易產(chǎn)生和聚集靜電。天然氣、油田混合烴由于各種機械運動、接觸、分離、沉降、噴射、飛濺等帶電現(xiàn)象按機械運動的形式分：

　　1、天然氣、油田混合烴流動摩擦帶電：

　　流體流動摩擦帶電是工業(yè)生產(chǎn)中常見的一種靜電帶電型式，尤其在石油企業(yè)中更常見。其實質(zhì)也是接觸與分離的過程。由于天然氣、油田混合烴的運動，便在其中帶有靜電荷。

　　2、油田混合烴、穩(wěn)定輕烴噴射帶電：

　　油田混合烴、穩(wěn)定輕烴從噴嘴高速噴出后成為霧狀液滴而帶電。當(dāng)有壓力的油田混合烴、穩(wěn)定輕烴從噴嘴或管口噴出以后，在出口處呈束狀的液體與空氣的接觸中分裂成許許多多的小液滴，其中比較大的液滴很快地沉降，其他微小的液滴停滯在空氣中形成小液滴云，這個小液滴云是帶有大量電荷的電荷云。

　　3、穩(wěn)定輕烴沖擊，飛濺帶電：

　　穩(wěn)定輕烴經(jīng)過頂部注入儲罐、槽車中裝油，油柱下落后對罐壁或油面發(fā)生沖擊，引起飛沫，氣泡和霧滴帶電，穩(wěn)定輕烴從管道口噴射出后遇到了壁或者板，穩(wěn)定輕烴向上氣濺，飛散成許多微小的液滴，這些微小的液滴已帶有電荷并在其空間形成了電荷云。

　　4、油田混合烴、穩(wěn)定輕烴沉降帶電：

　　在絕緣性液體，例如非純凈的油田混合烴、穩(wěn)定輕烴中，含有固體顆粒雜質(zhì)或水份，當(dāng)這些小顆?；蛴尚∷尉鄢傻拇笏卧谟吞锘旌蠠N、穩(wěn)定輕烴中發(fā)生沉降時將產(chǎn)生靜電。

　　在天然氣、油田混合烴和穩(wěn)定輕烴生產(chǎn)過程中，主要是輸送、儲存、裝車以及在倒罐的環(huán)節(jié)中，由于油品物理性質(zhì)的決定，在上述的生產(chǎn)過程中具備了液體靜電起電以及積聚條件，由于靜電火花或靜電電場力的作用，在生產(chǎn)過程中靜電會造成不同形式的危害。靜電主要造成爆炸和火災(zāi)、電擊兩種形式的危害。

　　1、爆炸和火災(zāi)

　　爆炸和火災(zāi)是靜電危害中濟為嚴(yán)重的危害。靜電電量雖然不大，但因其電壓很高而容易發(fā)生火花放電。如果所在場所有天然氣、油田混合烴或穩(wěn)定輕烴與空氣形成爆炸性混合物，即可由靜電火花引起爆炸或火災(zāi)。當(dāng)帶靜電的人體接近接地體或接地體的人體接近帶靜電物體時，都可能發(fā)生火花放電，導(dǎo)致爆炸或火災(zāi)。

　　2、電擊

　　人在工作過程中，由于衣服等固體物質(zhì)的接觸和分離，以及靜電感應(yīng)等原因均可產(chǎn)生靜電。當(dāng)人體與其他物體之間放電時，人即遭到電擊，因為這種電擊是通過放電造成的，所以電擊時人的感覺與放電量有關(guān)。當(dāng)人體電容為900微微法時，靜電放電電擊程度隨人體電壓的變化。由于靜電電量小，生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的靜電所引起的電擊不致直接使人致命。但人體可能因電擊引起墜落、摔倒等二次事故；電擊還可能引起工作人員精神緊張，妨礙正常工作。

　　根據(jù)上述可以了解了產(chǎn)生靜電的原因以及靜電的危害，靜電濟為嚴(yán)重的危險是引起爆炸和火災(zāi)，我們結(jié)合壓氣站采取了以下措施以消除靜電產(chǎn)生的危害，以保障壓氣站的可靠穩(wěn)定運行。

　　1、防止人體帶電。一個穿著化纖衣物和穿膠皮鞋的人在地面走動時，人體的靜電電壓高達5000~15000伏，人體的電容量一般為100~200微微法，放電時的能量以超過了5毫焦耳，足可以引燃可燃?xì)怏w。所以壓氣站所有職工必須穿戴工作服和工鞋，杜絕穿化纖衣服、膠皮鞋，以減少在人體上產(chǎn)生的靜電。

　　2、在充裝油田混合烴和穩(wěn)定輕烴時，流速嚴(yán)格控制在5米/秒以內(nèi)；當(dāng)氣候干燥濕度在40%以下時，在充裝現(xiàn)場必須灑上水；因油罐車在急剎車時會產(chǎn)生大量的靜電，因此在罐車進入站內(nèi)必須嚴(yán)禁急剎車，以減少靜電的產(chǎn)生。

　　3、為防止靜電火化的發(fā)生，要求在充裝油田混合烴和穩(wěn)定輕烴時將油管線與罐車用跨線連接，并連接到接地上已導(dǎo)除靜電；接地線在連接或摘除時會發(fā)生火花，在罐車裝完后必須關(guān)閉入口蓋后，再取掉接地線。

　　4、良好的接地。壓氣站在50萬裝置區(qū)、配氣分離器、區(qū)、儲備球罐區(qū)凝析油罐區(qū)儲罐、SW64壓縮分離器區(qū)等危險區(qū)域敷設(shè)環(huán)形接地網(wǎng)，環(huán)形網(wǎng)每隔8米處用L50*50*5的鍍鋅角鋼做接地極，將容器用下引線與接地網(wǎng)相連。通過防雷檢測中心檢測節(jié)電電阻都小于1Ω，遠遠小于GB12158的10Ω標(biāo)準(zhǔn)。壓氣站裝置區(qū)的接地系統(tǒng)可以將帶電物體上的靜電電荷通過接地導(dǎo)體，迅速地引入大地，從而導(dǎo)除靜電荷的大量積聚

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