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油品储运设备接地的改进液体静电安全网

文档作者：张志国文档来源：沈阳航空工业学院		点击数：	更新时间： 2021年09月27日
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油品储运设备接地的改进
— — 液体静电安全网
张 壹 国：一 ， — — — — 一
沈阳航空工业学院 丁E
一
， 前言
众所周知， 各种油品储运设备， 如油罐、油车、油轮、油箱等，在油品注入． 流出、
载运， 输送及设备清洗等生产作业过程中， 往往由于摩擦，喷溅 冲击、沉降等原因在洫
品中产生静电。这些静电积聚到一定程度，就会发生静电放电产生火花。如果这种火花能
量足够大且油面上空的气体混合物浓度又在爆炸极限范围之内，那么就会发生静电火灾爆
炸事故．，这种事故是石油， 化工， 航空、海运等系统中的多发事故，国内外都有不少案
例．一旦事故发生，往往造成重大人员伤亡和经济损失。因而如何消除这种液体静电火灾
爆炸事故几十年来一直是静电科学和安全工程的重要课题和紧迫任务。
经过前人的努力， 已经实施或提出的防液体静电火灾爆炸事故的措施已有十多种
(1)一(6)。虽然这些措施对消除这种事故都程度不同的起到了积极作用，但无论理论
上或实践上， 还无法说哪种措施达到理想可靠的程度。其中接地措施是目前世界各国普遍
采用的，在我国石油化工总公司颁布的“石油化工企业易燃、可燃液体静电安全规定*还
规定“按地是防静电措施中最基本的措施” 。
但是笔者认为， 从理论上讲，接地是不可靠的， 接地后设备中仍有发生静电放电引起
火灾爆炸事故的危险； 从实际上讲， 接地的设备发生静电火灾爆炸事故也不乏案例。所以
本文的目的在于分析接地的危险性，提出接地的改进措施一～ 液体静电安全网，介绍液体
静电安全网的理论效果和实验效果。希望这种静电安全网能在生产实际中推广应用，为漳
除油品储运设备中静电火灾爆炸事故作出贡献。
二， 设备接地后的危险分析
在笔者以前的论文中(7)，曾对油品储运设备中的静电放电作过分析， 并将液体静电放
电分为五种类型，提出不论哪种类型放电，均和液面静电有关，液面静电是液体静电火灾爆
炸事故的主要危险因素，消除液面静电应是消除液体静电火灾爆炸事故的一个重要着眼点
那么， 接地能否消除液面静电呢?不能。因为油品(易燃、可燃液体)的电阻率P都
很高， 一般都在l0 欧姆厘米以上， 因而时问常数f：ps都很大。即电荷泄祸速度都很慢。
所以在一定时间， 油品储运设备接地只能导走靠近设备壳体的油品中的静电， 而远离壳体
的油品内部和油面上静电是导不走的。据实际测试， 圆柱型立式油罐当壳体接地时，液面
电位沿径向分布曲线如图l所示。由图可见，在壳体接地时， 虽然液面上圆周电位为零，
但中心电位仍然很高。对于同一电荷密度，液面越大(即油品储运设备容积越大)液面中心电
位会越高。有人在接地的铁路槽车的油面上曾测得2万多伏的电位。所以静电放电的危脸仍
一38一
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图1液面电位沿径向分布曲线 图2液面电位随网格大小变化曲线
然存在。也就是说，油品储运设备接地后发生静电火灾爆炸事故的危险仍然存在．
三、接地的改进一～ 液体静电安全网
既然液面静电是造成液体静电火灾爆炸事故的主要危险因素，那么采用什么装置能消
除液面静电呢?可以说，采用液体静电安全网即可。
液体静电安全网由导电绳织成的网和浮子构成，其形状与液面形状保持一致。它与油
品储运设备壳体作电连接，设备壳体与大地作电连接。这样，就将液面通过壳体接地了。
或者说是将接地从壳体延伸到液面，这就是接弛的改进。
由于液体静电安全阿能导电且始终浮在表面上，目而无论设备大小，形状如何，也无
论是何种易燃、可燃液体。也无论液面高低，也无论储运设备是静止的还是运动的，均能
髓时将液面上的电荷导入大地。
四、液体静电安全网消电效果分析与实验
以前分析各种措施的消电效果基本上都是定性的。而液体静电安全网的消电效果可以
达到定量的水平。这是因为安装了液体静电安全网的油面电位主要决定于网格尺寸， 我们
可以用调整网格大小的办法定量地控制油面电位。我们铡得的液面电位随网格大小变化曲
线如图2所示。由这条曲线可知， 网格越小油面电位越低．不论加网前的油面电位多高，
我们都可以加装某一网格尺寸的液体静电安全阿将油面电位降到任意低的水平。
国家标准《轻质油品装油安全油面电位值》(GB6951-88)规定t轻质油品安垒油
面电位值为12000V， 当油面上最高电位不大于12000V时就可以保证安全， 即使发生油面
放电也不会使爆炸浓度范围内的油气混台物引燃或爆炸。
液体静电安全周不止可以保证油面电位在12000V以下，就是保证油面电位达到
6000V、3000V或1000V以下也都可以做到， 只要适当缩小网格尺寸就行了。但网格越
小．成本越高。从‘安全可靠，经济合理 的原则出发，一般使油面电位降到6000V或3000V
以下就可以了。这对液体静电安全网来说，是很容易做到的。如果我们把安全系数定义
为安全油面电位值(I2000V )和油面电位之比的话，采用液体静电安全网可以取得任意
高的安全系数。因而可以说， 液体静电安全网可以可靠地消除液体静电火灾爆炸事故， 保
证油品储运设备的安全。
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为了实际验证液体静电安全网的消电效
果， 我们模拟炼油厂的储罐设计安装了一套
薅天实验装置。其简图如图3示。其中羽试
罐为立式金属罐，容积为2．5m。。实验介质为
未加添加荆的2 航空煤油。液体静电安全网
的网格为10xIOCm。。实验结果如下表所
示．
图8露天实验安装简图
实 验 加网前油面最高电位 加网后油面最高电位
序 号 (V ) (V )
I 14300 400
— —
2 13800 400
3 llO00 ‘O0 ．
4 、 24000 400 一
由表中实验效据可见， 液体静电安全冈的消电效果是稳定可靠的， 无论油面电位在 厦
两前为多高， 加网后都可降到4OOV。
由于液体静电安全网可以随时导走液面静电，有效地控制油面电位． 可靠地防止静电
火灾爆炸事故发生，因而还可以考虑在装卸油品等生产作业中，提高流速，加大输油管
●
径．缩短静置时间 从而提高输油效率，缩短车船停靠时闯， 增加经济效益。
五、结语
综上所述． 本文分析了油品储运设备接地后的危险性；提出了改进接地， 控制油面电
位的措施一～液体静电安全网；并从理论和实验二方面分析和介绍了液体静电安全网的消
电效果 可以说液体静电安全网完全可以将油品储运设备中的油面电位降到国家标准规定
妁安金波面电垃值以下，因而可阻可靠地防止油品储运设备中的静电火灾爆炸事故发生-
参考文靛
l， 鲍重光： 现代静电技术(1988)；
2，杨有启； 静电安全技术(1933)；
3，关效圣等： 静电灾害及其防护(1986)；
4， 【日)管义夫 静电手册(1983)；
5、英国标准BS5958《防静电通用规范"；
6． 美国国家防火协会规范 静电》’
7 张志目等 消除易燃， 可燃液体电灾害的一种方法～ 一浮式导电网法· 静电》
1998．3

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