輕質油品裝卸和運輸過程中靜電安全關鍵技術的研究.pdf

1、油品運輸中由于靜電放電引燃油品導致災難發(fā)生的重大安全事故越來越多，已經給世界各國造成了巨大的經濟損失。近幾年來，國內外的石油靜電科學工作者都致力于尋求能取得國際公認的石油靜電安全預防措施，但由于涉及到的問題很多，機理復雜，特別是各種突然干擾的因素較多，使石油靜電往往成為一種缺乏再現(xiàn)性的自然現(xiàn)象和概率現(xiàn)象，以致使防止靜電災害的研究雖不斷取得進展，但靜電事故卻難以杜絕。 石油化工行業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)，屬于我國的支柱性產業(yè)。隨著我

2、國經濟發(fā)展水平的提高，石油工業(yè)也得到了迅猛發(fā)展，石油已是我國工業(yè)不可或缺的原材料。但是由于其易燃易爆的特點，因此也給我們的生活帶來了很多安全隱患。石油產品大都是電的不良導體，因此在生產、儲存、裝卸、使用等過程中，可能產生十分危險的靜電，嚴重者會由靜電火花引起爆炸或火災，特別是在輕質油品裝卸和運輸領域。但是石油靜電的起電機理又相當復雜，它受到很多因素的影響，所以如何有效地減少或消除輕質油品在裝卸和運輸中所產生的電荷，已成為目前國內外靜電研

3、究領域的一個熱門課題。 易燃輕質油品在裝卸和運輸過程因靜電放電被點燃，涉及兩個基本物理現(xiàn)象：一是裝卸時帶電油品表面的刷形放電；二是孤立導體的火花放電，而孤立導體可能是取樣罐，軟管，金屬配件，人體，小型懸浮物體，也可能是油罐車或槽車本身。如果能避免發(fā)生這兩種放電，而又能將靜電積聚能量安全泄放，則就能達到安全裝卸與安全運輸的目的。因此越來越多的科研人員，投入到輕質油品裝卸和運輸過程靜電放電的防治工作中來。研制出高效的靜電消除裝置已經

4、成為我國解決石油運輸隱患的當務之急。 故此，開展“輕質油品裝卸和運輸過程中靜電積聚能量安全釋放關鍵技術研究”，對減少靜電事故、確保石油及石油產品安全運輸，不但十分必要，而且有重要的經濟意義和重大的社會意義。 本論文首先從分析輕質油品裝卸和運輸中的靜電起電機理、靜電放電成因入手，論述了輕質油品在裝卸和運輸中的靜電起電、放電的形成，以及靜電起電、放電的具體表現(xiàn)形式，影響輕質油品裝卸和運輸中靜電放電的主要因素，靜電引燃的條件等

5、相關理論。依據這些理論，建立了船艙、油罐車、油槽車內部油品的帶電以及靜電放電的物理模型，提出了一種新的消除輕質汕品裝卸和運輸中所帶大量靜電的方法，即新型靜電泄放裝置。它能從油罐密閉的蒸汽空間里吸收電荷，并將之運送到對設備技術性能和操作人員都安全的中性區(qū)域，并完成由電能至熱能的轉換。此新型靜電泄放裝置的設計基礎是把油罐車起電和放電的物理模型用等效電路來表示，即吸收回路以及消除回路?；谖张c消除回路，結合石油罐車出口電壓的特點，建立了此裝

6、置的數學模型。在該數學模型的基礎上，根據輕質油品在裝卸和運輸過程中的一些具體要求，設計出實際的集成電子電路，并得到了初步的工程驗證。 本課題主要是根據所建立的船艙、油罐車、油槽車內部輕質油品帶電后的物理模型，利用帶電油品的自身電場，從鏡像電荷與鏡像電場入手，設計特殊的靜電吸收回路和靜電泄放回路，將油面電場能量耦合至設定的電子元件上。利用油品積聚靜電場本身的電壓參數，控制靜電吸收回路和泄放回路的導通、運行、泄放、關斷。當油面電位高

7、于設定臨界值時，自動開啟靜電吸收回路和泄放回路，將油品中積聚的靜電場能量安全耦合并引出，以焦耳熱的形式安全釋放掉，從而防治輕質油品裝卸與運輸中的燃爆事故。這種適用于船舶、油罐車、油槽車的新型靜電泄放裝置，能夠克服現(xiàn)有“有源靜電消除器”和“無源靜電消除器”的缺點，適用于我國輕質油品裝卸和運輸的實際情況，能夠安全地將輕質油品在裝卸與運輸過程中積聚的靜電能量泄放掉，從而達到防治靜電放電燃爆事故的發(fā)生。為提高我國輕質油品裝卸與運輸的安全度，減少