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易燃液体流动的静电控制与防护

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易燃液体流动的静电控制与防护
备注：1

备注：2
前    言
    静电灾害严重影响石油、化工企业的生产与销售安全，给企业造成很大的损失。
    一本油库事故案例汇编中收集了445起油库着火爆炸事故，其中由静电引起的有54起，占12.13%。
    “加油站百例事故分析”一书收集了115起加油站事故，其中由静电引起的有23起，占20%。 
    2002年2月23日至2006年9月11日中国石油23起重大事故中，由静电引起的着火爆炸有6起，占26.08% 。
    所以我们必须有效地控制静电灾害，消除静电安全隐患，避免静电事故发生，确保石油、化工企业的生产与销售安全。 
备注：3
一、了解静电及其危害

二、流动易燃液体产生静电的原因

三、控制消除流动易燃液体的方法
目       录
备注：4

一、了 解 静 电 及 其 危 害
备注：5
静电是对观测者处于相对静止的电荷。由它所引起的磁场效应较之电场效应可以忽略不计。静电可由物质的接触与分离、静电感应、介质极化和带电微粒的附着等物理过程而产生。工业静电是生产、储运过程中在物料、装置、人体、器材和构筑物上产生和积累起来的静电。 
由于物体的接触分离、静电感应、介质极化和带电微粒的附着等原因，使物体正负电荷失去平衡或电荷分布不均，而在宏观上呈现带电的过程。 
1.工业静电
2.静电起电
一、了 解 静 电 及 其 危 害
 什么是静电？
备注：6
由于某种起电因素使物体上静电起电的速率超过静电消散的速率而在其上呈现静电荷的积累过程。 
带电体上的电荷通过带电体自身或其他物体等途径向大地传导而使之局部或全部消失的过程。 
带电体上的电荷由于电中和、静电泄漏、静电放电而使之局部或全部消失的过程。 
3.静电积聚
4.静电泄露
5.静电消散
一、了 解 静 电 及 其 危 害
备注：7
在有静电危险的场所进行生产时，由设备停止操作到物料（通常为液体）所带静电消散至安全值以下，允许进行下一步操作所需要的时间间隔。 
当带电体周围的场强超过周围介质的绝缘击穿场强时，因介质产生电离而使带电体上的电荷局部或全部消失的现象。
带电体所形成的静电场，通过静电放电所释放出来的总能量。 
一、了 解 静 电 及 其 危 害
6.静电静置时间
7.静电放电
8.静电放电时间
备注：8
 当你接触屏幕时，会有电击麻木的感觉；
 当你脱下毛衣的时候，会听到“劈啪”的放电声，黑暗中你甚至能
   看到火花；
 当你打开车门，“啪”的一声，手指瞬间被电急，有疼痛感；

你所有看到的、听到的、感受到的这些，就是静电在放电。
一、了 解 静 电 及 其 危 害
 了解静电
备注：9
一、了 解 静 电 及 其 危 害
 影响静电的主要因素
空气湿度
人为因素
备注：10
 静电是怎样产生的？
摩擦
电荷发生转移
正、负电荷失去平衡
+
    +
+
  -
-
  -
物体一
物体二
一、了 解 静 电 及 其 危 害
备注：11
一、了 解 静 电 及 其 危 害
 静电为什么会产生火花？
    静电积聚到一定能量，当两个带电体距离较近时，局部电场强

度达到周围介质的击穿场强，就灰击穿其介质，产生电火花。
备注：12
任意两种物质相互摩擦、碰撞均可产生静电；
含质子多的物质获得电子，形成负电荷集聚；
产生的静电可随时间推移自行逸散和中和；
在导体中产生的静电可迅速转移，或导走；
在绝缘体上产生的静电不易转移，绝缘体将成为带电体；
静电带电体遇接地体将放电！
一、了 解 静 电 及 其 危 害
备注：13
静电的危害

静电

爆炸火灾

电击

妨碍生产
一、了 解 静 电 及 其 危 害
备注：14
    静电会聚集在金属设备、管道、容器上形成高电位，静电本身电量虽然不大，但因其电压很高而容易放电，静电放电的火花会引起燃烧或爆炸，造成人身和财产的损失。在石油化工场所，大多数装置中的介质具有易燃易爆的特点，引燃这些物质所需的引燃能量极低。当储存、运输过程中跑、冒、滴、漏现象发生或发生事故时，易燃易爆气体、液体蒸气、悬浮粉尘或纤维与空气形成可燃体系，而此时遇到物料、装置、构筑物以及人体所产生的微弱静电火花就可能导致火灾或爆炸，构成严重威胁。若静电火花伴随人体行走而波及生产区域，就会形成一种流动性大、隐蔽性强、难控制的危险点火源。
?
???  因此，静电对安全生产、产品产量和质量、设备稳定运行及环境保护等方面都会带来极大危害，不可忽视。

一、了 解 静 电 及 其 危 害
备注：15
电荷分离
在包装容器上积累
在产品上积累
放电
放电
点燃
点燃
一、了 解 静 电 及 其 危 害
备注：16
妨碍生产：
       一些生产过程，不消除静电可影响产品质量和正常生产过程。

烟尘微粒2.5μm

指痕
纤维屑与灰尘
微粒
5～6 μm

磁层厚度
0.7～1.2μm

实际悬浮高度0.2～1μm
磁头
磁盘
IC特征尺寸  1μm
静电吸附颗粒
一、了 解 静 电 及 其 危 害
备注：17
电击：

带电物接近人体
静电电击
               带电人体接近接地体

一般情况静电能量小，电击不会直接造成人员死亡，但突然受击易使人坠落、摔倒，引发二次事故。
一、了 解 静 电 及 其 危 害
备注：18
爆炸和火灾：

是最重要影响；          
  静电能量不大 — 但电压很高 — 易放电产生静电火花 — 引燃爆。 
         
一、了 解 静 电 及 其 危 害
备注：19
20
1 有静电电荷的产生。

2 有足以产生引燃性放电的静电电荷的积聚。

3 有合适的火花间隙，使积聚的电荷以引燃
  的火花形式放电。

4 在火花间隙中必须有可燃气体与空气形成
  的爆炸性混合气体。
静电引起燃爆灾害的条件
    酿成静电燃爆灾害必须同时满足以上四个条件，因此，防止其灾害形成，必须破坏其中的某一条件。

一、了 解 静 电 及 其 危 害
备注：20

二、流动易燃液体产生静电的原因
备注：21
1、易燃液体静止形成双电层
2、易燃液体流动，带走正电荷，负电荷随流动进入，多余负电荷成为自由电子。
3、接地导走静电
二、流动易燃液体产生静电的原因
 流动易燃液体产生静电的原因
备注：22
 沉降带电——水滴、杂质沉降形成
水滴、杂质在易燃液体中沉降带走一种电荷，使易燃液体带另一种电荷。
二、流动易燃液体产生静电的原因
备注：23
喷射带电——喷射易燃液体与空气间，喷射蒸气中的液滴与空气间，可形成强烈静电。

冲击带电——易燃液体撞击面板，发生油滴飞溅，飞溅的易燃液体滴带电，落在桶壁形成双电层，易燃液体滴流动带走扩散层，固定层留在桶壁，产生静电。

二、流动易燃液体产生静电的原因
备注：24
易燃液体产生静电的外因：

1）摩擦带电：
      紧密接触—电子转移—迅速脱离—带电
2）附着带电：
      带电粉尘、离子—附着到与地隔绝物体—物体带电
3）感应起电：
       带电物体—接近不相连导体—感应带电
       
二、流动易燃液体产生静电的原因
备注：25
4）流动状态——（层流、紊流）
   紊流较层流带有更多的电荷。
层流区
紊流区
二、流动易燃液体产生静电的原因
备注：26
5）电导率
   表示物质导电性能的高低，电导率越高导电性能越强。
    （电导率×电场强度＝电流密度）
   易燃液体电导率受杂质影响，杂质多，电导率高；
   高电导率易燃液体易产生静电，也容易扩散；
   低电导率易燃液体不易产生静电；
   电导率居中（如：汽油、煤油、液化石油气）产生静电严重。
二、流动易燃液体产生静电的原因
备注：27
6）水分
   易燃液体中含水增加静电危险性；
   水通过易燃液体中的杂质起间接作用；
   易燃液体含水1%～6%，静电起电能力增10～50倍。
杂质的掺入将增加静电产生量
二、流动易燃液体产生静电的原因
备注：28
7）管道、容器材质与粗糙度

材质电阻率影响静电流散；
   电阻率大的静电荷不易流散；
   内壁粗糙度越大，静电荷积聚越多。

8）流速
   流速越大，产生静电荷越多。
二、流动易燃液体产生静电的原因
备注：29
用摩擦的方法使物体带电的过程。 
液体类物质与固体类物质接触时，在接触界面形成整体为电中性的偶电层。当两相物质作相对运动时，由于偶电层被分离，电中性受到破坏而出现的带电过程。 
剥离两个紧密结合的物体时引起正负电荷分离而使两物体分别带电的过程。 
二、流动易燃液体产生静电的原因
备注：30
固体、粉体、液体和气体类物质从小截面喷嘴高速喷射时，由于微粒与喷嘴和空气发生迅速摩擦而使喷嘴和喷射物分别带电的过程。 
物体由于吸附场所中的带电微粒而使之产生静电的过程。 
相互混合、接触的各种固体微粒、液体、气体，由于比重差异发生沉降，使在不同物质交界面上形成的偶电层发生正负电荷分离而产生静电的过程。 
二、流动易燃液体产生静电的原因
备注：31
溅泼液体时，微小的非湿润液滴落在物体表面并在其界面产生偶电层。由于液滴的惯性滚动而发生电荷分离，使液滴及物体分别带上不同符号电荷的过程。 
喷射在空间的液体类物质由于扩散和分离，使之形成许多微小液雾和新的界面，当此偶电层被分离时而产生静电的过程。 
利用静电感应原理，使导体带电的过程。 
二、流动易燃液体产生静电的原因
备注：32
物体破裂时发生电荷分离，由于正负电荷平衡受到破坏而产生静电的过程。 
粉体类物体由于粒子与粒子或粒子与固体之间发生碰撞，形成快速的接触分离而产生静电的过程。 
当附着在器壁等固体表面上的珠状液体逐渐增大，由于自重形成液滴，致在坠落脱离时而产生静电的过程。 
在外电场作用下，由于介质极化而使其界面出现束缚电荷的过程。 
二、流动易燃液体产生静电的原因
备注：33

三、控制消除流动易燃液体的方法
备注：34
 1 改善工艺操作条件，在生产、储运过程中应尽量避免大量产生
   静电荷：  2 防止静电积聚，设法提供静电荷消散通道，保证足够的消散时
   间，泄漏和导走静电荷；  3 选择适用于不同环境的静电消除器械，对带电体上积聚着的静
   电荷进时行中和及消散；  4 屏蔽或分隔屏蔽带静电的物体，同时屏蔽体应可靠接地；  5 在设计工艺装置和制作设备时，应尽量避免具有高能量静电放
   电的条件，如在容器内避免出现细长的导电性突出物和未接地
   的孤立导体等；  6 改善带电体周围环境条件，控制气体中可燃物的浓度，使其保
   持在爆炸极限以外；  7 防止人体带电。

防治静电的措施
三、控制消除流动易燃液体的方法
备注：35
36
36

工艺控制——从工艺角度采取措施基本措施

泄露导走——静电接地

人防静电——去除人为静电
三、控制消除流动易燃液体的方法
 控制消除流动易燃液体的方法
备注：36
参考依据规范
爆炸火灾环境防雷检测技术规范QX/T110-2009

石油化工静电接地设计规范SH3097-2000

防止静电事故通用导则GB12158-2006

静电安全术语大全 GBT 15463- 95

液体石油产品静电安全规程GB13348-92

石油化工企业设计防火规范GB56160-2008

石油化工装置防雷设计规范GB50650-2011
三、控制消除流动易燃液体的方法
备注：37
1、工艺控制法：
    从工艺流程、设备结构、材料选择、操作管理等方面采取措施，限制静电的产生和积累，使之达不到危险的程度。

1）限制输送速度：
降低物料移动摩擦速度；
降低液体物料在管道中的流速。
控制流速是减少静电电荷产生的有效办法。
三、控制消除流动易燃液体的方法
备注：38
39
三、控制消除流动易燃液体的方法
工艺过程中，静电产生和逸散同时存在；    
区分静电产生区、逸散区，并采取不同的措施；
输送管路选用两种不同材料，使物料与不同材料摩擦形成相反的电荷，自动逸散；
适当安排物料投入顺序，降低静电危险性。
2）加速静电消散：
备注：39
40
三、控制消除流动易燃液体的方法
3）消除产生静电的附加源：
附加源：
液流的喷溅
液体、粉体内混入气泡、空气
容器底部积水受搅拌
粉尘在料斗料仓内冲击
液体、粉体混合物搅拌

随时间而变化
备注：40
41
三、控制消除流动易燃液体的方法
 避免液体在容器内喷溅——从容器底部注入（注液管伸至容器底部液面
    下）；
 减少顶部注液冲击——改变注液管出口处几何形状（圆筒形＜斜口形、
    ＜T形）；
 降低罐内液面电位——过滤器不宜离管出口太近（需30s缓冲时间）
 消除杂质——液罐内混入杂质，静电发生量增大；
 液中含水5%，会使起电效应增大10～50倍。
 降低爆炸性混合物浓度；
消除附加源措施：
备注：41
42
三、控制消除流动易燃液体的方法
  2、泄露导走法：
     泄露导走法——用静电接地方法，使带电体上的静电荷能够向大地 泄
      露消散。

增湿
      采用工艺手段         加抗静电剂         静电经接地导入大地
                           确保静置时间
    
      增湿可降低介质电阻率，提高爆炸引燃能量；
      抗静电剂加入非导体，可降低电阻率或直接导电；
      确保静置时间使注液带入电荷有充足时间向罐壁及液面集中消散。
备注：42
静电接地——
     与大地连接是消除导体上静电简单而又有效的方法，是防静电中最基本的
     措施。
  1）静电接地连接：
     静电跨接、直接接地、间接接地
     把设备上的各部分经过接地极与大地可靠连接。
  2）接地连接原则：
     金属导体应做静电跨接、直接接地；
     电阻率<1010Ωm物体及电阻率<109Ωm表面做间接接地；
     在有爆炸性气体的场所，静电接地电阻应不大于100Ω 
三、控制消除流动易燃液体的方法
备注：43
44
三、控制消除流动易燃液体的方法
 一切用于加工、储存、运输的能产生静电的设备，均应静电接地。
   （如：储罐、混合器、物料输送设备、排注器、过滤器、干燥器、
    反应器、吸附器、粉碎器等）；
 易燃、可燃气体管道始端、终端、分支处、转角处以及直线部分每
    隔100m处均应接地，接地电阻不大于10Ω ；
 金属体应跨接形成连续导电体整体并接地；
 设备内部不允许存在与大地绝缘的导体部件。
3）静电接地场所：
备注：44
    静电接地是防止静电危害的主要措施之一。石油化工企业的防静电设计，应由工艺、配管、设备、储运、通风、电气等专业相互配合，综合考虑，并采取下列防止静电危害措施： 
三、控制消除流动易燃液体的方法
阀门、法兰防静电接地
备注：45
法兰跨接使用规范
《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》（SH?3501－2001）第6.2.13?条规定：有静电接地要求的管道，各段间应导电良好。当每对法兰或螺纹接头间电阻值大于0.03Ω时，应有导线跨接。?《石油库设计规范》（GB?50074-2002）第14.2.14?条规定：输油（油气）管道的法兰连接处应跨接。当不少于5根螺栓连接时，在非腐蚀环境下，可不跨接。
SH3097-2000《石油化工静电接地设计规范》：
第4.3.2条?平行管道净距小于100mm时，应每隔20米加跨接线。当管道交叉且净距小于100mm时，应加跨接线。第4.3.3条?当金属法兰采用金属螺栓或卡子紧固时，一般可不必另装静电连接线，但应保证至少有两个螺栓或卡子间具有良好的导电接触面。
三、控制消除流动易燃液体的方法
备注：46
 作用：用于易燃易爆场所，防止动力电漏电和静电火花的产生，利用导电性比较好金属将两个法兰可靠的连接起来，将管道、设备接地，法兰一般都做防腐造成接触不良容易产生火花，为了防止事故发生进行法兰跨接
 法兰跨接分为：法兰静电连接片和法兰静电跨接线两种；
法兰静电连接片一般由紫铜片制成，常规尺寸为127×27×（0.5~1）
法兰静电跨接线材质一般为紫铜线，常规尺寸为孔径Φ16、Φ18、Φ20,
法兰跨接简介
备注：47
法兰跨接使用规范
?   《压力管道规范—工业管道?第4?部分制作与安装》（GB/T20801.4-2006）第10.12.1条规定：有静电接地要求的管道，各段间应导电良好。每对法兰或螺纹接头间电阻值大于0.03Ω时，应设导线跨接。另外，《工业金属管道工程施工规范》（GB?50235—2010）第7.13.1条规定：设计有静电接地要求的管道，当每对法兰或其他接头间电阻值超过0.03欧时，应设导线跨接。?由此可以看出，工业管道金属法兰是否跨接，需要测量法兰间电阻值。当法兰间电阻值超过0.03Ω时，应设导线跨接。
三、控制消除流动易燃液体的方法
备注：48
49
易燃易爆储罐区的防雷防静电措施
（1）储罐的上罐扶梯入口处、装卸作业区内操作平台的扶梯入口处，应设消除人体静电装置；
（2）对爆炸、火灾危险场所内可能产生静电危险的设备和管道，均应采取静电接地措施；
（3）储存甲、乙、丙A类油品的钢油罐，应采取防静电措施；钢油罐的防雷接地装置可兼作防静电接地装置；
（4）甲、乙、丙A类油品的汽车油罐车或油桶罐装设施，应设置与油罐车或油桶跨接的防静电接地装置；
（5）油品装卸场所用于跨接的防静电接地装置，宜采用能检测接地状况的防静电接地仪器；

静电夹
三、控制消除流动易燃液体的方法
备注：49
储罐常用安全附件的安装及管理要求
（1）安全阀：液化烃的储罐应设安全阀 ，安全阀应按规定定期检查，并至少每年校验一次；

（2）呼吸阀：甲、乙类液体的固定顶罐的通气管上应设呼吸阀 ；储存甲、乙类油品的固定顶油罐和地上卧式油罐的通气管上应装设呼吸阀 ，呼吸阀应定期检查，并每年做一次校验；
三、控制消除流动易燃液体的方法
安全阀
呼吸阀
阻火器
备注：50
（3）阻火器：储存甲、乙、丙A类油品的固定顶罐、储存甲、乙类油品的卧式油罐 、储存丙A类油品的地上卧式油罐的通气管上必须装设阻火器，阻火器每半年检查一次，检查阻火芯件是否阻塞、变形、腐蚀；
（4）液位计和高液位报警器：可燃液体的储罐应设液位计，易燃易爆储罐应设高液位报警和高高液位自动联锁切断进料措施，并定期检查和测试；
（5）温度计：液化烃的储罐、可燃液体的储罐应设温度计，温度计应定期检查和校验；
（6）压力表：液化烃的储罐、有惰性气体（如氮气）防护的储罐应设压力表，压力表应按规定定期检查和校验。

三、控制消除流动易燃液体的方法
备注：51
1．严禁携带火柴、打火机、香烟及其他易燃易爆物品进入罐区；
2．临时施工人员应接受安全教育，进入罐区应佩戴临时出入证；
3．外来人员因公进入罐区应办理相关手续，并由罐区有关人员陪同；
4．罐区、装卸作业区、泵房等爆炸危险区域，禁止使用非防爆移动通信
   设备。
5、司机与押车人员穿戴防静电工作服、工作鞋，载油车有防止产生火花
   的安全措施；
6．油罐汽车应有可靠的静电接地部位，罐车的静电接地拖带应保持有效
   长度，符合接地要求。

危险化学品储罐区人员、车辆进出安全管理要求
三、控制消除流动易燃液体的方法
备注：52
53
三、控制消除流动易燃液体的方法
3、人体防静电措施：
 设金属接地棒（人员随时用手接触，清除人体静电）；
 场所入口处、外侧设裸露接地物（门、扶手、支架等）；
 穿着防静电：
1）人体接地：
在有静电危害场所，人员穿防静电工作服、鞋和手套，不得穿化纤衣物；穿防静电鞋时，要考虑所穿袜子的导电性，严禁在鞋内外粘贴绝缘垫。

备注：53
防静电手套
人体静电消除器
防静电鞋
三、控制消除流动易燃液体的方法
54
备注：54
三、控制消除流动易燃液体的方法
55
2）地面导电化：
洒水或铺设导电地板，使地板能够导电；

地面泄露电阻阻值要求：

既能泄露静电又能确保人触电安全；

一般场合：108Ω

火灾爆炸危险场所：106Ω

国内一般要求：3×104Ω～106Ω

备注：55
三、控制消除流动易燃液体的方法
56
3）安全操作：
 在危险场所尽量不做可使人体带电活动；

合理使用劳保用品和工具；

工作避免急躁性动作；

不得携带与工作无关的金属物品；

不得穿带钉子鞋；

不准使用化纤材料制作的拖布或抹布。
备注：56
生产实践中操作处置易燃液体时采取的措施：
	
 物料转移时只可使用导电的桶并接地；
 将所有导电设备（包括桶泵）接地；
 通过抗静电鞋和导电地面使人接地 
易燃液体的操作处理
三、控制消除流动易燃液体的方法
备注：57
58
2024/2/16