浅谈静电的产生、危害与预防

　　天然气和油田混合烃在管道输送中，通过离心泵增压；在槽车顶部充装等都可产生大量静电，天然气和油田混合烃均属易燃易爆物品，静电过多积累，就会引起事故。通常情况下，静电是指在一定的容积中或表面上存在的正负电荷的代数和。它和动电荷（电流）的区别是静电处于相对静止状态，可以长时间保持，除非因放电或泄漏而消失。静电是一个相当古老的课题，人们对于电的认识最初就来自物体的静带电。在我们生活中,用塑料梳子梳头时或脱下合成纤维衣料的衣服时，经常听到轻微的放电声，这就是静电现象。雷电是一种自然界的静电现象。在石油化工企业生产中的静电现象也很多，特别是储存和输送过程中经常遇到有害的静电。要知道静电是如何产生的,就必须要懂得接触电位差和双电荷层的定义。

　　原子核对其周围的电子有束缚力，而且不同物质束缚电子的能力是不同的。这个束缚能力用逸出功来衡量。两种物质紧密接触时，电子从逸出功小的一方向逸出功大的一方转移，接触面上出现电位差。这种电位差就叫做接触电位差。与接触电位差出现的同时，接触面上逸出功小的一方失去电子出现正电荷层，逸出功大的一方获得电子出现负电荷层。这就是双电荷层。简单的说就是两种物质紧密接触时, 其中一个物体失去电子带正电，另一个获得电子带负电。当紧密接触的两种物质分离时即可产生静电。根据电泳、电毛细和电渗现象的实验证明，当天然气、油田混合烃在固体表面上或固体管道内流动时，在固体表面上一个分子直径大小的范围内，吸附着一层离子，这就是一个固定的电荷层，不随液流移动。在固定电荷层中正电层较厚,可达上百个分子直径或更多，可因液体流动而相对与固体的荷电层滑移，称之为自由电荷层。天然气、油田混合烃流动使带正电的自由电荷层相对带负电的固定电荷层滑移，这就造成了电荷的聚集，产生高压静电。静电电荷的多少不仅仅决定于静电的产生, 还决定于静电的消散。生产中常见的甲烷、乙烯、丙烷、丁烯、丁烷、油田混合烃、稳定轻烃、苯等都容易产生和聚集静电。天然气、油田混合烃由于各种机械运动、接触、分离、沉降、喷射、飞溅等带电现象按机械运动的形式分：

　　1、天然气、油田混合烃流动摩擦带电：

　　流体流动摩擦带电是工业生产中常见的一种静电带电型式，尤其在石油企业中更常见。其实质也是接触与分离的过程。由于天然气、油田混合烃的运动，便在其中带有静电荷。

　　2、油田混合烃、稳定轻烃喷射带电：

　　油田混合烃、稳定轻烃从喷嘴高速喷出后成为雾状液滴而带电。当有压力的油田混合烃、稳定轻烃从喷嘴或管口喷出以后，在出口处呈束状的液体与空气的接触中分裂成许许多多的小液滴，其中比较大的液滴很快地沉降，其他微小的液滴停滞在空气中形成小液滴云，这个小液滴云是带有大量电荷的电荷云。

　　3、 稳定轻烃冲击，飞溅带电：

　　稳定轻烃经过顶部注入储罐、槽车中装油，油柱下落后对罐壁或油面发生冲击，引起飞沫，气泡和雾滴带电，稳定轻烃从管道口喷射出后遇到了壁或者板，稳定轻烃向上气溅，飞散成许多微小的液滴，这些微小的液滴已带有电荷并在其空间形成了电荷云。

　　4、 油田混合烃、稳定轻烃沉降带电：

　　在绝缘性液体，例如非纯净的油田混合烃、稳定轻烃中，含有固体颗粒杂质或水份，当这些小颗粒或由小水滴聚成的大水滴在油田混合烃、稳定轻烃中发生沉降时将产生静电。

　　在天然气、油田混合烃和稳定轻烃生产过程中，主要是输送、储存、装车以及在倒罐的环节中，由于油品物理性质的决定，在上述的生产过程中具备了液体静电起电以及积聚条件，由于静电火花或静电电场力的作用，在生产过程中静电会造成不同形式的危害。静电主要造成爆炸和火灾、电击两种形式的危害。

　　1、爆炸和火灾

　　爆炸和火灾是静电危害中最为严重的危害。静电电量虽然不大，但因其电压很高而容易发生火花放电。如果所在场所有天然气、油田混合烃或稳定轻烃与空气形成爆炸性混合物，即可由静电火花引起爆炸或火灾。当带静电的人体接近接地体或接地体的人体接近带静电物体时，都可能发生火花放电，导致爆炸或火灾。

　　2、电击

　　人在工作过程中，由于衣服等固体物质的接触和分离，以及静电感应等原因均可产生静电。当人体与其他物体之间放电时，人即遭到电击，因为这种电击是通过放电造成的，所以电击时人的感觉与放电量有关。当人体电容为900微微法时，静电放电电击程度随人体电压的变化。由于静电电量小，生产工艺过程中产生的静电所引起的电击不致直接使人致命。但人体可能因电击引起坠落、摔倒等二次事故；电击还可能引起工作人员精神紧张，妨碍正常工作。

　　根据上述可以了解了产生静电的原因以及静电的危害，静电最为严重的危险是引起爆炸和火灾，我们结合压气站采取了以下措施以消除静电产生的危害，以保障压气站的安全稳定运行。

　　1、防止人体带电。一个穿着化纤衣物和穿胶皮鞋的人在地面走动时，人体的静电电压高达5000~15000伏，人体的电容量一般为100~200微微法，放电时的能量以超过了5毫焦耳，足可以引燃可燃气体。所以压气站所有职工必须穿戴工作服和工鞋，杜绝穿化纤衣服、胶皮鞋，以减少在人体上产生的静电。

　　2、在充装油田混合烃和稳定轻烃时，流速严格控制在5米/秒以内；当气候干燥湿度在40%以下时，在充装现场必须洒上水；因油罐车在急刹车时会产生大量的静电，因此在罐车进入站内必须严禁急刹车，以减少静电的产生。

　　3、为防止静电火化的发生，要求在充装油田混合烃和稳定轻烃时将油管线与罐车用跨线连接，并连接到接地上已导除静电；接地线在连接或摘除时会发生火花，在罐车装完后必须关闭入口盖后，再取掉接地线。

　　4、良好的接地。压气站在50万装置区、配气分离器、区、储备球罐区凝析油罐区储罐、SW64压缩分离器区等危险区域敷设环形接地网，环形网每隔8米处用L50*50*5的镀锌角钢做接地极，将容器用下引线与接地网相连。通过防雷检测中心检测节电电阻都小于1Ω，远远小于GB12158的10Ω标准。压气站装置区的接地系统可以将带电物体上的静电电荷通过接地导体，迅速地引入大地，从而导除静电荷的大量积聚。