管道静电跨接

输油管道上法兰的跨接

2005-11-01 14:44 曹有成

最近到一些加油站进行消防监督检查，发现部分加油站油罐、管道上的法兰跨接不到位，笔者当即向业主指出，绝大部分业主虚心接受，答应整改。但也有个别人说法兰连接处不是有铁螺丝吗？似乎铁螺丝可以代替铜片(或铜丝)的跨接，自然笔者要指出其错误所在。有鉴于此，笔者想就输油管道法兰跨接的重要性，谈谈自己的认识，希望能引起有关方面的重视。

石油及其蒸气是非导体，电阻率较高，石油液体或气体在与管线、输油设备或容器摩擦时，管线、输油没备或容器就失去了一些电子而带正电，石油液体或气体就得到了一些多余的电子而带负电。这些集聚的静电的多少，与油管内壁的粗糙程度、油品在管道内的流速、空气的相对湿度、油品温度的高低、油品中含有杂质的多少等有很大关系。当管线、输油设备、容器某个部位集聚的静电，其电位高到与另一个没有电位或电位较低的物体之间的绝缘介质(如空气、油蒸气)所能承受的程度时，则在两物之间发生打火现象，这种现象叫静电放电。这种火花对聚有大量石油蒸气的作业场所来说，具有较大的火灾危险性。根据实验证明，在静电达300伏时，足以引起汽油或煤油蒸气与空气形成的混合气体燃烧或爆炸。而汽油摩擦、冲击产生的静电，能达到很高的电压，常常由几伏到2～3万伏。所以，静电放电导致石油火灾的危险性很大。因静电而导致火灾特别是特大火灾时有发生。如1982年3月9日，福建省福鼎县制药厂冰片车间因汽油输送中产生静电起火，发生恶性火灾，死65人，伤315人。又如1997年6月4日，广州海运集团泰华油运公司“大庆243号”油轮在南京栖霞油锚地向长航集团南京油运公司的3艘油驳船过载原油时，因静电引起汽油爆燃发生火灾，死6人，失踪3人，重伤1人，轻伤4人。“大庆243号”轮侧倾翻沉，一条3500吨级油驳沉没，一条油驳严重烧损，直接经济损失822.6万元。再如1997年6月27日，北京化工集团有限责任公司东方化工厂因乙烯储罐液相管线泄漏，挥发的大量气体遇静电火花爆炸起火，随即引起罐区连续强烈爆炸，造成油罐猛烈燃烧，燃烧区域达6万多平方米，延烧40多个小时。大火烧毁储罐17个，储料19257吨，死8人，伤38人，直接经济损失1.17亿元。

这些制药厂、油运公司、化工集团都是消防重点单位，均因静电发生特大火灾，由此可见，防静电工作是多么重要。鉴于静电所带来的严重火灾危险性，人们在有燃烧或爆炸危险的场所采取了一系列的防静电措施。防止静电引起火灾的措施比较广泛，主要包括减少摩擦起电、降低易燃液体、可燃气体在管道中的流速、接地泄除静电、降低电阻率、增加空气湿度、空气电离法、加强通风等。进油口到油罐之间用油管连接，其间油管与油管、油管与罐体又用法兰连接，且连接螺栓一般都是4根，法兰处的密封垫多为绝缘材料，电阻率较大，这样油品在输送过程中产生的静电就不易导除，故要求设备与设备、设备与管道、管道与管道、管道与容器等之间连接处，用铜片(或

铜丝)将它们跨接，这样就可以消除它们之间的电位差，既可以将静电经接地线导入地下，又可以防止在接触不良的地方发生静电放电火花，从而达到安全目的。诚然，法兰之间的固定螺丝也有导除静电的作用，但我们知道，铜是一种优良的导体，而铁与之相比，它的导电性能就差远了，从消防角度看，安全系数越大，安全的可靠性越强，故采用铜片跨接就是这个道理。

汽车加油站防雷工程技术

随着我国经济建设的高速发展,东莞市和全国各地一样,公路交通网络不断延伸,加油站也日渐增多。在全市2000多km长的公路旁,分布着400多家汽车加油站。由于加油站是易燃易爆的危险场所,并多处于旷野中,容易引发雷击事故。如1995年4月飞达加油站、1996年6月顺发加油站(均未经东莞市避雷设施检测所检测),由于接地装置、接闪器和引下线等防雷设施安装不规范而发生事故,造成了不必要的损失。现就汽车加油站的防雷和防静电处理技术作一探讨。

1直击雷防护

1.1储油罐区的防直击雷措施

汽车加油站的储油总容量,大部分在300m3左右,多数安装在地下室内,其介质为汽油和柴油。由于汽油是易燃液体,闪点温度较低(-50～30℃)、易挥发。在常温下,地下室内潴留的油气和储油罐呼吸阀排出的气体,容易达到起爆混合比值。因此,储油罐区是加油站防雷的重点区域。根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》和GB15599-95《石油与石油设施雷电安全规范》的规定,结合储油罐安置在地下室的这一特点。对储油罐,按二类防雷要求,采用独立避雷针。在呼吸阀上方2.5m的高度平面,提供一个半径为5 m的保护范围,以防止雷暴直接击中呼吸阀,引起高温而点燃油气。为防止避雷针对油罐及其附属设施产生高电位反击,避雷针及其接地装置至被保护的油罐与其有联系的管

道之间的距离不得小于3m。

1.2售油亭的防直击雷措施

售油亭是安置加油机,进行加油作业的地方,区域内油气含量较高,属二类防雷建筑物。宜在亭的顶部敷设避雷带,当长、宽>10m时,应敷设10m×10m或12m×8m的避雷网格。

2防感应雷和防静电

加油站的储油罐和输油管都采用钢铁材料制成，当有雷雨云飘过其上空或在附近发生雷击时，由于静电或电磁感应作用，金属罐体和输油管都会带上大量的电荷。另外，油品在流动、灌注、晃动等情况下，由于本身或与其它物体的相互摩擦而产生静电荷。当雷电感应或摩擦产生静电荷的速度高于泄放速度时，便形成同性电荷的静电

积聚。当积聚的静电荷，其放电能量大于可燃性混合物的最小引燃能量，并在放电间隙中油品蒸汽和空气混合物处于爆炸极限范围时，将引起爆炸、燃烧。因此规定储存甲、乙、丙几类油品的油罐应作防静电接地，为电荷提供泄放的通道。

2.1油罐和输油管道的防感应雷、静电

（1）为确保接地可靠，每个金属油罐的接地点应不少于两点。

（2）输油管道的始、末端和拐弯、分支处应分别接地。

（3）管道法兰的连接螺栓少于5根时，法兰必须用金属导线跨接。

（4）储油罐上的金属构件（呼吸阀、阻火器、量油孔等）必须与油罐有良好的等电位连接。

2.2电源、信号线路的防感应雷

加油站的输电线路，绝大多数都采用架空线路，极易感应雷电高位，其防雷措施是：

（1）在配电房电源开关的进线端安装防爆型电源避雷器；

（2）电源线由配电房到加油机线段应套钢管埋地，钢管的两端应分别与电房接地和加油机接地连接；

（3）与计算机联网的电子计量式加油机的信号线也应套上金属管埋地，金属管的始、末端应接到工作地上，信号线与计算机的接口应装上相应的信号避雷器。

以上的管线若在线沟中架设，沟内应填充沙子，以防电气线路故障时，沟内因潴留油气而引起火灾。

2.3卸油车防静电

油槽车卸油，是加油站最大型的输油作业。油槽车上会积聚大量的静电荷，因此，必须在卸油场所提供防静电接装置，为油槽车提供静电荷泄放的通道。

3接地装置

（1）避雷针采用独立接地体，接地冲击电阻不大于10Ω。

（2）储油罐的接地体，围绕储油罐区敷设成环型，并为输油管的始端和槽车卸油区提供接地点，接地冲击电阻不大于10Ω。

（3）售油罩棚采用建筑物基础接地体和人工接地体联结的混合接地装置。其中，人工接地体围绕加油作业区敷设成环型，以降低作业区内的跨步电压对工作人员的危害。同时，本接地装置为输油管末端和加油机等电器设备提供接地点，冲击接地电阻以最小值确定。

（4）管道拐弯和分支处的接地体如独立设置时，冲击接地电阻不大于30Ω。

储油罐区的接地体应与售油罩棚的接地体做等电位连接。

4对加油站进行整改的建议

在80年代中后期和90年代初期，已有大批加油站投入营业，由于当时管理不够完善，这些油站的防雷设施多有先天不足的成份：①储油罐接地不规范，只有一点接地，有的甚至没有接地；②输油管道的法兰连接螺栓少于5根的，没有作电气连接；