油气储运毕业论文.docx

油气储运毕业论文.docx

《油气储运毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《油气储运毕业论文.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

油气储运毕业论文

油气储运毕业论文

序言

油库在高温低温等适宜的天气条件下，遇雷电或静电放电时，在金属导体上产生电磁感应和静电感应。

若未采取措施或防护不当，则会在金属导体间或金属导体的某些部位产生放电，极易引起火灾或爆炸等意外事故。

1989年8月12山东黄岛油库遭受雷击爆炸起火，大火共燃烧104个小时，烧掉原油3.6万吨，造成19人死亡，78人受伤，直接经济损失4000-5000元。

1993年山西孝义县一个油罐被雷击引起爆炸，死亡6人，烧毁房屋10间。

2010年8月22日江苏省赣榆县易达酒业有限公司发生重大雷击事故，造成酒精罐区爆炸起火，直接经济损失达上千万元，所幸的是无人员伤。

类似事件各地还有许多。

在遵循"安全、科学、经济"原则的前提下，研究切实可行的防护技术，研制简单、可靠、实用的防护装置，对于做好油库的雷电、静电防护，防止或减少事故发生，保障财产和生命安全有着十分重要的意义。

第一章静电

1.1静电的产生原因

两种不同性质的物体相互磨擦，紧密接触或迅速剥离都会产生静电，其是一个物体失往电子带有正电荷，另一个物体得到电子带负电荷。

假如该物体与大地尽缘，则电荷无法泄漏，停留在物体的内部或表面而呈相对静止状态，这种电荷就称静电。

油品在收发、输转、灌装过程中，油品分子之间和油品与其他物质之间的摩擦，会产生静电，其电压随着摩擦的加剧而增大，如不及时导除，当电压增高到一定程度时，就会在两带电体之间闪火（即静电放电）而引起油品爆炸着火。

静电电压越高越轻易放电。

1.2静电的性质

电压的高低或静电电荷量大小主要与下列因素有关：

（1）灌输油流速越快，摩擦越剧烈，产生静电电压越高；

（2）空气越干燥，静电越不轻易从空气中消除，电压越轻易升高；

（3）油管出口与油面的间隔越大，油品与空气摩擦越剧烈，油流对油面的搅动和冲击越厉害，静电电压就越高；

（4）管道内壁越粗糙，油品流经的弯头阀门越多，产生静电电压越高；

在设备接地不良情况下，因静电火花也极易引爆瓦斯，使设备、容器爆炸着火，所造成危害及后果十分严重。

1.4静电的危害

1.4．1静电事故原因

静电危害及其引起事故原因，静电危害通常有3点：

静电火花导致着火爆炸；妨碍生产，影响产品质量；危及人身安全。

在油品储运过程中，静电最大危害还是导致可燃气体着火爆炸。

1.4.2静电事故发生的条件

静电发生导致着火爆炸。

通常必须具备3个条件：

（1）积聚起来的静电荷，所形成的静电场均应有足够大静电强度。

（2）静电放电时，火花能量应达到或大于四周可燃物最小着火（引燃）能量，且有合适的火花间隙。

（3）在放电间隙及其四周存在着爆炸混合物，其浓度或含量已在爆炸范围内。

1.5防止静电危害基本措施

防止静电危害基本措施越要有两条。

一是防止并控制静电产生，二是静电产生后予以中和或导走，限制其积聚。

在油品储运系统通常采取以下具体措施：

1.5.1防止人体产生静电

人在活动过程中，特别是穿着化纤衣服时，会产生、积聚大量静电；在橡胶板或地毯等绝缘地面上走路时，会因鞋底与地面不断的接触、分离而发生接触起电；穿尼龙、羊毛、混纺衣服从人造革面椅上起立时，人体可产生近万伏高压电；当将尼龙纤维的从毛衣外面脱下时，人体可带10kV以上的负高压静电；静电感应、带电微粒吸附也可使人体带电等。

人体静电通常可达2～4kV，能产生火花放电。

而人体对地电容C＝200pF，人体电位V=2000V时，其放电能量W＝1／2CV2=0．4mj，已大大超过汽油蒸汽与空气混合气体0．2mj的点燃能量，因此，人体静电是危险的，会给油库安全造成较大的威胁。

预防人体静电的危害，必须加强对作业区的管理。

如美军对油料加注作业的操作人员的服装有严格的规定，凡能摩擦产生静电的物料不能使用，并禁止在现场更换衣服等。

我国也要求进入油库危险爆炸场所的工作人员应穿防静电服或棉布工作服及防静电鞋、袜；进入危险爆炸场所入口处应设人体排静电装置；在危险爆炸场所，工作人员严禁穿脱化纤服装，不得梳头、拍衣服、打闹等；工作人员不宜坐人造革之类高电阻材料制造的坐椅；以及危险爆炸场所应设导电性地面等。

1.5.2石油产品中加进防静电添加剂

任何一种油料都有一定的电导率。

实验证明：

油料电导率过高或过低，产生的静电电荷均不会很大，一般电导率在1～20c．u左右范围，油料产生静电是危险的。

汽油、煤油、柴油、喷气燃料等油品的电导率为5～10c．u左右，其引发静电事故的危险很大。

而向油品中加入微量的抗静电添加剂，就可成十倍或成百倍的增加油品的电导率，从而加速油品静电的泄漏和导出、减少静电电荷的积聚并降低油品的电位，且不影响油品质量。

目前使用的添加剂主要有国产T1501型抗静电剂和荷兰壳牌石油公司研制的ASA—3抗静电剂。

T1501型抗静电剂包括烷基水杨酸铬、丁二酸二异辛酯磺酸钙和“603”的共聚物三种组分，前二组分是改变油品电导率的基本组分，“603”为稳定增效剂。

不同油品对抗静电剂降低电阻率的效果是不同的，但总的规律是：

油品电阻率随抗静电剂含量的增加而降低，且近似线性变化。

抗静电剂含量与油品电导率的关系见表1：

表1添加剂含量与油品电导率的关系

T1501含量/

0

0.1

0.2

0.4

0.5

0.8

1.0

电导率/10

5

60

110

210

275

415

520

1.5.3做好设备接地，消除导体上的静电

设备可靠接地是消除静电危害最简单最常用的方法。

一切用于储存、输转油品的油罐、管线、装卸设备，都必须有良好的接地装置，及时把静电导进地下，并应经常检查静电接地装置技术状况和测试接地电阻。

油库中油罐的接地电阻不应大于10Ω（包括静电及安全接地）。

立式油罐的接地极按油罐圆周长计，每18m一组，卧式油罐接地极应不少于二组。

1.5.4安装静电消除器

静电消除器又叫静电中和器。

目前，用于油品储运系统的主要为感应式消静电器。

它具有结构简单、使用方便、消除静电效率高等优点。

其工作原理为：

消除器产生的与带电物体极性相反的电子和离子，可向周围带电物体移动，并与带电物体的电荷进行中和，从而达到消除静电的目的。

该类消电器由接地钢管及法兰、内部绝缘管、放电针及镶针螺栓三部分组成.

由于静电缓和器需占用一定的空间，故其使用受到一定的限制。

为解决这一矛盾，可与某些设备结合起来设计，如在过滤器的尾部加大空间，使之成为过滤器与缓和器的组合体，以及利用灌体本身加以改进以达到缓和器目的等。

缓和器示意图如下：

1.5.4图缓和器示意图

1.5.5减少静电的产生

要减少油料静电电荷的产生，应从控制油料流速、改进油料灌装方式、防止不同闪点的油料混合及避免杂质、流经过滤器的油料有足够的漏电时间、防止油料混入水分、减少管路上的弯头和阀门、选择合适的鹤管等方面来考虑。

（1）控制油料流速

　　由于油料在管道中流动产生的流动电荷和电荷密度的饱和值与油料流速的二次方成正比，故控制流速，特别是油料进罐、灌装、加油时的流速是减少油料产生静电的有效方式。

据《石油库设计规范》（GBJ74—84），装油鹤管的出口只有在被油品淹没后可提高罐装速度，因此，提倡淹没流加注油料，同时，汽油、煤油、轻柴油等轻质油料的罐装速度不宜超过4．5m／s，初始罐装速度应小于1m／s。

（2）改进装油方式

　　装油方式包括两种：

一是从底部潜流装油；二是从顶部喷溅装油。

一般地说，油料从顶部喷溅罐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。

若采用顶部进油的罐装方式，则应把鹤管插入罐的底部。

　　喷溅罐装时，会因油料从鹤管内高速喷出而导致液体迅速分离，从而产生较多的静电电荷；同时，油品冲击到罐壁，也会造成喷溅飞沫而产生静电。

当然，电荷产生的多少与装油鹤管的直径、油品流速、管口形式、管端距油面高度等密切相关。

　　从顶部装油除因喷溅产生静电电荷外，还会产生油雾，使油气、空气混合物易达到爆炸浓度范围。

另外，顶部罐装还会使油面局部电荷较为集中，从而易引发火花放电。

从底部潜流装油可减少油品的喷溅，降低挥发和损耗；以及避免油流流经电容较小的罐车中部，不致产生较大的油面电位。

但是，底部进油也可能产生新电荷。

若罐底有沉降水，底部进油会搅起沉降水而产生很高的静电电位。

　　（3）防止不同闪点的油料混合及避免杂质

　　国内外都有不少因不同闪点的油料混合而发生重大事故的案例。

油品相混一般出现在调合、切换或两条管线同时向油罐注送不同油品的时侯；以及向汽油或其他轻油底的容器注送重油的时侯。

油料混合引发事故的原因除混油可能增加带电能力外，还因柴油、煤油、燃料油等都属于低蒸气压油品，其闪点均在38℃以上。

正常情况下，在低于其闪点温度下输送油品不会发生事故。

但是，若将这种油品注入装有低闪点油品的容器内，重质油就会吸收轻质油的蒸气而减小容器内压力，使空气易进入，从而导致未充满液体的空间由原来充满轻质油气体转变为爆炸性油气一空气混合物。

一旦出现火源，即可引发火灾爆炸事故。

　　杂质的存在也是引发静电事故的原因之一。

如某单位用管线向一油罐输送航煤，同时又开放另一管线送油，由于后者管线内残存的残渣也被送入灌中，虽然输送流速不高，仅为2m／s，却因静电造成了爆炸事故。

因此，避免油品中混入杂质，也使减少静电产生的方法之一。

　　（4）流经过滤器的油品要保证足够的漏电时间

要减少静电的产生，应使流经过滤器的油品有足够的漏电时间。

因油品流经过滤器时，会与过滤器剧烈的摩擦而使带电量增加10～100倍，且不同材质的过滤芯产生静电的大小不相同。

 因此，为避免大量带电油品进入油罐、油罐车，流经过滤器的油品漏电时间应为30S以上。

因油品流经过滤器时，会与过滤器剧烈的摩擦而使带电量增加10～100倍，且不同材质的过滤芯产生静电的大小不相同，见表2。

1.5.5表2不同材质过滤芯产生的静电值

滤芯类别

测量点最高点位，V

备注

过滤器前

过滤器后

油面电位

四对粘绸滤芯

/

/

22500

一级滤芯

四对纸质滤芯

350

8100

18000

一级滤芯

七对纸质滤芯

140

15000

28000

一级滤芯

四对玻璃棉滤芯

130

10000

24000

二级滤芯

　　（5）其他减少静电产生的方式

　　油品罐装时产生静电的大小，不仅取决于装油的流速，还与鹤管口位置高低、鹤管口形状、鹤管材质等密切相关。

若用大鹤管，装油流速大于5m/s时，就会产生万伏静电电位。

因此，选择合适的鹤管且鹤管口位置适当也是减少静电产生的有效途径，通常鹤管口距离罐底100～200mm。

油品在管线中流动时，会因与管路上的弯头和阀门接触分离而产生静电电荷，故应尽量减少管路上的弯头和阀门。

另外，还应防止油料中混入水分等以减少静电的产生。

1.6接地装置的设置

1.6.1接地线

静电接地和跨接是为了导走或消除导体上的静电，是消除静电危害的最有效措施之一。

静电接地的具体方法是把设备容器及管线通过金属导线和接地体与大地联通形成等位点位，并有最小电阻值。

跨接是指金属设备以及各管线间用金属导线相连造成等电位。

显然，接地与跨接的目的在于人为地与大地造成的一个等电位体，不致因静电电位差造成引起危害。

管线跨接的另一个目的是当有杂散电流时，该它以良好通路，以免在断路处发生火花而造成事故。

油罐取样和油品作业区的管与管、管与罐、罐上部的部件及其附近有可能感应带电的金属物体都应该接地。

接地线必须有良好的导电性能、适当的截面积和足够的强度。

油罐、管道、装卸设备的接地线，常使用厚度不小于4mm、截面积不小于48mm2的扁钢；油罐汽车和油轮可用直径不小于6mm的铜线或铝线；橡胶管一般用直径3-4mm的多股铜线。

1.6.2接地极

接地极应使用直径50mm、长2.5m、管壁厚度不小于3mm的钢管，清除管子表面的铁锈和污物（