油氣儲運(yùn)概論結(jié)課論文─油氣儲運(yùn)中的電知識自從18世紀(jì)富蘭克林對電的進(jìn)一步認(rèn)識，揭開了電的神秘面紗。電這個奇妙的東西就開始走進(jìn)我們的生活，隨著社會科技的進(jìn)步，對電的使用也越來越成熟，應(yīng)用的領(lǐng)域也是越來越廣泛，毫不夸張的說目前人類的活動百分之九十五以上和電息息相關(guān)。油氣儲運(yùn)這一于人類活動至關(guān)重要的生產(chǎn)過程當(dāng)然也不例外，下面本文將簡單介紹一下在油氣儲運(yùn)工藝中的幾處與電有關(guān)的知識。油氣儲運(yùn)過程的靜電與防護(hù)

根據(jù)雙電層理論，當(dāng)兩種不同屬性的物質(zhì)相接觸時，由于物質(zhì)得失電子的能力不同，在接觸面處發(fā)生電荷的重新排序和電子轉(zhuǎn)移，這樣就在界面兩側(cè)形成大小相等極性相反的電位差。所以任何兩種物質(zhì)發(fā)生剝離時都要發(fā)生產(chǎn)生靜電，對于石油工業(yè)，更重要的是流動液體由于反復(fù)接觸和分離其他物質(zhì)而導(dǎo)致的靜電荷。在流動之前，流體保持等量的正負(fù)離子并呈現(xiàn)中性。但是，一種極性的離子被容器或管線表面優(yōu)先帶走的自由離子分離，因而產(chǎn)生電荷。因此可以說油氣儲運(yùn)過程中靜電是不可避免的，但是產(chǎn)生靜電不一定會造成爆炸，靜電危害是在一定條件下造成的，形成靜電危害的四要素：=1\*GB3①有靜電產(chǎn)生的來源：②靜電得以積累，并達(dá)到足以引起放電的靜電電壓；③靜電放電的火花能量達(dá)到爆炸性混合物引超的最小引燃能量；④在靜電積聚區(qū)必須存在該油品爆炸極限范圍內(nèi)的由油品蒸氣和空氣混合成的適當(dāng)比例的混合氣。這四個條件必須同時存在才可能造成危害，否則不可能引起靜電危害的發(fā)生。因此，在油氣儲運(yùn)過程中要防止靜電危害，就必須防止上述四個條件同時存在。分析儲運(yùn)過程中電導(dǎo)率，判斷其靜電的積聚程度，靜電的產(chǎn)生與物質(zhì)的導(dǎo)電性能有很大關(guān)系。電阻率越小，則導(dǎo)電性能越好。根據(jù)大量實驗資料得出的結(jié)論：電阻率為10的12次方的物質(zhì)易產(chǎn)生靜電，而大于10的16次方Ω。cm或小于10的9次方Ω。cm的物質(zhì)都不易產(chǎn)生靜電。如物質(zhì)的電阻率小于10的9次方Ω。cm，因其本身具有較好的導(dǎo)電性能，靜電將很快泄漏。但如汽油、苯、乙醚等，它們的電阻率都在10的11次方-10的14次方Ω。cm，都很容易產(chǎn)生和積累靜電。因此，電阻率是靜電能否積聚的條件。靜電積聚與各種危險化學(xué)品的電導(dǎo)率有關(guān)。油品的導(dǎo)電性能常用電導(dǎo)率r表示，單位是西門子每米（S/m），電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)，它是衡量油品導(dǎo)電性能好壞的物量參數(shù)。按照BG6950-86《輕質(zhì)油品安全靜止導(dǎo)電率》之規(guī)定：當(dāng)油品的靜止導(dǎo)電率大于或等于油品安全靜止導(dǎo)電率值時，為油品安全靜止導(dǎo)電率，在該導(dǎo)電率值時，油品不會發(fā)生靜電聚積。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定安全靜止導(dǎo)電率值為50ps/m。油品的最小引燃能量所謂最小引燃能量，也稱最小著火能量，是指引燃各種可燃性氣體，易燃液體蒸氣和空氣相混合的爆炸混合物所需的最低能量，常用10的-3次方焦耳即毫焦（mJ）為單位。大多數(shù)有機(jī)蒸汽和烴類氣體最小引燃能量都在0。01-0。1mJ之間；乙炔和氫氣在空氣中的最小引燃能量僅為0。019mJ；而炸藥的最小引燃能量0。001mJ。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)氣體的溫度和壓力變化時，最小引燃能量會稍有變化，溫度升高或壓力增大，最小引燃能量就變小。油氣儲運(yùn)過程中的靜電防范措施通過上述對靜電危害“四要素”的分析，要防范油氣儲運(yùn)過程中的靜電危害，就不能使“四要素”同時具備。儲運(yùn)過程的分類為了對油氣儲運(yùn)過程的靜電防范，按是否帶壓分：全壓式儲運(yùn)：就是指在儲運(yùn)全過程中有一定壓力，油氣不與空氣混合，不形成可爆炸的混合物。常壓式儲運(yùn)：是指在儲運(yùn)全過程中有一部分或一個點是常壓操作，油氣可能與空氣混合形成可爆炸的混合物。全壓儲運(yùn)的靜電防范在全壓儲運(yùn)過程中，如液化石油油的儲運(yùn)，從管道、儲罐、裝運(yùn)全過程是密閉的，不可能產(chǎn)生與空氣混合，所以在管道中流動的可燃液體，即使有較高的平均電荷密度，但往往由于管道內(nèi)有較大電容，并不顯示出有較高的電壓，且在管道中又因為沒有空氣，所以不會引起燃燒和爆炸。因此對于全壓式儲運(yùn)過程從理論上認(rèn)為可以不考慮儲運(yùn)過程中的靜電問題，但是在這種情況下，管道內(nèi)的液體聚積了一定的靜電。因此應(yīng)采取以下措施：防止管道泄漏。雖然靜電在管道內(nèi)部并不構(gòu)成危險，但其嚴(yán)重的危害卻主要是在管道的出口處，所以在管道泄漏處容易出現(xiàn)靜電引燃泄漏出來與空氣混合的爆炸氣體，因此在全壓儲運(yùn)過程中，要盡量防止系統(tǒng)泄漏。對于全壓儲運(yùn)過程中的放空操作，如液化氣裝車過程中的滑管液位計噴液和儲罐的排污操作要嚴(yán)格控制排放流速，高壓水流在沖擊對地絕緣的固體時，細(xì)微的水滴和固體也均會帶電。如周圍有易燃易爆氣體時，也會因靜電放電而造成爆炸危險。同時在條件允許的情況可以在排放口處加靜電接地線。當(dāng)液化石油氣發(fā)生泄漏時，為了防止爆炸，可向泄漏處噴水進(jìn)行冷卻，因為可以提高可燃物的最小引燃能量，降低因靜電產(chǎn)生火花引燃可燃?xì)怏w的可能性。高電導(dǎo)率常壓儲運(yùn)過程中的靜電防范高電導(dǎo)率常壓儲運(yùn)如甲醇，其電導(dǎo)率為4。4×10-

7S/cm,這遠(yuǎn)大于

50ps/m,所以在甲醇的儲運(yùn)過程中不可能產(chǎn)生靜電聚積，同時鐵路裝運(yùn)過程中由于槽車本來就與鐵軌接地，不需要做過多的接地設(shè)施。低電導(dǎo)率常壓儲運(yùn)過程中的靜電防范

低電導(dǎo)率是指油品的電導(dǎo)率小于

50ps/m時，在儲運(yùn)過程中容易產(chǎn)生靜電聚積，如原油、成品油等其電阻率都在

10的11次方-

10的14次方Ω·cm，必須嚴(yán)格按《液

體

石

油

產(chǎn)

品

靜

電

安

全

規(guī)

程》GB13348-

92

執(zhí)行。同時要做好以下措施：嚴(yán)格控制裝車流速。限制易燃和可燃液體的流速，可以大大減少靜電的產(chǎn)生和積聚。當(dāng)液體層流時，產(chǎn)生的靜電量與流速成正比，且與管道的內(nèi)徑大小無關(guān)；湍流時則與流動速度的平方成正比，因此湍流的危險性更大；盡量減少系統(tǒng)內(nèi)油氣與空氣接觸的點，如果無法避免時，如常壓裝車，也要使其濃度在爆炸極限以外。也就是要求常壓裝車時在罐口增加密封蓋，減少空氣與油氣混合；盡量減少油品內(nèi)的含水。低電導(dǎo)率液體中出現(xiàn)第二相液體時，會大大增加靜電產(chǎn)生。最常見的第二相液體是水。應(yīng)盡量消除第二相液體，如盡量減少罐內(nèi)和管道內(nèi)的水。通過上述對靜電防范措施的分析，在靜電防范過程中必須認(rèn)真分析各類油氣產(chǎn)品的靜電性質(zhì)，做到對證防范，這樣可以減少無用的措施，使操作更加安全簡捷。管道的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)輸油管道基本上都采用碳素鋼無縫鋼管、直縫電阻焊鋼管和螺旋焊縫鋼管。輸油管道的敷設(shè)一般采用地上架空或埋地兩種方式。但無論采用哪種方式，當(dāng)金屬管道和周圍介質(zhì)接觸時，由于發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用而引起其表面銹蝕。金屬管道遭到腐蝕后，在外形、色澤以及機(jī)械性能方面都將發(fā)生變化，影響所輸油品的質(zhì)量，縮短輸油管道的使用壽命，嚴(yán)重可能造成泄露，污染環(huán)境，甚至不能使用。當(dāng)金屬和電解質(zhì)溶液接觸時，由電化學(xué)作用而引起的腐蝕叫電化學(xué)腐蝕。它和化學(xué)腐蝕不同，是由于形成了原電池而引起的。金屬管道與含有水分的大氣，土壤、湖泊、海洋接觸。這些介質(zhì)中含有CO2、SO2、HCl、NaCl及灰塵都是不同濃度的電解質(zhì)溶液，金屬本身由于含有雜質(zhì)，由于鐵元素和雜質(zhì)元素的電位不同，所以當(dāng)鋼鐵暴露于潮濕空氣中時，由于表面的吸附作用，就使鐵表面上覆蓋一層極薄的水膜。水的電離度雖小，但仍能電離成H+離子和OH-離子，在酸性介質(zhì)的大氣環(huán)境中H+的數(shù)量由于水中溶解了CO2、SO2等氣體而增加。因此，鐵和雜質(zhì)就好象放在含有H+、OH-、HCO32-、HSO3-等離子的溶液中一樣，形成了原電池。鐵為陽極，雜質(zhì)為陰極。由于鐵和雜質(zhì)緊密的接觸，電化學(xué)腐蝕作用得以不斷進(jìn)行。鐵變成鐵離子進(jìn)入水膜，同時多余的電子移向雜質(zhì)。水膜中的Fe2+離子和OH-離子結(jié)合，生成Fe（OH）2附著在鐵表面，這樣鐵便很快遭受腐蝕。其反應(yīng)如下：陽極（鐵）Fe=Fe2++2e-Fe2++2OH-=Fe（OH）2陰極（雜質(zhì)）

2H+2e-

=H2↑

然后，

Fe（OH）2被氧氣氧化為Fe（OH）3。Fe（OH）3及其脫水產(chǎn)物Fe2O3是紅褐色鐵銹的主要成分。該腐蝕實際上是在酸性較強(qiáng)的情況下進(jìn)行的。在一般情況下，如果鐵表面吸

附的水膜酸性很弱或是中性溶液，則在陽極也好是鐵氧化成Fe2+離子，在陰極主要是溶解在水膜中的氧得到電子：

陽極

2Fe=

2Fe2+4e-陰極

O2

+

2H2O

+

4e-=4OH-

所以介質(zhì)中不僅H+離子能引起金屬腐蝕，含有氧時也能腐蝕。影響金屬腐蝕的因素包括金屬的本性和外界介質(zhì)兩個方面。就金屬本身來說，金屬越活潑就越容易失去電子而被腐蝕。外界介質(zhì)對金屬腐蝕的影響也很大，如果金屬在潮濕的空氣中，接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液，都易于腐蝕。電化學(xué)保護(hù)技術(shù)。電化學(xué)保護(hù)技術(shù)主要包括陽極保護(hù)和陰極保護(hù)兩種。其中，陽極保護(hù)主要指將被保護(hù)的金屬處于穩(wěn)定狀態(tài)而不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而達(dá)到防腐作用，主要通過外加電源或是氧化劑的方法來實現(xiàn)；而陰極保護(hù)主要指在陰極表面形成陰極電流，從而使其表面陰極極化來達(dá)到防腐的效果。此種方法最早用于船舶防腐，至今已有150年的歷史。1928年第一次用于管道是將金屬腐蝕電池中陰極不受腐蝕而陽極受腐蝕的原理應(yīng)用于金屬防腐技術(shù)上。針對于埋地管道，通常采用陰極保護(hù)與防腐層配合使用進(jìn)行防腐。目前這一技術(shù)國內(nèi)也較為成熟，已鋪設(shè)里程數(shù)萬公里，且效果顯著。利用外施電流或者陽極迫使電解液中被保護(hù)金屬表面全部陰極極化，從而達(dá)到防腐蝕的作用。要實現(xiàn)陰極保護(hù)需要一個必要的條件：即要具備陽極以及相對應(yīng)陰極，同時要有土壤或水之類的電介質(zhì)來形成導(dǎo)電電路。油庫配電系統(tǒng)接地線保護(hù)當(dāng)前油罐、管線的腐蝕檢測和防腐技術(shù)正在逐步成熟。然而．埋地接地線的腐蝕問題仍被忽視。一方面，由于埋地線的腐蝕不影響到介質(zhì)的泄漏，重視程度不夠，埋地線普遍沒有基本的防腐措施，極易在短期內(nèi)造成嚴(yán)重腐蝕；另一方面．由于其埋地的特殊性增加了腐蝕程度判斷和防腐維護(hù)工作的難度．腐蝕問題不能得到及時處理。就目前的埋地接地系統(tǒng)而言，在做法和設(shè)計上仍存在很多弊端，這些不安全因素如不能得到重視必將為以后的安全工作留下隱患。根據(jù)實際工作中．接地線的使用應(yīng)注意以下事項：工作之前必須檢查接地線。軟銅線是否斷頭．螺絲連接處有無松動，線鉤彈力是否正常，不符合要求應(yīng)及時調(diào)換或修好后再使用。掛接地線前必須先驗電，來驗電掛接地線是基層中較普遍的習(xí)慣性違章行為，在懸掛時接地線道體不能和身體接觸。在工作地點兩段兩端懸掛接地線，以免用戶倒送電，感應(yīng)電的可能，深受其害的例子不少。在打接地樁時，要撥能借地體能快速疏通事故大電流，保證接地質(zhì)量。要愛護(hù)接地線。接地線在使用過程中不得扭花，不時應(yīng)將軟銅線盤好，接地線在拆除后，不得從空中丟下或隨地亂摔，要用繩索傳遞，注意接地線的清潔工作。新工作人員必須經(jīng)過對接地線使用的培訓(xùn)、學(xué)習(xí)．考核合格后，方能單獨(dú)從事接地線操作或使用工作。按不同電壓等級選用對應(yīng)規(guī)格的接地線。嚴(yán)禁使用其它金屬線代替接地線。現(xiàn)場工作不得少掛接地線或者擅自變更掛接地線地點。接地線具有雙面性，它具有安全的作用．使用不當(dāng)也會產(chǎn)生破壞效應(yīng)，所以工作完畢要及時拆除接地線。帶接地線合開關(guān)會損壞電氣設(shè)備和破壞電網(wǎng)的穩(wěn)定，會導(dǎo)致嚴(yán)重的惡性電氣事故。另外加強(qiáng)日常巡