油气集输过程中的静电危害分析与控制技术研究

1 油气集输过程中静电的产生机理

1.1 静电产生的主要途径

油品在管道内流动时，油分子与管壁相互摩擦引发电荷分离。相关实验证实，油品流速和静电电荷密度呈平方正相关。一旦流速超过 5m/s ，静电产生量会大幅增多。

油品从顶部进行灌装操作时，冲击液面会形成飞溅现象，进而致使电荷快速积聚。以汽车油罐车的椭圆形油罐为例，在 3/4 液位处静电荷积聚量最大，电势能达到 2 - 3 万伏。

油品流经过滤器时，固体颗粒与液体发生摩擦会产生静电。若使用金属网过滤器且未安装跨接导线，电位差可能引发火花放电。

1.2 静电积聚的条件

静电积聚需具备以下条件：油品电阻率处于 区间（如汽油、煤油）；当环境湿度低于 40% 时，静电消散速度会减缓；管道、储罐等设备未有效接地，导致电荷无法及时释放。

2 静电控制的关键技术措施

2.1 工艺设备防静电设计

2.1.1 接地与跨接

接地与跨接是工艺设备防静电设计的基础措施。对于储油罐、管道、阀门等设备，必须确保其可靠接地，以将设备上可能产生的静电电荷及时导入大地，避免静电积聚到危险程度。通常规定接地电阻应不大于 100Ω ，这是为了保证静电能够顺畅地泄放。

在管道系统中，每隔 300-- 400m 设置接地点是十分必要的。这是因为管道在输送介质过程中，由于介质与管道内壁的摩擦等原因，会产生静电电荷。若管道过长且没有合适的接地点，静电电荷就会在管道上不断积聚。而每隔一定距离设置接地点，可以将管道分段接地，及时将静电电荷泄放。

在管道的交叉点处，由于不同管道之间的电位可能存在差异，这种电位差容易引发静电放电现象。因此，需要使用跨接导线将交叉点处的管道连接起来，消除电位差，确保管道系统的电气连续性，从而有效防止静电放电事故的发生。

2.1.2 流速控制

流速控制对于防止静电产生至关重要。当易燃液体在金属管道中流动时，液体与管道内壁之间的摩擦会产生静电电荷。如果液体流速过快，摩擦加剧，产生的静电电荷也会增多，增加了静电放电引发事故的风险。因此，规定易燃液体在金属管道中的流速应不大于 5m/s。

气体在管道中流动时也会产生静电。气体流速过快，同样会导致静电电荷的大量产生。所以，气体流速应控制在不大于 8m/s 的范围内。

在灌装操作中，采用底部进料方式是一种有效的防静电措施。传统的顶部进料方式容易导致液体喷溅，喷溅过程中会产生大量的静电电荷。而底部进料方式可以减少液体的喷溅，降低静电产生的可能性，从而保障灌装过程的安全。

2.1.3 过滤器防静电

为了消除过滤器产生的静电电荷，可以在过滤器末端安装散驰容器。散驰容器能够有效地将过滤器上积聚的静电电荷消除 95% 以上，大大降低了静电放电的可能性。

同时，过滤器与管道之间的连接也需要注意电气连续性。采用金属软管连接过滤器与管道，可以确保两者之间的电气连接良好，避免因连接不良导致的静电积聚问题。金属软管具有良好的导电性，能够及时将过滤器上可能产生的静电电荷传导到管道上，进而导入大地。

2.2 人体静电防护

2.2.1 着装要求

工作人员的着装对于人体静电防护起着关键作用。防静电服和导电鞋是人体静电防护的基本装备。防静电服通常采用特殊的防静电面料制成，能够有效防止静电的产生和积聚。导电鞋则具有良好的导电性能，可以将人体产生的静电电荷及时导入大地。

而化纤衣物在摩擦过程中容易产生静电电荷，因此工作人员禁止穿着化纤衣物进入危险区域。在进入危险区域操作前，工作人员应通过静电释放器或金属键盘释放身上的静电电荷。静电释放器是一种专门用于消除人体静电的设备，工作人员只需将手放在静电释放器上，即可将身上的静电电荷释放掉。金属键盘同样具有导电性，操作人员在触摸金属键盘时，也能将静电电荷传导出去。

2.2.2 行为规范

在危险区域内，工作人员的行为也需要严格规范。禁止在危险区域梳头、脱衣或进行剧烈活动。梳头时，梳子与头发之间的摩擦会产生静电电荷；脱衣时，衣物之间的摩擦也会产生静电；剧烈活动则会使人体与周围环境之间的摩擦加剧，增加静电产生的可能性。这些行为都可能导致人体静电电荷的积聚，从而增加静电放电的风险。

在自助加油时，车主应避免返回车内。因为当车主返回车内时，身体与座椅等物体之间会发生摩擦，重新积聚静电电荷。如果此时再次接触加油枪等设备，就可能发生静电放电，引发火灾事故。

2.3 环境与设备管理

2.3.1 湿度控制

湿度对静电的产生和释放有着显著的影响。在干燥季节，空气湿度较低，静电容易在物体表面积聚。因此，需要通过加湿系统维持相对湿度不低于 60% 。当环境湿度增加时，空气中的水分子会附着在物体表面，形成一层薄薄的水膜。这层水膜具有良好的导电性，能够使静电电荷更容易沿绝缘体表面释放，从而降低静电积聚的可能性。

2.3.2 检测与维护

定期检测接地电阻是确保工艺设备防静电系统正常运行的重要措施。通过检测接地电阻，可以及时发现接地系统是否存在问题，如接地线断裂、接地极腐蚀等。如果接地电阻不符合标准，应及时进行维修或更换，确保接地系统能够有效地将静电电荷导入大地。

对于易积聚静电的设备，如油罐车、鹤管等，需要定期进行静电消除处理。这些设备在装卸、运输过程中容易产生静电电荷，如果不及时消除，可能会引发事故。可以采用静电消除器等设备对这些设备进行静电消除处理，确保设备表面的静电电荷处于安全范围内。

结束语

油气集输过程中的静电危害具有隐蔽性、突发性和破坏性。通过优化工艺设计、强化人体防护、提升环境管理，可显著降低静电风险。未来需进一步研究智能静电监测系统，实现实时预警与自动处置，为油气行业安全生产提供更高水平的技术保障。

参考文献：

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