油气储运结课论文

油气储运概论结课论文

─油气储运中的电知识

自从18世纪富兰克林对电的进一步认识，揭开了电的神秘面纱。电这个奇妙的东西就开始走进我们的生活，随着社会科技的进步，对电的使用也越来越成熟，应用的领域也是越来越广泛，毫不夸张的说目前人类的活动百分之九十五以上和电息息相关。油气储运这一于人类活动至关重要的生产过程当然也不例外，下面本文将简单介绍一下在油气储运工艺中的几处与电有关的知识。

油气储运过程的静电与防护

根据双电层理论，当两种不同属性的物质相接触时，由于物质得失电子的能力不同，在接触面处发生电荷的重新排序和电子转移，这样就在界面两侧形成大小相等极性相反的电位差。所以任何两种物质发生剥离时都要发生产生静电，对于石油工业，更重要的是流动液体由于反复接触和分离其他物质而导致的静电荷。在流动之前，流体保持等量的正负离子并呈现中性。但是，一种极性的离子被容器或管线表面优先带走的自由离子分离，因而产生电荷。因此可以说油气储运过程中静电是不可避免的，但是产生静电不一定会造成爆炸，静电危害是在一定条件下造成的，形成静电危害的四要素：①有静电产生的来源：②静电得以积累，并达到足以引起放电的静电电压；③静电放电的火花能量达到爆炸性混合物引超的最小引燃能量；④在静电积聚区必须存在该油品爆炸极限范围内的由油品蒸气和空气混合成的适当比例的混合气。这四个条件必须同时存在才可能造成危害，否则不可能引起静电危害的发生。

因此，在油气储运过程中要防止静电危害，就必须防止上述四个条件同时存在。分析储运过程中电导率，判断其静电的积聚程度，静电的产生与物质的导电性能有很大关系。电阻率越小，则导电性能越好。根据大量实验资料得出的结论：电阻率为 10的12次方的物质易产生静电，而大于 10的16次方Ω。cm 或小于 10的9次方Ω。cm 的物质都不易产生静电。如物质的电阻率小于 10的9次方Ω。cm，因其本身具有较好的导电性能，静电将很快泄漏。但如汽油、苯、乙醚等，它们的电阻率都在 10的11次方- 10的14次方Ω。cm，都很容易产生和积累静电。因此，电阻率是静电能否积聚的条件。静电积聚与各种危险化学品的电导率有关。油品的导电性能常用电导率 r 表示，单位是西门子每米（S/m），

电导率是电阻率的倒数，它是衡量油品导电性能好坏的物量参数。按照BG6950- 86 《轻质油品安全静止导电率》之规定：当油品的静止导电率大于或等于油品安全静止导电率值时，为油品安全静止导电率，在该导电率值时，油品不会发生静电聚积。标准规定安全静止导电率值为 50ps/m。油品的最小引燃能量所谓最小引燃能量，也称最小着火能量，是指引燃各种可燃性气体，易燃液体蒸气和空气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）为单位。大多数有机蒸汽和烃类气体最小引燃能量都在 0。01- 0。1mJ 之间；乙炔和氢气在空气中的最小引燃能量仅为0。019mJ；而炸药的最小引燃能量 0。001mJ。应当注意，当气体的温度和压力变化时，最小引燃能量会稍有变化，温度升高或压力增大，最小引燃能量就变小。油气储运过程中的静电防范措施通过上述对静电危害“四要素”的分析，要防范油气储运过程中的静电危害，就不能使“四要素”同时具备。储运过程的分类为了对油气储运过程的静电防范，按是否带压分：全压式储运：就是指在储运全过程中有一定压力，油气不与空气混合，不形成可爆炸的混合物。常压式储运：是指在储运全过程中有一部分或一个点是常压操作，油气可能与空气混合形成可爆炸的混合物。全压储运的静电防范在全压储运过程中，如液化石油油的储运，从管道、储罐、装运全过程是密闭的，不可能产生与空气混合，所以在管道中流动的可燃液体，即使有较高的平均电荷密度，但往往由于管道内有较大电容，并不显示出有较高的电压，且在管道中又因为没有空气，所以不会引起燃烧和爆炸。因此对于全压式储运过程从理论上认为可以不考虑储运过程中的静电问题，但是在这种情况下，管道内的液体聚积了一定的静电。因此应采取以下措施：防止管道泄漏。虽然静电在管道内部并不构成危险，但其严重的危害却主要是在管道的出口处，所以在管道泄漏处容易出现静电引燃泄漏出来与空气混合的爆炸气体，因此在全压储运过程中，要尽量防止系统泄漏。对于全压储运过程中的放空操作，如液化气装车过程中的滑管液位计喷液和储罐的排污操作要严格控制排放流速，高压水流在冲击对地绝缘的固体时，细微的水滴和固体也均会带电。如周围有易燃易爆气体时，也会因静电放电而造成爆炸危险。同时在条件允许的情况可以在排放口处加静电接地线。

当液化石油气发生泄漏时，为了防止爆炸，可向泄漏处喷水进行冷却，因为可以提高可燃物的最小引燃能量，降低因静电产生火花引燃可燃气体的可能性。高

电导率常压储运过程中的静电防范高电导率常压储运如甲醇，其电导率为4。4×10- 7S/cm,这远大于 50ps/m,所以在甲醇的储运过程中不可能产生静电聚积，同时铁路装运过程中由于槽车本来就与铁轨接地，不需要做过多的接地设施。

低电导率常压储运过程中的静电防范

低电导率是指油品的电导率小于 50ps/m时，在储运过程中容易产生静电聚积，如原油、成品油等其电阻率都在 10的11次方- 10的14次方Ω·cm，必须严格按《液 体 石 油 产 品 静 电 安 全 规 程》

GB13348- 92 执行。同时要做好以下措施：严格控制装车流速。限制易燃和可燃液体的流速，可以大大减少静电的产生和积聚。当液体层流时，产生的静电量与流速成正比，且与管道的内径大小无关；湍流时则与流动速度的平方成正比，因此湍流的危险性更大；尽量减少系统内油气与空气接触的点，如果无法避免时，如常压装车，也要使其浓度在爆炸极限以外。也就是要求常压装车时在罐口增加密封盖，减少空气与油气混合；尽量减少油品内的含水。低电导率液体中出现第二相液体时，会大大增加静电产生。最常见的第二相液体是水。应尽量消除第二相液体，如尽量减少罐内和管道内的水。通过上述对静电防范措施的分析，在静电防范过程中必须认真分析各类油气产品的静电性质，做到对证防范，这样可以减少无用的措施，使操作更加安全简捷。

管道的电化学腐蚀与防护

输油管道基本上都采用碳素钢无缝钢管、直缝电阻焊钢管和螺旋焊缝钢管。输油管道的敷设一般采用地上架空或埋地两种方式。但无论采用哪种方式，当金属管道和周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起其表面锈蚀。金属管道遭到腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，影响所输油品的质量，缩短输油管道的使用寿命，严重可能造成泄露，污染环境，甚至不能使用。

当金属和电解质溶液接触时，由电化学作用而引起的腐蚀叫电化学腐蚀。它和化学腐蚀不同，是由于形成了原电池而引起的。金属管道与含有水分的大气，土壤、湖泊、海洋接触。这些介质中含有CO2、SO2、HCl、NaCl及灰尘都是不同浓度的电解质溶液，金属本身由于含有杂质，由于铁元素和杂质元素的电位不同，所以当钢铁暴露于潮湿空气中时，由于表面的吸附作用，就使铁表面上覆盖一层

极薄的水膜。水的电离度虽小，但仍能电离成H+ 离子和OH-离子，在酸性介质的大气环境中H+的数量由于水中溶解了CO2、SO2等气体而增加。因此，铁和杂质就好象放在含有H+ 、OH-、HCO32-、HSO3-等离子的溶液中一样，形成了原电池。铁为阳极，杂质为阴极。由于铁和杂质紧密的接触，电化学腐蚀作用得以不断进行。铁变成铁离子进入水膜，同时多余的电子移向杂质。水膜中的Fe2+ 离子和OH-离子结合，生成Fe（OH）2附着在铁表面，这样铁便很快遭受腐蚀。其反应如下：

阳极（铁） Fe= Fe2+ + 2e- Fe2+ +2OH- = Fe（OH）2

阴极（杂质） 2H+2e- =H2↑

然后， Fe（OH）2被氧气氧化为Fe（OH）3。Fe（OH）3及其脱水产物Fe2O3是红褐色铁锈的主要成分。该腐蚀实际上是在酸性较强的情况下进行的。在一般情况下，如果铁表面吸

附的水膜酸性很弱或是中性溶液，则在阳极也好是铁氧化成Fe2+

离子，在阴极主要是溶解在水膜中的氧得到电子：

阳极 2Fe= 2Fe2+4e-

阴极 O2 + 2H2O + 4e-=4OH-

所以介质中不仅H+离子能引起金属腐蚀，含有氧时也能腐蚀。影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和外界介质两个方面。就金属本身来说，金属越活泼就越容易失去电子而被腐蚀。外界介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都易于腐蚀。

电化学保护技术。电化学保护技术主要包括阳极保护和阴极保护两种。其中，阳极保护主要指将被保护的金属处于稳定状态而不易发生化学反应从而达到防腐作用，主要通过外加电源或是氧化剂的方法来实现；而阴极保护主要指在阴极表面形成阴极电流，从而使其表面阴极极化来达到防腐的效果。此种方法最早用于船舶防腐，至今已有150年的历史。1928年第一次用于管道是将金属腐蚀电池中阴极不受腐蚀而阳极受腐蚀的原理应用于金属防腐技术上。针对于埋地管道，通常采用阴极保护与防腐层配合使用进行防腐。目前这一技术国内也较为成熟，已铺设里程数万公里，且效果显着。利用外施电流或者阳极迫使电解液中被保护金属表面全部阴极极化，从而达到防腐蚀的作用。要实现阴极保护需要一个必要

的条件：即要具备阳极以及相对应阴极，同时要有土壤或水之类的电介质来形成导电电路。

油库配电系统接地线保护

当前油罐、管线的腐蚀检测和防腐技术正在逐步成熟。然而．埋地接地线的腐蚀问题仍被忽视。一方面，由于埋地线的腐蚀不影响到介质的泄漏，重视程度不够，埋地线普遍没有基本的防腐措施，极易在短期内造成严重腐蚀；另一方面．由于其埋地的特殊性增加了腐蚀程度判断和防腐维护工作的难度．腐蚀问题不能得到及时处理。就目前的埋地接地系统而言，在做法和设计上仍存在很多弊端，这些不安全因素如不能得到重视必将为以后的安全工作留下隐患。

根据实际工作中．接地线的使用应注意以下事项：

工作之前必须检查接地线。软铜线是否断头．螺丝连接处有无松动，线钩弹力是否正常，不符合要求应及时调换或修好后再使用。挂接地线前必须先验电，来验电挂接地线是基层中较普遍的习惯性违章行为，在悬挂时接地线道体不能和身体接触。在工作地点两段两端悬挂接地线，以免用户倒送电，感应电的可能，深受其害的例子不少。在打接地桩时，要拨能借地体能快速疏通事故大电流，保证接地质量。要爱护接地线。接地线在使用过程中不得扭花，不时应将软铜线盘好，接地线在拆除后，不得从空中丢下或随地乱摔，要用绳索传递，注意接地线的清洁工作。新工作人员必须经过对接地线使用的培训、学习．考核合格后，方能单独从事接地线操作或使用工作。按不同电压等级选用对应规格的接地线。严禁使用其它金属线代替接地线。现场工作不得少挂接地线或者擅自变更挂接地线地点。接地线具有双面性，它具有安全的作用．使用不当也会产生破坏效应，所以工作完毕要及时拆除接地线。带接地线合开关会损坏电气设备和破坏电网的稳定，会导致严重的恶性电气事故。

另外加强日常巡视，维护和定期测试，进行日常维护保养，及时清扫和擦除配变油污和高低压套管上的尘埃，以防气候潮湿或阴雨时污闪放电，造成套管相间短路，高压熔断器熔断，配变不能正常运行；及时观察配变的油位和油色，定期检测油温，特别是负荷变化大，温差大，气候恶劣的天气应增加巡视次数，对油浸式的配电变压器运行中的顶层油温不得高于95℃，温升不得超过55℃，为防止绕组和油的劣化过速，顶层油的温升不宜经常超过45℃。要测配变的绝缘

电阻，检查各引线是否牢固，特别要注意的是低压出线连接处接触是否良好，温度是否异常。