77.防止静电闪电和杂散电流引燃的措施

防止静电、闪电和杂散电流引燃的措施前言本标准根据我国石油天然气工业的工作条件和工作环境特点，采用了APIRP2003《防止静电、闪电和杂散电流引燃的措施》，在技术内容上与该标准等效，编写规则上与之等同。APIRP2003比较全面系统地论述了静电、闪电和杂散电流在有可燃性气体、蒸气—空气混合物或油雾存在的情况下，由于电火花及电弧引燃而发生火灾事故的某些条件与防止措施，是一既有科学性又有可操作性的标准。采用该标准作为我国石油天然气行业标准，将对我国石油天然气工业在静电、闪电和杂散电流引燃的安全防范方面具有十分重要的意义，也为我国石油天然气工业在这个领域与国际接轨创造了条件。在将APIRP2003转化为我国标准时，删去了以下与标准技术内容无关的部分：政策性声明、附录C“静电引燃调查表”。本标准由石油工业安全专业标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：长庆石油勘探局技术监督安全环保处、胜利石油管理局安全技术处本标准主要起草人李海石马宏发陈建设张勇李俊荣戴能尚王登文1.概述1.1范围本标准介绍了在静电、闪电和杂散电流出现的场合防止烃类引燃的现行技术。推荐的防护措施是以石油工业中的研究和实践经验为基础的。本标准所讨论的原则也可以应用于处理其他可燃性液体和可燃性气体作业。本标准的应用将改进安全操作，并能评估现行的安装方法和生产过程。进而，在正确地了解能够导致静电引燃的严格极限范围以后，以静电引燃不太可能或不可能的情况下，去寻找真正的火源。下述章节将讨论防止静电引燃所应采取的一些基本步骤。然而，在下述情况下，本标准所提供的推荐作法及预防措施不适用。a)可能产生静电放电，但在放电区域内的可燃性蒸气被脱去油气的空气或情性气体所隔绝。b)在封闭系统中储运产品，而该系统中的氧含量低于燃烧所需的最低浓度，例如液化石油气(LPG)的储运。c)可燃性蒸气的浓度高于燃烧上限(UFL)。d)可能出现可燃性蒸气，但却没有产生静电聚集和静电放电的系统条件。这类情况多见于生产储运诸如原油、渣油、沥青(包括稀释沥青)，重质燃料油(6号重油等)和水溶性液体(如乙醇)等石油液体的接地传导设备。这些液体由于电导率相对较高(大于50pS/m)，不会聚集静电荷放电。经验证明，这些物料不会出现明显的静电危险，除非他们被分裂成微小液滴而形成带电荷的油雾。当这种油雾出现的时候，电气绝缘的导体有可能受到高电量充电。1.2基本原则本标准考虑了保护特殊作业的操作程序。有关静电及其定义的基本概念在附录A(提示的附录)中说明，静电测量和检测技术在附录B(提示的附录)中说明。1.3引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。APIPubl2015油储罐的安全进入和清洗(1994年5月，第5版)APIPubl2027常压烃储罐外壁喷砂的着火危险(1988年7月，第2版)NFPA30易燃和可燃流体规范(1993年版)NFPA77静电(1993年版)2.槽车的防护措施2.1概述对于静电的研究，主要涉及介质中的电荷聚集、产生电荷的机理以及消散这些电荷的过程。虽然这种电荷的实际电流很小，仅仅有百万分之一安培左右，但是，电流在产生和聚集过程中却能产生几千伏的电位差。因此，对消散静电而言，1MΩ电阻的电气连通或接地线都相当于短路。静电的主要表现是通过产生火花使聚集电荷放电。由于静电和动力电不同，他们的测量设备和技术也大不相同［参见附录B(提示的附录)］。2.2静电引燃为了防止火灾，燃烧三要素——燃料(蒸气状或雾状)、空气和火源中必须有一个或一个以上要素得到控制，应达到能防止出现火花或防止出现可燃性蒸气－空气混合物。静电荷作为火源必须符合以下四个条件：a)产生静电荷；b)聚集起能产生引燃火花的静电荷；c)存在火花隙；d)火花隙中存在可被引燃的蒸气－空气混合物。控制静电荷的产生和聚集或者在可能出现静电火花的地方消除可燃性混合物，可以避免引起静电火花引燃的灾害。如果能在潜在的高电场区内避免出现火花激发源，就可以减少引燃的危险。2.3火花激发源应注意避免形成火花激发源，例如在槽车舱内不能存在不连通的导体。槽车在装载前应进行检查，并拆除任何不连通的导体。油槽测量标尺或公路槽车内突出于装载空间中的其他装置，都会在上升油面及其本身之间形成间隙，从而可能产生静电火花。在顶部装油过程中，有一根具有与地面相同电势的注油管伸入液体。如果注油管靠近突出物，则靠近突出物的液体表面的电压梯度也会充分降低，从而减少发生静电放电的可能性。在底部装油过程中，由于没有注油管，更应注意测量标尺的突出部位。带有突出部位测量标尺的槽车，应将其测量标尺用电线或铁链连接在油槽的底部。在气相空间有可能出现可燃性混合物时，金属或其他导体，例如量油卷尺、取样器和温度计等，都不宜在装油时或刚刚装完油以后就将其放入或悬的油槽舱内。另外，在产品的静电荷完成释放之前，不应移动注油管。在停止装油以后，一般约1min时间，就可以使静电荷基本释放。但是在装载电导率很低的烃类时，应采用较长的放电周期(见4.5)。石油液体不应随意用软管输入槽车，除非全部金属管件都与油槽电气连通。两种类型的火花激发源如图1所示。2.4可燃性蒸气－空气混合物。2.4．1概述蒸气－空气混合物燃烧的可能性取决于其产生储运时的蒸气压、闪点和温度。根据这些特性，可以对炼制对炼制产品进行分类。这些炼制产品在某些储运条件下具有足够高的电阻，能够导致聚集明显的静电荷。其类别分为低蒸气压产品、中蒸气压产品和高蒸气压产品［详见附录A(提示的附录)中的A9］。2.4.2低蒸气压产品低蒸气压产品是闭杯闪点高于38℃(100°F)的产品，例如炉用燃料油、煤油、柴油、商用航空涡轮油(A号喷气发动机油)和安全溶剂。在正常情况下，储运这类产品的温度要比他们的闪点低得多，所以在正常储运条件下并不会产生可燃性蒸气。但是，当这类产品的储运温度高于他们的闪点或者混杂了中蒸气压或高蒸气压产品，或者被灌入的容器内在以前的使用中已经聚集了足以产生可燃性混合物所必须的高浓度蒸气时，就可能存在引燃的条件。这种情况可发生于转换装载过程，如2.4.5所述。低蒸气压产品，特别是经赤加氢处理的物料，如果其中溶解的氢或者在处理过程中带入的其他轻烃类在油罐内释放出来，那么在固定顶储油罐的气相空间就有可能产生可燃性蒸气—空气混合物。这种混合物利用闪点试验不一定能测出，但能用可燃气体检测器测出。在一定的储运条件下，低蒸气压产品能够形成在低于该液体闪点温度下也可以燃烧的油雾。虽然引燃油雾所需的能量比引燃蒸气－空气混合物要高。但是，有些引燃实例还是由于静电充电后的油雾所引起的。2.4.3中蒸气压产品中蒸气压产品是在环境温度下的气相空间内能产生可燃性混合物的产品。这类产品包括雷德Reid)蒸气压低于31kPa(4.51bf/in2)绝对压力以及闭杯闪点不到38℃(100°F)的可燃性液体，例如商用航空燃料油(B号喷气发动机油)、军用航空涡轮油［JP-4(TF-4)］以及溶剂(如二甲苯苯和甲苯等)。当不在大约2～38℃(30～100°F)的正常产品温度范围内储运高或低蒸气压产品时，在气相空间内有可能产生可燃性混合物，这时该类产品应按中蒸气压产品储运。在正常条件下可以归于中蒸气压类的某些产品，在极端温度条件下有可能会超出这个范围。图2所示为在平衡条件下雷德(Reid)蒸气压与产品温度对可燃范围的近似关系，它可以用来估计可能存在可燃性蒸气－空气混合物的温度范围。图1火花激发源图2在海平面石油产品的可燃极限与温度、雷德蒸气压间的近似关系2.4.4高蒸气压产品高蒸气压产品包括那些雷德(Reid)蒸气压高于31kPa(4.51bf/in2)绝对压力的产品，例如航空和车用汽油以及高蒸气压石脑油。在正常储运温度的平衡条件下，该类产品将在受限制的气相空间内迅速产生过富的混合气体，以致无法燃烧。所以，在这种气相空间内静电火花将不会致燃。注：要敞开的通气孔周围仍有可能形成并存在可燃性混合物，并且在转变为过富混合物的过程中，也有可能出现可燃性混合物，这样，在此区域以内任何火花仍然能够引起火灾。当这类产品被装入没有油气的罐舱时，气相空间将经过可燃范围。但是恰在可能需要注意引燃火花的液面之上的蒸气会很快变得过富，所以能够引燃的火花可以不加以考虑。然而在别的区域，蒸气却不会很快变得过富，因此，火花引燃的可能性就必须加以考虑。2.4.5转换装载以及特殊情况当某种低蒸气压产品被装入一个容器，而该容器在以前使用中残存的可燃性蒸气位于或高于其燃烧下限的时候，就存在着引燃条件。这种装载一般称为转换装载。转换装载的例子之一就是向以前装汽油的储油罐内再装载燃料油。即使罐舱在前次使用以后已经将残余体清理净，转换装载仍然是很危险的。在一定条件下，可能还会发生别的危险情况。但是，以下所举举不包括所有的危险可能：a)温度极端(例如低温下的高蒸气压产品、高温下的低蒸气压产品)；b)被其他烃类产品的蒸气或流体污染(例如罐内有氢存在或转换装载)；c)产生油雾或泡沫的情况；d)在某种条件下真空油槽车的操作；e)在引入其他产品之前，对产品管线进行不适当的冲洗；f)具有可因疏忽而造成误混的旁通阀的装载管汇。2.5公路槽车2.5.1概述公路槽车装载时需要注意的事项见表1。有关对槽车的内涂层、采样与计量、过滤器和缓冲舱的讨论将分别在5.8，4.5和5.3中进行。2.5.2电气连通和接地对于顶装公路槽车，槽内可能会出现可燃性蒸气，所以槽车应与注油管、管线或钢制装载架相互电气连通(如图3所示)。如果槽体与支架电气连通，则管线、支架和注油管也必须相互电气连通(见2.5.3)。图3顶装公路槽车的电气连通电气连通应在罐顶盖打开之前做好，并且一直保持到装载完毕罐顶盖严密盖好以后。电气连通可以防止在注油管柱和公路槽车之间聚集高的静电势，并且消除在可能存在可燃性混合怕的敞口罐顶盖周围产生火花的可能。装载系统(支架、管线、注油管等)在电气连通以外再行接地并不提供其他任何额外的保护。接地可以使系统各个部分都成为相同的地(零)电位。而电气通能使系统各个部分的电势相同，但这个电势有可能高于地电势。1MΩ的连接电阻足以使静电消散(见2.1)。通过打开的罐顶装载高或中蒸气压产品时，一条电气连通线是必不可少的。在装载混杂有高或中蒸气压产品的低蒸气压产品以及将低蒸气压产品加热到其闪点以上时，也应相互进行电气连通。当低蒸气压油料装入以前曾装过高蒸气压产品的油舱时(转换装载)，电气连通尤为重要。电气连通线可以是绝缘或非绝缘的，非绝缘的连通线可以做到随时目视检查是否连续。绝缘的连通线应定期进行电气测试或检查，以确定其连续性。整个连通线路，包括卡子和接头都应包括在连续性测试之中。电气连通或接地指示仪可安装在槽车装载支架上，以便连续监视连通这些仪器操作时，可以与控制信号灯连接，或者与控制电路电气连锁，以防电气连通不良时启动装载泵。用于静电控制的电气连通在以下情况下可以不要：a)槽车装载没有静电聚集能力的产品，例如沥青、渣油、大部分原油，以及装载过程不会产生油雾的场合；b)槽车只用于运输Ⅱ类或Ⅲ类液体(即不会加热到其闪点以上的液体)，并且在不装载Ⅰ类液体且不产生油雾的支架上装载时；c)车辆装卸均通过密闭式连接管时，无论所用的软管线或硬管线的材料是否导电，密闭式连接管在液流开始前都应接好，直至液流完毕后才可以卸开(见图4)。2.5.3装油管线的连续性对于开口顶装注油管组件的全部金属件，应形成一条连续的、导电的、一直到下游电气连通处的电气通路。例如，不得在不导电的软管出口处加装金属可拆卸接头，除非该接头与注油管电气连通。金属装油管组件的连接可以形成一条连续的电气通路，不需要对挠性、旋转式或滑动式接头上下再加连通线。试验和经验表明，这种接头通常电阻很低，足以防止静电荷的聚集，不过最好查看一下制造厂疝关于这些接头的详细说明，因为有些接头的表面可能被制造成绝缘的。在加压装载系统中，例如液化石油气(LPG)装载，就不必为了静电控制而要求装