摘要：石油產(chǎn)品具有易燃、易爆、易蒸發(fā)、易滲漏、易產(chǎn)生和積聚靜電荷的特點。作為存儲、收發(fā)石油產(chǎn)品的能源供應(yīng)便利點，加油站存在大量的油蒸氣，靜電是引起加油站事故的重要原因。在加油站的安全管理中，防止靜電危害的產(chǎn)生是一項十分重要的工作。本文在靜電產(chǎn)生機理的基礎(chǔ)上對加油站靜電事故的成因進行分析，并結(jié)合靜電事故的發(fā)生條件提出相應(yīng)預(yù)防對策。

關(guān)鍵詞：消防；汽車加油站；靜電；成因；預(yù)防對策

1 加油站靜電產(chǎn)生機理

加油站是儲存、收發(fā)石油產(chǎn)品的場所，這些石油產(chǎn)品主要以液體的形式存在。當(dāng)液相與固相之間、液相與氣相之間、液相與另一不相混溶的液相之間，由于流動、攪拌、沉降、過濾、搖晃、噴射、飛濺、沖刷、灌注等接觸、分離的相對運動，都會產(chǎn)生靜電。液體介質(zhì)中產(chǎn)生靜電的形式主要有流動帶電、噴射帶電、沖擊帶電和沉降帶電，這些起電方式都可以用液體介質(zhì)的起電機理來加以分析。

1.1 液體介質(zhì)靜電起電機理

1.1.1 液體與固體界面起電

通常在液體內(nèi)部存在著雜質(zhì)離子，當(dāng)液體處于靜態(tài)時，這種雜質(zhì)離子有選擇地被吸引到儲存液體的器壁上，但電荷量相等的異號離子將被留在液相內(nèi)，并聚集在交界面附近，于是在界面處形成偶電層。緊貼于固體表面的離子層稱為固定(電荷)層，處于液體中的異號離子層稱為擴散(電荷)層。當(dāng)液一固兩相物質(zhì)發(fā)生相對運動時，偶電層中的兩層電荷被迫分離，電中性被破壞，這時液體就會出現(xiàn)帶電現(xiàn)象，形成流動帶電。汽油、柴油、潤滑油等石油產(chǎn)品在管道中輸送或注入油罐的過程中，都會引起這種方式的靜電起電。

1.1.2 液體與氣體界面起電

水與其他液體在噴霧或發(fā)泡時能產(chǎn)生大量的靜電和較高的電位。它的起電機理是由于液體與空氣形成的偶電層被破壞所致，當(dāng)液體分裂成細末時，液滴呈現(xiàn)正電性，而飛沫為負電性。液體介質(zhì)的噴射帶電和沖擊帶電就屬于這種方式的起電。

1.2 影響液體靜電產(chǎn)生的幾個因素

1.2.1 液體所含雜質(zhì)對靜電產(chǎn)生量的影響

非常純凈的高度精煉石油產(chǎn)品在管道內(nèi)流動是不容易帶電的，但存在雜質(zhì)時會產(chǎn)生靜電，如油品中含有的少量水在沉降過程中很容易帶電，甚至引起靜電事故。通過實驗還發(fā)現(xiàn)，液體中雜質(zhì)過多時也不容易產(chǎn)生靜電，這是由于隨著雜質(zhì)的增多，液體電導(dǎo)率增大，靜電容易泄漏的緣故。

1.2.2 電阻率對靜電產(chǎn)生量的影響

在一定范圍內(nèi)靜電產(chǎn)生量隨電阻率的增加而增大，但達到某一數(shù)值后，它又隨著電阻率值的增加而減小。

1.2.3 管道材料和管道內(nèi)壁粗糙程度的影響

管線材質(zhì)對管線中流動的液體所產(chǎn)生的液流電流的影響是不可忽略的。除管道材質(zhì)的影響外，管道內(nèi)壁的粗糙程度對液流電流也有影響。實驗表明，內(nèi)壁越粗糙，靜電產(chǎn)生量越大。

1.2.4 水分的影響

當(dāng)高阻的油品中含有水分時，水雖然不會與油品直接作用而使靜電增加，但會與油品中的雜質(zhì)起作用從而間接影響油品的帶電量。實驗結(jié)果表明，當(dāng)油品中混入水分在1%-5%時，其靜電產(chǎn)生量最多，靜電危險性也越大。

2 加油站靜電事故發(fā)生的條件與主要環(huán)節(jié)

2.1 加油站靜電事故發(fā)生的條件

靜電的產(chǎn)生是無法避免的，但并不是所有的靜電最后都能形成危害。在加油站的作業(yè)過程中，靜電引起火災(zāi)和爆炸事故必須具備以下條件：

⑴帶電體周圍存在著爆炸性混合物，且其濃度正好在爆炸極限范圍內(nèi)。

⑵具有產(chǎn)生和積累靜電并構(gòu)成放電的條件。

⑶靜電放電的能量應(yīng)當(dāng)大于或等于可燃物的最小點火能量，即成為可燃物的引火源。

2.2 加油站事故發(fā)生的主要環(huán)節(jié)

加油系統(tǒng)主要由加油機、輸油管線、油罐等設(shè)施組成，靜電主要在儲罐區(qū)、輸油管道、加油區(qū)及油罐車等部位產(chǎn)生和聚集。受設(shè)施結(jié)構(gòu)等因素的影響，各環(huán)節(jié)靜電產(chǎn)生的原因也各不相同。

2.2.1 儲罐區(qū)靜電的產(chǎn)生

儲罐在裝、卸油或倒罐時，油品從進油管內(nèi)高速噴出，由于噴射起電而使油罐帶電。同時，油品沖擊到罐壁造成油霧或起泡，也容易使電荷堆積，并發(fā)生放電現(xiàn)象。

2.2.2 輸油管道靜電的產(chǎn)生

油品在輸油管道中流動時，易發(fā)生流動起電，形成流動電流。管線外壁電荷來不及導(dǎo)人大地，容易產(chǎn)生靜電積聚發(fā)生放電現(xiàn)象。

2.2.3 加油區(qū)靜電的產(chǎn)生

加油區(qū)靜電產(chǎn)生主要來自于加油作業(yè)，加油槍加注的較高流速的油品因噴射或沖擊油箱起泡(油霧)產(chǎn)生靜電，或加油人員因違章穿化纖衣服產(chǎn)生靜電并積聚發(fā)生放電。

2.2.4 油罐車靜電的產(chǎn)生

油罐車在裝卸油過程中，由于油品在槽車內(nèi)震蕩、油品與槽車壁碰撞摩擦發(fā)泡、槽車在油庫裝油時與鶴管反復(fù)沖刷、接觸、摩擦，卸油時導(dǎo)靜電連通軟管故障等都會使電荷聚集產(chǎn)生靜電。當(dāng)帶電體因電荷積累達到一定的靜電電位時(汽油蒸氣與空氣的混合物一般約300V)，就會發(fā)生靜電放電現(xiàn)象。

3 加油站靜電事故的預(yù)防對策及措施

根據(jù)靜電作為點火源引起爆炸和火災(zāi)的條件，防止加油站靜電災(zāi)害的發(fā)生可以從控制靜電的產(chǎn)生和積聚；消除和減輕周圍環(huán)境引起爆炸和火災(zāi)的危險這兩個方面入手。

3.1 減少靜電荷的產(chǎn)生

3.1.1 降低油品的流速

在油品營運過程中，包括裝車、裝罐、和管道運輸?shù)龋捎谟推返撵o電起電隨液流流速的增大而增大，故一旦增大流速就會形成靜電火災(zāi)和爆炸事故，這是在油品事故中較為普遍的一種情況。

3.1.2 減少特殊操作中的靜電

⑴改進注油方式

改進注油方式，是有效減少靜電產(chǎn)生的重要措施。在輸送和灌裝過程中，應(yīng)防止油品的飛散噴濺。具體來說分為以下幾種情況：從底部或上部入罐的注油管末端應(yīng)設(shè)計成不易使油品飛濺的倒T形等形狀或另加倒流板；或者當(dāng)從上部灌裝時使油品沿側(cè)壁緩慢流下；對罐車等大型容器灌裝油品時，宜從底部進油；對于電導(dǎo)率低于50pS／m的液體石油產(chǎn)品，在注油管未浸沒前，初始流速不應(yīng)大于1m／s，當(dāng)注油管被浸沒后，可逐步提高流速，但最大流速不應(yīng)超過7m／s，另外還要在裝油前清理干凈容器。

⑵采用密閉裝車

密閉裝車采用金屬鶴管伸到車底，能保持良好的導(dǎo)電性，選擇較好的分裝配頭使油流平穩(wěn)上升，從而減少摩擦和油流在罐體內(nèi)的翻騰，能有效降低油品電位。同時，外部空氣無法進入槽車內(nèi)從而使罐體內(nèi)的油蒸汽不能與空氣形成爆炸性混合物，從根本上保證了安全裝車。

3.2 減少靜電荷的積累

3.2.1 靜電接地

靜電接地使石油工藝設(shè)備、設(shè)施與大地之間構(gòu)成電氣上的泄漏通路，將油品產(chǎn)生的靜電電荷及時泄漏至大地，防止靜電電荷的積聚。另外，由于與大地相連，限制設(shè)備、設(shè)施的靜電電位上升，從而限制由此產(chǎn)生的靜電放電。靜電接地法是消除靜電危害最簡單、也是最常用的方法。加油站設(shè)備、設(shè)施靜電接地通常采用焊接的方法，按照技術(shù)要求將靜電接地系統(tǒng)與設(shè)施設(shè)備的外壁相連。防靜電接地裝置的接地電阻不宜大于100Ω。

3.2.2 添加抗靜電劑

一般油品電導(dǎo)率過高或過低都不會帶上較多的電荷。在油品中加入微量的油溶性抗靜電添加劑，使其電導(dǎo)率達到國家標(biāo)準(zhǔn)GB6950—1986《輕質(zhì)油品安全靜止電導(dǎo)率》規(guī)定的50pS／m的指標(biāo)，以保證輕質(zhì)油品在裝入油儲罐、鐵路罐車、油罐汽車、飛機等金屬容器后靜電電荷安全泄漏。

3.2.3 增加空氣相對濕度

介質(zhì)物體處在潮濕的空氣環(huán)境中時將發(fā)生水分吸附現(xiàn)象，這些吸附的水分將導(dǎo)致介質(zhì)物體表面電導(dǎo)率提高，從而使靜電荷泄漏能力增強，使靜電荷的衰減率大大加快，因此能有效地限制靜電荷積累的發(fā)生。在加油站主要是給加油區(qū)、儲罐區(qū)、卸油區(qū)及油罐車等噴入水蒸汽或灑水，使加油站區(qū)域的相對濕度保持在65％75％范圍內(nèi)，從而有效減少靜電的積累。

4 結(jié)束語

靜電的產(chǎn)生是一種自然現(xiàn)象，因其存在非常隱蔽，事故前不容易被發(fā)現(xiàn)。加油站加油系統(tǒng)各環(huán)節(jié)中大量存在易燃易爆氣體，遇靜電極易發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故，只有全面認識靜電的產(chǎn)生過程及靜電事故的形成條件，采取有效的預(yù)防措施，才能有效避免加油站靜電事故的發(fā)生。

參考文獻

[1]張宏宇.電氣防火[M].昆明：云南人民出版社.2006.P268-291

[2]GB13348—1992.《液體石油靜電安全規(guī)程》[S].

[3]GB6950—1986.《輕質(zhì)油品安全靜止電導(dǎo)率》[S].

[4]SH3097—2000.《石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范》[S]

作者簡介

戴丹妮，女，昆明理工大學(xué)工程碩士生，公安消防部隊昆明指揮學(xué)校講師，主要從事電氣防火、生產(chǎn)工藝防火的教學(xué)與研究。E-MAIL：897174331@qq.com