管道靜電跨接.doc

輸油管道上法蘭的跨接2005-11-01 14:44 曹有成 最近到一些加油站進(jìn)行消防監(jiān)督檢查，發(fā)現(xiàn)部分加油站油罐、管道上的法蘭跨接不到位，筆者當(dāng)即向業(yè)主指出，絕大部分業(yè)主虛心接受，答應(yīng)整改。但也有個(gè)別人說法蘭連接處不是有鐵螺絲嗎？似乎鐵螺絲可以代替銅片(或銅絲)的跨接，自然筆者要指出其錯(cuò)誤所在。有鑒于此，筆者想就輸油管道法蘭跨接的重要性，談?wù)勛约旱恼J(rèn)識(shí)，希望能引起有關(guān)方面的重視。石油及其蒸氣是非導(dǎo)體，電阻率較高，石油液體或氣體在與管線、輸油設(shè)備或容器摩擦?xí)r，管線、輸油沒備或容器就失去了一些電子而帶正電，石油液體或氣體就得到了一些多余的電子而帶負(fù)電。這些集聚的靜電的多少，與油管內(nèi)壁的粗糙程度、油品在管道內(nèi)的流速、空氣的相對(duì)濕度、油品溫度的高低、油品中含有雜質(zhì)的多少等有很大關(guān)系。當(dāng)管線、輸油設(shè)備、容器某個(gè)部位集聚的靜電，其電位高到與另一個(gè)沒有電位或電位較低的物體之間的絕緣介質(zhì)(如空氣、油蒸氣)所能承受的程度時(shí)，則在兩物之間發(fā)生打火現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫靜電放電。這種火花對(duì)聚有大量石油蒸氣的作業(yè)場(chǎng)所來說，具有較大的火災(zāi)危險(xiǎn)性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)證明，在靜電達(dá)300伏時(shí)，足以引起汽油或煤油蒸氣與空氣形成的混合氣體燃燒或爆炸。而汽油摩擦、沖擊產(chǎn)生的靜電，能達(dá)到很高的電壓，常常由幾伏到23萬伏。所以，靜電放電導(dǎo)致石油火災(zāi)的危險(xiǎn)性很大。因靜電而導(dǎo)致火災(zāi)特別是特大火災(zāi)時(shí)有發(fā)生。如1982年3月9日，福建省福鼎縣制藥廠冰片車間因汽油輸送中產(chǎn)生靜電起火，發(fā)生惡性火災(zāi)，死65人，傷315人。又如1997年6月4日，廣州海運(yùn)集團(tuán)泰華油運(yùn)公司“大慶243號(hào)”油輪在南京棲霞油錨地向長(zhǎng)航集團(tuán)南京油運(yùn)公司的3艘油駁船過載原油時(shí)，因靜電引起汽油爆燃發(fā)生火災(zāi)，死6人，失蹤3人，重傷1人，輕傷4人?！按髴c243號(hào)”輪側(cè)傾翻沉，一條3500噸級(jí)油駁沉沒，一條油駁嚴(yán)重?zé)龘p，直接經(jīng)濟(jì)損失822.6萬元。再如1997年6月27日，北京化工集團(tuán)有限責(zé)任公司東方化工廠因乙烯儲(chǔ)罐液相管線泄漏，揮發(fā)的大量氣體遇靜電火花爆炸起火，隨即引起罐區(qū)連續(xù)強(qiáng)烈爆炸，造成油罐猛烈燃燒，燃燒區(qū)域達(dá)6萬多平方米，延燒40多個(gè)小時(shí)。大火燒毀儲(chǔ)罐17個(gè)，儲(chǔ)料19257噸，死8人，傷38人，直接經(jīng)濟(jì)損失1.17億元。這些制藥廠、油運(yùn)公司、化工集團(tuán)都是消防重點(diǎn)單位，均因靜電發(fā)生特大火災(zāi)，由此可見，防靜電工作是多么重要。鑒于靜電所帶來的嚴(yán)重火災(zāi)危險(xiǎn)性，人們?cè)谟腥紵虮ㄎｋU(xiǎn)的場(chǎng)所采取了一系列的防靜電措施。防止靜電引起火災(zāi)的措施比較廣泛，主要包括減少摩擦起電、降低易燃液體、可燃?xì)怏w在管道中的流速、接地泄除靜電、降低電阻率、增加空氣濕度、空氣電離法、加強(qiáng)通風(fēng)等。進(jìn)油口到油罐之間用油管連接，其間油管與油管、油管與罐體又用法蘭連接，且連接螺栓一般都是4根，法蘭處的密封墊多為絕緣材料，電阻率較大，這樣油品在輸送過程中產(chǎn)生的靜電就不易導(dǎo)除，故要求設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與管道、管道與管道、管道與容器等之間連接處，用銅片(或銅絲)將它們跨接，這樣就可以消除它們之間的電位差，既可以將靜電經(jīng)接地線導(dǎo)入地下，又可以防止在接觸不良的地方發(fā)生靜電放電火花，從而達(dá)到安全目的。誠(chéng)然，法蘭之間的固定螺絲也有導(dǎo)除靜電的作用，但我們知道，銅是一種優(yōu)良的導(dǎo)體，而鐵與之相比，它的導(dǎo)電性能就差遠(yuǎn)了，從消防角度看，安全系數(shù)越大，安全的可靠性越強(qiáng)，故采用銅片跨接就是這個(gè)道理。汽車加油站防雷工程技術(shù)作者：李德棠文章來源：廣東氣象點(diǎn)擊數(shù)： 638更新時(shí)間：2006-8-31隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展,東莞市和全國(guó)各地一樣,公路交通網(wǎng)絡(luò)不斷延伸,加油站也日漸增多。在全市2000多km長(zhǎng)的公路旁,分布著400多家汽車加油站。由于加油站是易燃易爆的危險(xiǎn)場(chǎng)所,并多處于曠野中,容易引發(fā)雷擊事故。如1995年4月飛達(dá)加油站、1996年6月順發(fā)加油站(均未經(jīng)東莞市避雷設(shè)施檢測(cè)所檢測(cè)),由于接地裝置、接閃器和引下線等防雷設(shè)施安裝不規(guī)范而發(fā)生事故,造成了不必要的損失。現(xiàn)就汽車加油站的防雷和防靜電處理技術(shù)作一探討。1直擊雷防護(hù)1.1儲(chǔ)油罐區(qū)的防直擊雷措施汽車加油站的儲(chǔ)油總?cè)萘?大部分在300m3左右,多數(shù)安裝在地下室內(nèi),其介質(zhì)為汽油和柴油。由于汽油是易燃液體,閃點(diǎn)溫度較低(-5030)、易揮發(fā)。在常溫下,地下室內(nèi)潴留的油氣和儲(chǔ)油罐呼吸閥排出的氣體,容易達(dá)到起爆混合比值。因此,儲(chǔ)油罐區(qū)是加油站防雷的重點(diǎn)區(qū)域。根據(jù)GB50057-94建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范和GB15599-95石油與石油設(shè)施雷電安全規(guī)范的規(guī)定,結(jié)合儲(chǔ)油罐安置在地下室的這一特點(diǎn)。對(duì)儲(chǔ)油罐,按二類防雷要求,采用獨(dú)立避雷針。在呼吸閥上方2.5m的高度平面,提供一個(gè)半徑為5m的保護(hù)范圍,以防止雷暴直接擊中呼吸閥,引起高溫而點(diǎn)燃油氣。為防止避雷針對(duì)油罐及其附屬設(shè)施產(chǎn)生高電位反擊,避雷針及其接地裝置至被保護(hù)的油罐與其有聯(lián)系的管道之間的距離不得小于3m。1.2售油亭的防直擊雷措施售油亭是安置加油機(jī),進(jìn)行加油作業(yè)的地方,區(qū)域內(nèi)油氣含量較高,屬二類防雷建筑物。宜在亭的頂部敷設(shè)避雷帶,當(dāng)長(zhǎng)、寬10m時(shí),應(yīng)敷設(shè)10m10m或12m8m的避雷網(wǎng)格。2防感應(yīng)雷和防靜電加油站的儲(chǔ)油罐和輸油管都采用鋼鐵材料制成，當(dāng)有雷雨云飄過其上空或在附近發(fā)生雷擊時(shí)，由于靜電或電磁感應(yīng)作用，金屬罐體和輸油管都會(huì)帶上大量的電荷。另外，油品在流動(dòng)、灌注、晃動(dòng)等情況下，由于本身或與其它物體的相互摩擦而產(chǎn)生靜電荷。當(dāng)雷電感應(yīng)或摩擦產(chǎn)生靜電荷的速度高于泄放速度時(shí)，便形成同性電荷的靜電積聚。當(dāng)積聚的靜電荷，其放電能量大于可燃性混合物的最小引燃能量，并在放電間隙中油品蒸汽和空氣混合物處于爆炸極限范圍時(shí)，將引起爆炸、燃燒。因此規(guī)定儲(chǔ)存甲、乙、丙幾類油品的油罐應(yīng)作防靜電接地，為電荷提供泄放的通道。2.1油罐和輸油管道的防感應(yīng)雷、靜電（1）為確保接地可靠，每個(gè)金屬油罐的接地點(diǎn)應(yīng)不少于兩點(diǎn)。（2）輸油管道的始、末端和拐彎、分支處應(yīng)分別接地。（3）管道法蘭的連接螺栓少于5根時(shí)，法蘭必須用金屬導(dǎo)線跨接。（4）儲(chǔ)油罐上的金屬構(gòu)件（呼吸閥、阻火器、量油孔等）必須與油罐有良好的等電位連接。2.2電源、信號(hào)線路的防感應(yīng)雷加油站的輸電線路，絕大多數(shù)都采用架空線路，極易感應(yīng)雷電高位，其防雷措施是：（1）在配電房電源開關(guān)的進(jìn)線端安裝防爆型電源避雷器；（2）電源線由配電房到加油機(jī)線段應(yīng)套鋼管埋地，鋼管的兩端應(yīng)分別與電房接地和加油機(jī)接地連接；（3）與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的電子計(jì)量式加油機(jī)的信號(hào)線也應(yīng)套上金屬管埋地，金屬管的始、末端應(yīng)接到工作地上，信號(hào)線與計(jì)算機(jī)的接口應(yīng)裝上相應(yīng)的信號(hào)避雷器。以上的管線若在線溝中架設(shè)，溝內(nèi)應(yīng)填充沙子，以防電氣線路故障時(shí)，溝內(nèi)因潴留油氣而引起火災(zāi)。2.3卸油車防靜電油槽車卸油，是加油站最大型的輸油作業(yè)。油槽車上會(huì)積聚大量的靜電荷，因此，必須在卸油場(chǎng)所提供防靜電接裝置，為油槽車提供靜電荷泄放的通道。3接地裝置（1）避雷針采用獨(dú)立接地體，接地沖擊電阻不大于10。（2）儲(chǔ)油罐的接地體，圍繞儲(chǔ)油罐區(qū)敷設(shè)成環(huán)型，并為輸油管的始端和槽車卸油區(qū)提供接地點(diǎn)，接地沖擊電阻不大于10。（3）售油罩棚采用建筑物基礎(chǔ)接地體和人工接地體聯(lián)結(jié)的混合接地裝置。其中，人工接地體圍繞加油作業(yè)區(qū)敷設(shè)成環(huán)型，以降低作業(yè)區(qū)內(nèi)的跨步電壓對(duì)工作人員的危害。同時(shí)，本接地裝置為輸油管末端和加油機(jī)等電器設(shè)備提供接地點(diǎn)，沖擊接地電阻以最小值確定。（4）管道拐彎和分支處的接地體如獨(dú)立設(shè)置時(shí)，沖擊接地電阻不大于30。儲(chǔ)油罐區(qū)的接地體應(yīng)與售油罩棚的接地體做等電位連接。4對(duì)加油站進(jìn)行整改的建議在80年代中后期和90年代初期，已有大批加油站投入營(yíng)業(yè)，由于當(dāng)時(shí)管理不夠完善，這些油站的防雷設(shè)施多有先天不足的成份：儲(chǔ)油罐接地不規(guī)范，只有一點(diǎn)接地，有的甚至沒有接地；輸油管道的法蘭連接螺栓少于5根的，沒有作電氣連接；油槽車卸油場(chǎng)所沒有安裝防靜電接地裝置。對(duì)于、，還較易處理。由于油罐區(qū)不能使用電弧焊接，故對(duì)的處理比較麻煩。建議在地下室外加裝接地體，將油罐的吊環(huán)經(jīng)防銹處理后，涂上導(dǎo)電膏，包上一層鉛墊，再用U型螺栓將接地線壓接在吊環(huán)上。這種連接方式只有一種補(bǔ)救措施，在每年雷雨季節(jié)之前，做全面檢查。當(dāng)其接口處的過渡電阻較大時(shí)，需要重新作防銹處理。石化企業(yè)防雷防靜電現(xiàn)狀?yuàn)淙式? 何明俊1 倪承德2（1 中國(guó)石油天然氣股份有限公司安全技術(shù)研究所，大連 116031）（2 大連石化分公司，大連 116031）近幾年，我們對(duì)石化企業(yè)進(jìn)行了防雷防靜電檢查檢測(cè)，其中包括油罐與液化氣球罐、生產(chǎn)裝置、火車裝車與汽車裝車棧臺(tái)、獨(dú)立避雷針、DCS控制系統(tǒng)、常規(guī)儀器儀表系統(tǒng)、加油站、工作服、工作鞋、通訊站、庫(kù)房、采樣繩、防雷防靜電檢測(cè)臺(tái)帳等。這里重點(diǎn)介紹檢查檢測(cè)情況，以及石化企業(yè)防雷防靜電方面所采取的相應(yīng)措施。1 石油化工企業(yè)非常重視防雷防靜電工作，把防雷防靜電工作編入企業(yè)的規(guī)章制度中，每年都進(jìn)行春季防雷檢查和秋季防靜電檢查，做到臺(tái)帳齊全。2 部分生產(chǎn)裝置在防雷防靜電方面能夠嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工。如：（1）進(jìn)出生產(chǎn)裝置的管道采取了接地措施，接地電阻值小于10，防止了感應(yīng)雷的侵入和雜散電流的侵入；（2）裝置區(qū)內(nèi)的各種塔、容器、罐、設(shè)備、電機(jī)均按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行接地，接地電阻值小于10，為雷電流、雜散電流、靜電電荷等提供了安全泄放通道；（3）裝置區(qū)內(nèi)的各種法蘭、閥門設(shè)有跨接線，跨接接觸電阻值均小于0.03，消除了法蘭間和閥門處的放電現(xiàn)象。3 部分企業(yè)把接地引下線焊接連接方式改為斷接卡的連接方式，能夠在檢查檢測(cè)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)接地體所出現(xiàn)的問題。4 外浮頂罐浮頂接地連接能夠按標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)，用兩根大于25mm2的軟銅線連接，接點(diǎn)的接觸電阻小于0.03。5 檢查檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的問題5.1各企業(yè)采用的防雷防靜電標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不統(tǒng)一檢查中發(fā)現(xiàn)各企業(yè)采用的標(biāo)準(zhǔn)不同，如，原水電部、電力部、中石化、中石油、地方標(biāo)準(zhǔn)。在用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中有的是試行本、有的是征求意見稿、有的已被廢棄。5.2生產(chǎn)裝置存在的問題5.2.1接地系統(tǒng)存在的問題，如：部分塔、罐、容器等設(shè)備沒有接地、有的只有一點(diǎn)接地、有的接地引下線斷裂、有的接地引下線水平敷設(shè)在地面上，進(jìn)出生產(chǎn)裝置管線無接地設(shè)施；裝置區(qū)內(nèi)的部分電機(jī)沒有進(jìn)行重復(fù)保護(hù)接地。5.2.2聚烯烴粉體料倉(cāng)存在的問題通過檢查檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，石油化工企業(yè)的聚烯烴料倉(cāng)在靜電方面存在很多問題，現(xiàn)列舉如下：（1）反應(yīng)器有結(jié)塊料；（2）粉體揮發(fā)份有意外偏高；（3）反應(yīng)器程控閥有內(nèi)漏；（4）脫氣倉(cāng)工藝控制指標(biāo)有時(shí)不在控制范圍內(nèi)；（5）料倉(cāng)過濾器材質(zhì)有的不是防靜電的，有的過濾器上的卡箍是孤立導(dǎo)體，另外過濾器經(jīng)常出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象；（6）料倉(cāng)粉塵粘壁厚度大于2mm，超過指標(biāo)控制值；（7）料倉(cāng)內(nèi)可燃?xì)怏w濃度經(jīng)常超過工藝設(shè)計(jì)指標(biāo)值。這些問題的存在可能直接誘發(fā)料倉(cāng)發(fā)生爆炸著火事故。5.2.3粉體下料口的靜電電位超標(biāo)現(xiàn)象聚乙烯包裝線下料口、聚丙烯包裝線下料口、小苯體法聚丙烯裝置下料口、ABS包裝線下料口、聚酯包裝下料口等包裝料袋的靜電電位，基本上都大于30kV，而安全界限是10kV。料袋包裝完畢成垛后的料垛的靜電電位達(dá)50 kV，遠(yuǎn)超過指標(biāo)值。5.3油罐、液化氣球罐存在的問題5.3.1罐的接地體距罐體不足3m，沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的安全距離。5.3.2接地引下線無斷接卡，采用焊接方式，不利于檢測(cè)。5.3.3接地引下線在地面上敷設(shè)幾米長(zhǎng)，會(huì)造成雷電的人員雷事故。5.3.4打開斷接卡檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)部分油罐接地電阻值大于10，由此可以推斷例行檢測(cè)的方法可能存在問題。5.3.5部分油罐上所設(shè)置的避雷針保護(hù)范圍不能覆蓋整個(gè)罐頂。5.3.6油罐梯子入口處沒有人體靜電泄放器。5.3.7有的油罐呼吸閥沒有設(shè)置阻火器，且又無避雷針對(duì)呼吸閥進(jìn)行保護(hù)。5.4 DCS控制系統(tǒng)及常規(guī)的儀器儀表系統(tǒng)在防雷方面存在的問題石油化工企業(yè)生產(chǎn)裝置的DCS控制系統(tǒng)及常規(guī)的儀器儀表系統(tǒng)均屬于微電子設(shè)備，極易遭雷擊損壞。造成事故的主要原因有兩個(gè)方面：一是由感應(yīng)雷造成的，二是由地電位反擊所造成的。為了消除這一隱患，GB50057-94建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（2000年修訂稿）與IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定DCS控制系統(tǒng)及常規(guī)的儀器儀表系統(tǒng)必須進(jìn)行等電位連接和安裝SPD過電壓保護(hù)器。檢查檢測(cè)DCS控制系統(tǒng)及常規(guī)的儀器儀表系統(tǒng)21套，沒有一套進(jìn)行等電位連接和安裝SPD過電壓保護(hù)器。5.5企業(yè)內(nèi)部接地電阻測(cè)試存在的問題企業(yè)內(nèi)部在進(jìn)行油罐和其它設(shè)備的接地電阻測(cè)試時(shí)，基本上不打開斷接卡，而是直接進(jìn)行測(cè)試，這種測(cè)試接地電阻的方法是不正確的，測(cè)試出的接地電阻值是不準(zhǔn)確的。6 石化企業(yè)防雷防靜電方面應(yīng)采取的相應(yīng)措施6.1嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)的安全管理規(guī)定、安全技術(shù)規(guī)定。6.2加強(qiáng)防雷防靜電的培訓(xùn)工作。6.3加強(qiáng)防雷防靜電設(shè)施的檢查。重點(diǎn)對(duì)以下幾方面進(jìn)行檢查，檢查中發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)整改。（1）關(guān)鍵生產(chǎn)裝置、重點(diǎn)生產(chǎn)部位的防雷防靜電接地情況。（2）浮頂油罐的浮盤接地連線情況。（3）對(duì)鐵路槽車、汽車槽車灌裝形式，接地情況，靜置時(shí)間，槽車內(nèi)是否有接地導(dǎo)體、孤立導(dǎo)體、絕緣物，裝