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技術文章

淺談靜電的產生危害與預防
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電荷的代數和。它和動電荷（電流）的區別是靜電處于相對靜止狀態，可以長時間保持，除非因放電或泄漏而消失。靜電是一個相當古老的課題，人們對于電的認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，經常聽到輕微的放電聲，這就是靜電現象。雷電是一種自然界的靜電現象。在石油化工企業生產中的靜電現象也很多，特別是儲存和輸送過程中經常遇到有害的靜電。要知道靜電是如何產生的,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。兩種物質緊密接觸時，電子從逸出功小的一方向逸出功大的一方轉移，接觸面上出現電位差。這種電位差就叫做接觸電位差。與接觸電位差出現的同時，接觸面上逸出功小的一方失去電子出現正電荷層，逸出功大的一方獲得電子出現負電荷層。這就是雙電荷層。簡單的說就是兩種物質緊密接觸時,其中一個物體失去電子帶正電，另一個獲得電子帶負電。當緊密接觸的兩種物質分離時即可產生靜電。根據電泳、電毛細和電滲現象的實驗證明，當天然氣、油田混合烴在固體表面上或固體管道內流動時，在固體表面上一個分子直徑大小的范圍內，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電的固定電荷層滑移，這就造成了電荷的聚集，產生高壓靜電。靜電電荷的多少不僅僅決定于靜電的產生,還決定于靜電的消散。生產中常見的甲烷、乙烯、丙烷、丁烯、丁烷、油田混合烴、穩定輕烴、苯等都容易產生和聚集靜電。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生產中常見的一種靜電帶電型式，尤其在石油企業中更常見。其實質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、穩定輕烴噴射帶電：

　　油田混合烴、穩定輕烴從噴嘴高速噴出后成為霧狀液滴而帶電。當有壓力的油田混合烴、穩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、穩定輕烴沖擊，飛濺帶電：

　　穩定輕烴經過頂部注入儲罐、槽車中裝油，油柱下落后對罐壁或油面發生沖擊，引起飛沫，氣泡和霧滴帶電，穩定輕烴從管道口噴射出后遇到了壁或者板，穩定輕烴向上氣濺，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、穩定輕烴中，含有固體顆粒雜質或水份，當這些小顆粒或由小水滴聚成的大水滴在油田混合烴、穩定輕烴中發生沉降時將產生靜電。

　　在天然氣、油田混合烴和穩定輕烴生產過程中，主要是輸送、儲存、裝車以及在倒罐的環節中，由于油品物理性質的決定，在上述的生產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、電擊兩種形式的危害。

　　1、爆炸和火災

　　爆炸和火災是靜電危害中濟為嚴重的危害。靜電電量雖然不大，但因其電壓很高而容易發生火花放電。如果所在場所有天然氣、油田混合烴或穩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。當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，都可能發生火花放電，導致爆炸或火災。

　　2、電擊

　　人在工作過程中，由于衣服等固體物質的接觸和分離，以及靜電感應等原因均可產生靜電。當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。當人體電容為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，生產工藝過程中產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。

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

　　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，足可以引燃可燃氣體。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，以減少在人體上產生的靜電。

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

　　3、為防止靜電火化的發生，要求在充裝油田混合烴和穩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除靜電；接地線在連接或摘除時會發生火花，在罐車裝完后必須關閉入口蓋后，再取掉接地線。

　　4、良好的接地。壓氣站在50萬裝置區、配氣分離器、區、儲備球罐區凝析油罐區儲罐、SW64壓縮分離器區等危險區域敷設環形接地網，環形網每隔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相連。通過防雷檢測中心檢測節電電阻都小于1Ω，遠遠小于GB12158的10Ω標準。壓氣站裝置區的接地系統可以將帶電物體上的靜電電荷通過接地導體，迅速地引入大地，從而導除靜電荷的大量積聚

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