管道静电跨接

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1、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

2、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23万伏。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 19

3、82 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

4、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

5、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作者：李德棠文章来源：广东气象点击数：638 更新时间：2006-8-31随着我

6、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

7、体，闪点温度较低（-5030C）、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

8、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10mx10m或12mx8m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

9、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，

10、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10Q。（ 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

11、阻不大于100。（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300。 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：储油罐接地不规范，只有一点接 地，有的甚至没有接地；输油管道的法兰连接

12、螺栓少于5根的，没有作电气连接；油槽车卸油场所没有安装防静电接地装置。对于、，还较易处理。由于油罐区不能使用电弧焊接，故对的处理比较麻烦。建议在地下室外加装接地体，将油罐的吊环经防锈处理后，涂上导电膏，包上一 层铅垫，再用 U 型螺栓将接地线压接在吊环上。这种连接方式只有一种补救措施，在 每年雷雨季节之前，做全面检查。当其接口处的过渡电阻较大时，需要重新作防锈处 理。石化企业防雷防静电现状娄仁杰1何明俊1倪承德2（1中国石油天然气股份有限公司安全技术研究所，大连116031）（2大连石化分公司，大连116031）近几年，我们对石化企业进行了防雷防静电检查检测，其中包括油罐与液化气球罐、生产装置

13、、火车装车与汽车装车栈台、独立避雷针、DCS控制系统、常规仪器仪表系统、加油站、工作服、工作鞋、通讯站、库房、采样绳、防雷防静电检测台帐等。这里重点介绍检查检测情况，以及石化企业防雷防静电方面所采取的相应措施。1石油化工企业非常重视防雷防静电工作,把防雷防静电工作编入企业的规章制度中，每年都进行春季防雷检查和秋季防静电检查，做到台帐齐全。2部分生产装置在防雷防静电方面能够严格执行国家标准和IEC标准进行设计、施工。女如(1)进出生产装置的管道采取了接地措施，接地电阻值小于10Q,防止了感应雷的侵入和杂散电流的侵入；(2)装置区内的各种塔、 容器、罐、设备、电机均按标准规定进行接地，接地电阻值小

14、于10Q, 为雷电流、杂散电流、静电电荷等提供了安全泄放通道；(3)装置区 内的各种法兰、阀门设有跨接线，跨接接触电阻值均小于0.03Q,消除 了法兰间和阀门处的放电现象。3部分企业把接地引下线焊接连接方式改为断接卡的连接方式,能够在 检查检测中及时发现接地体所出现的问题。4外浮顶罐浮顶接地连接能够按标准要求设计，用两根大于25mm2的软 铜线连接，接点的接触电阻小于003Q。5检查检测中发现的问题5.1各企业采用的防雷防静电标准规范不统一检查中发现各企业采用的标准不同，如，原水电部、电力部、中石化、 中石油、地方标准。在用的标准规范中有的是试行本、有的是征求意见 稿、有的已被废弃。5.2生产

15、装置存在的问题5.2.1接地系统存在的问题，如：部分塔、罐、容器等设备没有接 地、有的只有一点接地、有的接地引下线断裂、有的接地引下线水平敷 设在地面上，进出生产装置管线无接地设施；装置区内的部分电机没有 进行重复保护接地。5.2.2聚烯烃粉体料仓存在的问题 通过检查检测发现，石油化工企业的聚烯烃料仓在静电方面存在很多问 题，现列举如下：（1）反应器有结块料；（2）粉体挥发份有意外偏高;（3）反应器程控阀有内漏；（4）脱气仓工艺控制指标有时不在控制范 围内；（5）料仓过滤器材质有的不是防静电的，有的过滤器上的卡箍 是孤立导体，另外过滤器经常出现堵塞现象；（6）料仓粉尘粘壁厚度 大于2mm，超过

16、指标控制值；（7）料仓内可燃气体浓度经常超过工艺设 计指标值。这些问题的存在可能直接诱发料仓发生爆炸着火事故。5.2.3粉体下料口的静电电位超标现象聚乙烯包装线下料口、聚丙烯包装线下料口、小苯体法聚丙烯装置下料 口、ABS包装线下料口、聚酯包装下料口等包装料袋的静电电位，基本 上都大于30kV，而安全界限是10kV。料袋包装完毕成垛后的料垛的静 电电位达50 kV，远超过指标值。5.3油罐、液化气球罐存在的问题5.3.1罐的接地体距罐体不足3m,没有达到标准要求的安全距离。5.3.2接地引下线无断接卡，采用焊接方式，不利于检测。5.3.3接地引下线在地面上敷设几米长,会造成雷电的人员雷事故。5

17、.3.4打开断接卡检测，发现部分油罐接地电阻值大于10Q,由此 可以推断例行检测的方法可能存在问题。5.3.5部分油罐上所设置的避雷针保护范围不能覆盖整个罐顶。5.3.6油罐梯子入口处没有人体静电泄放器。5.3.7有的油罐呼吸阀没有设置阻火器，且又无避雷针对呼吸阀进 行保护。5.4 DCS控制系统及常规的仪器仪表系统在防雷方面存在的问题石油化工企业生产装置的DCS控制系统及常规的仪器仪表系统均属于微 电子设备，极易遭雷击损坏。造成事故的主要原因有两个方面：一是由 感应雷造成的，二是由地电位反击所造成的。为了消除这一隐患，GB50 057-94建筑物防雷设计规范（2000年修订稿）与IEC标准规

18、定DCS 控制系统及常规的仪器仪表系统必须进行等电位连接和安装SPD过电压 保护器。检查检测DCS控制系统及常规的仪器仪表系统21套，没有一套进行等 电位连接和安装SPD过电压保护器。5.5企业内部接地电阻测试存在的问题企业内部在进行油罐和其它设备的接地电阻测试时，基本上不打开断接 卡，而是直接进行测试，这种测试接地电阻的方法是不正确的，测试出 的接地电阻值是不准确的。6石化企业防雷防静电方面应采取的相应措施6.1严格执行现行的国家标准和行业的安全管理规定、安全技术规 定。6.2加强防雷防静电的培训工作。6.3加强防雷防静电设施的检查。重点对以下几方面进行检查，检 查中发现问题要及时整改。（1

19、）关键生产装置、重点生产部位的防雷防静电接地情况。（2）浮顶油罐的浮盘接地连线情况。（3）对铁路槽车、汽车槽车灌装形式，接地情况，静置时间，槽 车内是否有接地导体、孤立导体、绝缘物，装车流速，操作人员的着装 等情况进行检查。(4) 液化气装车管的金属头的泄漏电阻。(5) 铁路钢轨的接地电阻。(6) 聚烯烃粉体料仓静电方面的各种情况。(7) 粉体出口处的静电电位。(8) 采样绳的电阻值。(9) 加油站加油枪的泄漏电阻，呼吸阀的接地电阻和法兰接触电 阻。(10) 避雷针的保护范围。(11) 防雷接地体与构筑物以及其它接地体的安全距离。(12 )独立避雷针与构筑物间的安全距离。7结束语通过对石化企业的防雷防静电状况的检查，可以发现石化企业的防 雷防静电工作还是存在很多问题，应该在标准、技术上做到统一，加强 防雷防静电工作的管理，防止雷电或静电对石化企业造成的危害。