静电在我们的日常生活中可以说是无处不在,人走过化纤地毯产生的静电大约是35000伏,翻阅塑料说明书产生的静电大约7000伏,最高时产生的静电甚至达几万伏。在生活中,静电能使人体受到伤害;在化工行业中,静电能引发火灾爆炸事故,造成损失。静电引发的储罐火灾占全部火灾爆炸的10%以上。在日常安全检查中,我们发现许多企业不重视危险化学品储罐区静电的防治,一旦发生火灾爆炸事故,后果惨重。本文通过对静电产生的原因进行分析,提出预防措施,用以指导企业加强储罐区的安全管理,防止火灾爆炸事故发生。
一、储罐区静电产生的原因
危险化学品储罐区生产作业的过程,通常包括易燃、可燃液体的装卸、输送、调合、采样、检尺、测温及设备清洗等各种环节。易燃、可燃液体贮罐(槽)车、汽车罐(槽)车,鹤管以及设备、管线等设施都需要重点加强静电防护。
(一)危险化学品的电阻率影响静电产生
据有关资料介绍,液体的电阻率在1010~1015Ω•m时,能产生危险的静电,而在1013Ω•m是产生的静电最大。高于1015Ω•m以及低于1010Ω•m时,静电的产生和积聚小到可以忽视的程度。特别是电阻率在106Ω•m以下时,对静电来说就等于是导体的作用了,这时可以不考虑静电问题。
原油、重油的电阻率是109~1010Ω•m,产生静电的危险性小;汽油、煤油、清油、喷气燃料等的电阻率为1012~1013Ω•m,是最容易产生静电的物质,需要特别注意。比较产生静电的倾向,煤油>喷气燃料>汽油。
(二)装卸危险化学品方式造成静电
装卸危险化学品方式可分为两种:一种为底部装卸法,另外一种为上部装卸法。这两种方法相比,后者产生静电量更大。不但因液体分离而产生新的电荷,更主要的是电荷没有充分的时间驰张,所以表层电荷密度较高,同时还因危险化学品冲击至罐壁造成喷溅飞沫而产生静电。上部灌装所产生的静电量远远大于下部灌装的静电量。所以使用下部灌装可以有效的减少静电的产生。
(三)不同危险化学品相混合会增加静电的产生量
不同的危险化学品之间混合,不但会造成化学品之间发生一系列的化学反应,同时,由于化学品的密度和颗粒性质各有不同,导致输送或混合的时候,化学品颗粒之间发生摩擦,更易导致静电的产生。例如某厂用管线向罐中输送航空煤油,同时又使用另一管线向同一罐中输送危险化学品,后者管线中有残留的残渣也被送入罐中。当时流速虽然仅有2m/s,但却因引起了重大的爆炸事故,损失达50余万元。
(四)罐底的沉积水会增加静电电量
如罐底有沉积水,底部装入危险化学品方式会搅起沉积水,从而产生很高的静电电位。水是静电的良导体,但当少量的水掺杂在危险化学品中,因为水滴与危险化学品相对流动时要产生静电,反而使危险化学品静电量增加
例如,某油船向岸上直径40英尺的油罐输送煤油时,开泵后1分钟,油罐内引起爆炸,将罐顶炸飞。事故的原因是这条管线在输送煤油以前,曾经输送过汽油,因此要用水来清扫管线;同时与这个管线相连接的汽油管线有微量的汽油泄漏,致使形成爆炸性混合气。这样,清扫时残留的水分与煤油被一起送进油罐,尽管流量不是很大,但已经产生了大量的静电。
(五)静电逸散时间因素
危险化学品储罐在注入危险化学品过程中,从停止注入到大液面产生最大静电电位,往往需要经过一段时间,这个时间通常称为延迟时间。为了安全,当需要直接测量液位或危险化学品液温时,应该躲过罐内静电荷的逸散时间。罐的容量越大,静电逸散时间越长。一般规定在3~5min以后再进行测量比较安全。不同类物质所需要的静止时间见表3所示。
二、静电的危害
危险化学品在管线输送中,虽然有静电的产生,但由于管线中充满危险化学品而没有足够的空气,不具备爆炸着火的条件。当把带有电荷的危险化学品装入储罐,则因电荷不能迅速泄掉便积聚起来,使液面具有一个较高的电位,这时若液面上部空间形成了爆炸混合气体,就可能发生火灾爆炸。另外,静电放电会造成计算机、自动控制装置等电子设备的故障和误动作。在储罐区,静电所引起的电击虽然不会致人死亡,但是往往会导致二次事故,因此也要加以防范。
三、静电危害的消除措施
消除静电的主要途径有两条;一是创造条件加速静电泄漏或中和;二是控制工艺过程,限制静电的产生。第一条途径包括两种方法,泄漏法和中和法。接地、增湿、加入抗静电剂等属于泄漏法,运用感应静电消除器、高压静电消除器、放射线静电消除器及离子流静电消除器等均属于中和法。第二条途径就是工艺控制法,包括材料选择、工艺设计、设备结构及操作管理等方面所采取的措施。针对储罐区的特点,静电的预防主要包括以下几个方面。
(一)静电接地:接地是消除静电灾害最简单、最常用的方法,主要用来消除导体上的静电。为了防止静电火花造成事故,应根据国家标准和行业规范采取正确的接地措施。