油氣儲運概論結課論文─油氣儲運中的電知識自從18世紀富蘭克林對電的進一步認識，揭開了電的神秘面紗。電這個奇妙的東西就開始走進我們的生活，隨著社會科技的進步，對電的使用也越來越成熟，應用的領域也是越來越廣泛，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。油氣儲運這一于人類活動至關重要的生產過程當然也不例外，下面本文將簡單介紹一下在油氣儲運工藝中的幾處與電有關的知識。油氣儲運過程的靜電與防護

根據雙電層理論，當兩種不同屬性的物質相接觸時，由于物質得失電子的能力不同，在接觸面處發生電荷的重新排序和電子轉移，這樣就在界面兩側形成大小相等極性相反的電位差。所以任何兩種物質發生剝離時都要發生產生靜電，對于石油工業，更重要的是流動液體由于反復接觸和分離其他物質而導致的靜電荷。在流動之前，流體保持等量的正負離子并呈現中性。但是，一種極性的離子被容器或管線表面優先帶走的自由離子分離，因而產生電荷。因此可以說油氣儲運過程中靜電是不可避免的，但是產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有靜電產生的來源：②靜電得以積累，并達到足以引起放電的靜電電壓；③靜電放電的火花能量達到爆炸性混合物引超的最小引燃能量；④在靜電積聚區必須存在該油品爆炸極限范圍內的由油品蒸氣和空氣混合成的適當比例的混合氣。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生。因此，在油氣儲運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。分析儲運過程中電導率，判斷其靜電的積聚程度，靜電的產生與物質的導電性能有很大關系。電阻率越小，則導電性能越好。根據大量實驗資料得出的結論：電阻率為10的12次方的物質易產生靜電，而大于10的16次方Ω。cm或小于10的9次方Ω。cm的物質都不易產生靜電。如物質的電阻率小于10的9次方Ω。cm，因其本身具有較好的導電性能，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品的電導率有關。油品的導電性能常用電導率r表示，單位是西門子每米（S/m），電導率是電阻率的倒數，它是衡量油品導電性能好壞的物量參數。按照BG6950-86《輕質油品安全靜止導電率》之規定：當油品的靜止導電率大于或等于油品安全靜止導電率值時，為油品安全靜止導電率，在該導電率值時，油品不會發生靜電聚積。標準規定安全靜止導電率值為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。大多數有機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。應當注意，當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，要防范油氣儲運過程中的靜電危害，就不能使“四要素”同時具備。儲運過程的分類為了對油氣儲運過程的靜電防范，按是否帶壓分：全壓式儲運：就是指在儲運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：是指在儲運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。全壓儲運的靜電防范在全壓儲運過程中，如液化石油油的儲運，從管道、儲罐、裝運全過程是密閉的，不可能產生與空氣混合，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過程從理論上認為可以不考慮儲運過程中的靜電問題，但是在這種情況下，管道內的液體聚積了一定的靜電。因此應采取以下措施：防止管道泄漏。雖然靜電在管道內部并不構成危險，但其嚴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，因此在全壓儲運過程中，要盡量防止系統泄漏。對于全壓儲運過程中的放空操作，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格控制排放流速，高壓水流在沖擊對地絕緣的固體時，細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。當液化石油氣發生泄漏時，為了防止爆炸，可向泄漏處噴水進行冷卻，因為可以提高可燃物的最小引燃能量，降低因靜電產生火花引燃可燃氣體的可能性。高電導率常壓儲運過程中的靜電防范高電導率常壓儲運如甲醇，其電導率為4。4×10-

7S/cm,這遠大于

50ps/m,所以在甲醇的儲運過程中不可能產生靜電聚積，同時鐵路裝運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施。低電導率常壓儲運過程中的靜電防范

低電導率是指油品的電導率小于

50ps/m時，在儲運過程中容易產生靜電聚積，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，必須嚴格按《液

體

石

油

產

品

靜

電

安

全

規

程》GB13348-

92

執行。同時要做好以下措施：嚴格控制裝車流速。限制易燃和可燃液體的流速，可以大大減少靜電的產生和積聚。當液體層流時，產生的靜電量與流速成正比，且與管道的內徑大小無關；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；盡量減少系統內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；盡量減少油品內的含水。低電導率液體中出現第二相液體時，會大大增加靜電產生。最常見的第二相液體是水。應盡量消除第二相液體，如盡量減少罐內和管道內的水。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真分析各類油氣產品的靜電性質，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。管道的電化學腐蝕與防護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，當金屬管道和周圍介質接觸時，由于發生化學作用或電化學作用而引起其表面銹蝕。金屬管道遭到腐蝕后，在外形、色澤以及機械性能方面都將發生變化，影響所輸油品的質量，縮短輸油管道的使用壽命，嚴重可能造成泄露，污染環境，甚至不能使用。當金屬和電解質溶液接觸時，由電化學作用而引起的腐蝕叫電化學腐蝕。它和化學腐蝕不同，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。這些介質中含有CO2、SO2、HCl、NaCl及灰塵都是不同濃度的電解質溶液，金屬本身由于含有雜質，由于鐵元素和雜質元素的電位不同，所以當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，在酸性介質的大氣環境中H+的數量由于水中溶解了CO2、SO2等氣體而增加。因此，鐵和雜質就好象放在含有H+、OH-、HCO32-、HSO3-等離子的溶液中一樣，形成了原電池。鐵為陽極，雜質為陰極。由于鐵和雜質緊密的接觸，電化學腐蝕作用得以不斷進行。鐵變成鐵離子進入水膜，同時多余的電子移向雜質。水膜中的Fe2+離子和OH-離子結合，生成Fe（OH）2附著在鐵表面，這樣鐵便很快遭受腐蝕。其反應如下：陽極（鐵）Fe=Fe2++2e-Fe2++2OH-=Fe（OH）2陰極（雜質）

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的情況下進行的。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溶液，都易于腐蝕。電化學保護技術。電化學保護技術主要包括陽極保護和陰極保護兩種。其中，陽極保護主要指將被保護的金屬處于穩定狀態而不易發生化學反應從而達到防腐作用，主要通過外加電源或是氧化劑的方法來實現；而陰極保護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用于金屬防腐技術上。針對于埋地管道，通常采用陰極保護與防腐層配合使用進行防腐。目前這一技術國內也較為成熟，已鋪設里程數萬公里，且效果顯著。利用外施電流或者陽極迫使電解液中被保護金屬表面全部陰極極化，從而達到防腐蝕的作用。要實現陰極保護需要一個必要的條件：即要具備陽極以及相對應陰極，同時要有土壤或水之類的電介質來形成導電電路。油庫配電系統接地線保護當前油罐、管線的腐蝕檢測和防腐技術正在逐步成熟。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，極易在短期內造成嚴重腐蝕；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而言，在做法和設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。根據實際工作中．接地線的使用應注意以下事項：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，不符合要求應及時調換或修好后再使用。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，保證接地質量。要愛護接地線。接地線在使用過程中不得扭花，不時應將軟銅線盤好，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。新工作人員必須經過對接地線使用的培訓、學習．考核合格后，方能單獨從事接地線操作或使用工作。按不同電壓等級選用對應規格的接地線。嚴禁使用其它金屬線代替接地線?，F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．使用不當也會產生破壞效應，所以工作完畢要及時拆除接地線。帶接地線合開關會損壞電氣設備和破壞電網的穩定，會導致嚴重的惡性電氣事故。另外加強日常巡