汽車加油站靜電事故形成機理及預防對策

摘要：石油產品具有易燃、易爆、易蒸發、易滲漏、易產生和積聚靜電荷的特點。作為存儲、收發石油產品的能源供應便利點，加油站存在大量的油蒸氣，靜電是引起加油站事故的重要原因。在加油站的安全管理中，防止靜電危害的產生是一項十分重要的工作。本文在靜電產生機理的基礎上對加油站靜電事故的成因進行分析，并結合靜電事故的發生條件提出相應預防對策。

關鍵詞：消防；汽車加油站；靜電；成因；預防對策

1 加油站靜電產生機理

加油站是儲存、收發石油產品的場所，這些石油產品主要以液體的形式存在。當液相與固相之間、液相與氣相之間、液相與另一不相混溶的液相之間，由于流動、攪拌、沉降、過濾、搖晃、噴射、飛濺、沖刷、灌注等接觸、分離的相對運動，都會產生靜電。液體介質中產生靜電的形式主要有流動帶電、噴射帶電、沖擊帶電和沉降帶電，這些起電方式都可以用液體介質的起電機理來加以分析。

1.1 液體介質靜電起電機理

1.1.1 液體與固體界面起電

通常在液體內部存在著雜質離子，當液體處于靜態時，這種雜質離子有選擇地被吸引到儲存液體的器壁上，但電荷量相等的異號離子將被留在液相內，并聚集在交界面附近，于是在界面處形成偶電層。緊貼于固體表面的離子層稱為固定(電荷)層，處于液體中的異號離子層稱為擴散(電荷)層。當液一固兩相物質發生相對運動時，偶電層中的兩層電荷被迫分離，電中性被破壞，這時液體就會出現帶電現象，形成流動帶電。汽油、柴油、潤滑油等石油產品在管道中輸送或注入油罐的過程中，都會引起這種方式的靜電起電。

1.1.2 液體與氣體界面起電

水與其他液體在噴霧或發泡時能產生大量的靜電和較高的電位。它的起電機理是由于液體與空氣形成的偶電層被破壞所致，當液體分裂成細末時，液滴呈現正電性，而飛沫為負電性。液體介質的噴射帶電和沖擊帶電就屬于這種方式的起電。

1.2 影響液體靜電產生的幾個因素

1.2.1 液體所含雜質對靜電產生量的影響

非常純凈的高度精煉石油產品在管道內流動是不容易帶電的，但存在雜質時會產生靜電，如油品中含有的少量水在沉降過程中很容易帶電，甚至引起靜電事故。通過實驗還發現，液體中雜質過多時也不容易產生靜電，這是由于隨著雜質的增多，液體電導率增大，靜電容易泄漏的緣故。

1.2.2 電阻率對靜電產生量的影響

在一定范圍內靜電產生量隨電阻率的增加而增大，但達到某一數值后，它又隨著電阻率值的增加而減小。

1.2.3 管道材料和管道內壁粗糙程度的影響

管線材質對管線中流動的液體所產生的液流電流的影響是不可忽略的。除管道材質的影響外，管道內壁的粗糙程度對液流電流也有影響。實驗表明，內壁越粗糙，靜電產生量越大。

1.2.4 水分的影響

當高阻的油品中含有水分時，水雖然不會與油品直接作用而使靜電增加，但會與油品中的雜質起作用從而間接影響油品的帶電量。實驗結果表明，當油品中混入水分在1%-5%時，其靜電產生量最多，靜電危險性也越大。

2 加油站靜電事故發生的條件與主要環節

2.1 加油站靜電事故發生的條件

靜電的產生是無法避免的，但并不是所有的靜電最后都能形成危害。在加油站的作業過程中，靜電引起火災和爆炸事故必須具備以下條件：

⑴帶電體周圍存在著爆炸性混合物，且其濃度正好在爆炸極限范圍內。

⑵具有產生和積累靜電并構成放電的條件。

⑶靜電放電的能量應當大于或等于可燃物的最小點火能量，即成為可燃物的引火源。

2.2 加油站事故發生的主要環節

加油系統主要由加油機、輸油管線、油罐等設施組成，靜電主要在儲罐區、輸油管道、加油區及油罐車等部位產生和聚集。受設施結構等因素的影響，各環節靜電產生的原因也各不相同。

2.2.1 儲罐區靜電的產生

儲罐在裝、卸油或倒罐時，油品從進油管內高速噴出，由于噴射起電而使油罐帶電。同時，油品沖擊到罐壁造成油霧或起泡，也容易使電荷堆積，并發生放電現象。

2.2.2 輸油管道靜電的產生

油品在輸油管道中流動時，易發生流動起電，形成流動電流。管線外壁電荷來不及導人大地，容易產生靜電積聚發生放電現象。

2.2.3 加油區靜電的產生

加油區靜電產生主要來自于加油作業，加油槍加注的較高流速的油品因噴射或沖擊油箱起泡(油霧)產生靜電，或加油人員因違章穿化纖衣服產生靜電并積聚發生放電。

2.2.4 油罐車靜電的產生

油罐車在裝卸油過程中，由于油品在槽車內震蕩、油品與槽車壁碰撞摩擦發泡、槽車在油庫裝油時與鶴管反復沖刷、接觸、摩擦，卸油時導靜電連通軟管故障等都會使電荷聚集產生靜電。當帶電體因電荷積累達到一定的靜電電位時(汽油蒸氣與空氣的混合物一般約300V)，就會發生靜電放電現象。

3 加油站靜電事故的預防對策及措施

根據靜電作為點火源引起爆炸和火災的條件，防止加油站靜電災害的發生可以從控制靜電的產生和積聚；消除和減輕周圍環境引起爆炸和火災的危險這兩個方面入手。

3.1 減少靜電荷的產生

3.1.1 降低油品的流速

在油品營運過程中，包括裝車、裝罐、和管道運輸等，由于油品的靜電起電隨液流流速的增大而增大，故一旦增大流速就會形成靜電火災和爆炸事故，這是在油品事故中較為普遍的一種情況。

3.1.2 減少特殊操作中的靜電

⑴改進注油方式

改進注油方式，是有效減少靜電產生的重要措施。在輸送和灌裝過程中，應防止油品的飛散噴濺。具體來說分為以下幾種情況：從底部或上部入罐的注油管末端應設計成不易使油品飛濺的倒T形等形狀或另加倒流板；或者當從上部灌裝時使油品沿側壁緩慢流下；對罐車等大型容器灌裝油品時，宜從底部進油；對于電導率低于50pS／m的液體石油產品，在注油管未浸沒前，初始流速不應大于1m／s，當注油管被浸沒后，可逐步提高流速，但最大流速不應超過7m／s，另外還要在裝油前清理干凈容器。

⑵采用密閉裝車

密閉裝車采用金屬鶴管伸到車底，能保持良好的導電性，選擇較好的分裝配頭使油流平穩上升，從而減少摩擦和油流在罐體內的翻騰，能有效降低油品電位。同時，外部空氣無法進入槽車內從而使罐體內的油蒸汽不能與空氣形成爆炸性混合物，從根本上保證了安全裝車。

3.2 減少靜電荷的積累

3.2.1 靜電接地

靜電接地使石油工藝設備、設施與大地之間構成電氣上的泄漏通路，將油品產生的靜電電荷及時泄漏至大地，防止靜電電荷的積聚。另外，由于與大地相連，限制設備、設施的靜電電位上升，從而限制由此產生的靜電放電。靜電接地法是消除靜電危害最簡單、也是最常用的方法。加油站設備、設施靜電接地通常采用焊接的方法，按照技術要求將靜電接地系統與設施設備的外壁相連。防靜電接地裝置的接地電阻不宜大于100Ω。

3.2.2 添加抗靜電劑

一般油品電導率過高或過低都不會帶上較多的電荷。在油品中加入微量的油溶性抗靜電添加劑，使其電導率達到國家標準GB6950—1986《輕質油品安全靜止電導率》規定的50pS／m的指標，以保證輕質油品在裝入油儲罐、鐵路罐車、油罐汽車、飛機等金屬容器后靜電電荷安全泄漏。

3.2.3 增加空氣相對濕度

介質物體處在潮濕的空氣環境中時將發生水分吸附現象，這些吸附的水分將導致介質物體表面電導率提高，從而使靜電荷泄漏能力增強，使靜電荷的衰減率大大加快，因此能有效地限制靜電荷積累的發生。在加油站主要是給加油區、儲罐區、卸油區及油罐車等噴入水蒸汽或灑水，使加油站區域的相對濕度保持在65％75％范圍內，從而有效減少靜電的積累。

4 結束語

靜電的產生是一種自然現象，因其存在非常隱蔽，事故前不容易被發現。加油站加油系統各環節中大量存在易燃易爆氣體，遇靜電極易發生火災或爆炸事故，只有全面認識靜電的產生過程及靜電事故的形成條件，采取有效的預防措施，才能有效避免加油站靜電事故的發生。

參考文獻

[1]張宏宇.電氣防火[M].昆明：云南人民出版社.2006.P268-291

[2]GB13348—1992.《液體石油靜電安全規程》[S].

[3]GB6950—1986.《輕質油品安全靜止電導率》[S].

[4]SH3097—2000.《石油化工靜電接地設計規范》[S]

作者簡介

戴丹妮，女，昆明理工大學工程碩士生，公安消防部隊昆明指揮學校講師，主要從事電氣防火、生產工藝防火的教學與研究。E-MAIL：897174331@qq.com