油氣儲(chǔ)運(yùn)結(jié)課論文

油氣儲(chǔ)運(yùn)概論結(jié)課論文─油氣儲(chǔ)運(yùn)中的電知識(shí)自從18世紀(jì)富蘭克林對(duì)電的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，揭開(kāi)了電的神秘面紗。電這個(gè)奇妙的東西就開(kāi)始走進(jìn)我們的生活，隨著社會(huì)科技的進(jìn)步，對(duì)電的使用也越來(lái)越成熟，應(yīng)用的領(lǐng)域也是越來(lái)越廣泛，毫不夸張的說(shuō)目前人類(lèi)的活動(dòng)百分之九十五以上和電息息相關(guān)。油氣儲(chǔ)運(yùn)這一于人類(lèi)活動(dòng)至關(guān)重要的生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)然也不例外，下面本文將簡(jiǎn)單介紹一下在油氣儲(chǔ)運(yùn)工藝中的幾處與電有關(guān)的知識(shí)。油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程的靜電與防護(hù)

根據(jù)雙電層理論，當(dāng)兩種不同屬性的物質(zhì)相接觸時(shí)，由于物質(zhì)得失電子的能力不同，在接觸面處發(fā)生電荷的重新排序和電子轉(zhuǎn)移，這樣就在界面兩側(cè)形成大小相等極性相反的電位差。所以任何兩種物質(zhì)發(fā)生剝離時(shí)都要發(fā)生產(chǎn)生靜電，對(duì)于石油工業(yè)，更重要的是流動(dòng)液體由于反復(fù)接觸和分離其他物質(zhì)而導(dǎo)致的靜電荷。在流動(dòng)之前，流體保持等量的正負(fù)離子并呈現(xiàn)中性。但是，一種極性的離子被容器或管線表面優(yōu)先帶走的自由離子分離，因而產(chǎn)生電荷。因此可以說(shuō)油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中靜電是不可避免的，但是產(chǎn)生靜電不一定會(huì)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(chǎn)生的來(lái)源：②靜電得以積累，并達(dá)到足以引起放電的靜電電壓；③靜電放電的火花能量達(dá)到爆炸性混合物引超的最小引燃能量；④在靜電積聚區(qū)必須存在該油品爆炸極限范圍內(nèi)的由油品蒸氣和空氣混合成的適當(dāng)比例的混合氣。這四個(gè)條件必須同時(shí)存在才可能造成危害，否則不可能引起靜電危害的發(fā)生。因此，在油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中要防止靜電危害，就必須防止上述四個(gè)條件同時(shí)存在。分析儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中電導(dǎo)率，判斷其靜電的積聚程度，靜電的產(chǎn)生與物質(zhì)的導(dǎo)電性能有很大關(guān)系。電阻率越小，則導(dǎo)電性能越好。根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)資料得出的結(jié)論：電阻率為10的12次方的物質(zhì)易產(chǎn)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(zhì)都不易產(chǎn)生靜電。如物質(zhì)的電阻率小于10的9次方Ω。cm，因其本身具有較好的導(dǎo)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(chǎn)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(xiǎn)化學(xué)品的電導(dǎo)率有關(guān)。油品的導(dǎo)電性能常用電導(dǎo)率r表示，單位是西門(mén)子每米（S/m），電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)，它是衡量油品導(dǎo)電性能好壞的物量參數(shù)。按照BG6950-86《輕質(zhì)油品安全靜止導(dǎo)電率》之規(guī)定：當(dāng)油品的靜止導(dǎo)電率大于或等于油品安全靜止導(dǎo)電率值時(shí)，為油品安全靜止導(dǎo)電率，在該導(dǎo)電率值時(shí)，油品不會(huì)發(fā)生靜電聚積。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定安全靜止導(dǎo)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(shù)有機(jī)蒸汽和烴類(lèi)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?jī)H為0。019mJ；而炸藥的最小引燃能量0。001mJ。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)氣體的溫度和壓力變化時(shí)，最小引燃能量會(huì)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(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的靜電防范措施通過(guò)上述對(duì)靜電危害“四要素”的分析，要防范油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的靜電危害，就不能使“四要素”同時(shí)具備。儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程的分類(lèi)為了對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程的靜電防范，按是否帶壓分：全壓式儲(chǔ)運(yùn)：就是指在儲(chǔ)運(yùn)全過(guò)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(chǔ)運(yùn)：是指在儲(chǔ)運(yùn)全過(guò)程中有一部分或一個(gè)點(diǎn)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(chǔ)運(yùn)的靜電防范在全壓儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，如液化石油油的儲(chǔ)運(yùn)，從管道、儲(chǔ)罐、裝運(yùn)全過(guò)程是密閉的，不可能產(chǎn)生與空氣混合，所以在管道中流動(dòng)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(nèi)有較大電容，并不顯示出有較高的電壓，且在管道中又因?yàn)闆](méi)有空氣，所以不會(huì)引起燃燒和爆炸。因此對(duì)于全壓式儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程從理論上認(rèn)為可以不考慮儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的靜電問(wèn)題，但是在這種情況下，管道內(nèi)的液體聚積了一定的靜電。因此應(yīng)采取以下措施：防止管道泄漏。雖然靜電在管道內(nèi)部并不構(gòu)成危險(xiǎn)，但其嚴(yán)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(xiàn)靜電引燃泄漏出來(lái)與空氣混合的爆炸氣體，因此在全壓儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，要盡量防止系統(tǒng)泄漏。對(duì)于全壓儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的放空操作，如液化氣裝車(chē)過(guò)程中的滑管液位計(jì)噴液和儲(chǔ)罐的排污操作要嚴(yán)格控制排放流速，高壓水流在沖擊對(duì)地絕緣的固體時(shí)，細(xì)微的水滴和固體也均會(huì)帶電。如周?chē)幸兹家妆瑲怏w時(shí)，也會(huì)因靜電放電而造成爆炸危險(xiǎn)。同時(shí)在條件允許的情況可以在排放口處加靜電接地線。當(dāng)液化石油氣發(fā)生泄漏時(shí)，為了防止爆炸，可向泄漏處噴水進(jìn)行冷卻，因?yàn)榭梢蕴岣呖扇嘉锏淖钚∫寄芰?，降低因靜電產(chǎn)生火花引燃可燃?xì)怏w的可能性。高電導(dǎo)率常壓儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的靜電防范高電導(dǎo)率常壓儲(chǔ)運(yùn)如甲醇，其電導(dǎo)率為4。4×10-

7S/cm,這遠(yuǎn)大于

50ps/m,所以在甲醇的儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中不可能產(chǎn)生靜電聚積，同時(shí)鐵路裝運(yùn)過(guò)程中由于槽車(chē)本來(lái)就與鐵軌接地，不需要做過(guò)多的接地設(shè)施。低電導(dǎo)率常壓儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的靜電防范

低電導(dǎo)率是指油品的電導(dǎo)率小于

50ps/m時(shí)，在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中容易產(chǎn)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(yán)格按《液

體

石

油

產(chǎn)

品

靜

電

安

全

規(guī)

程》GB13348-

92

執(zhí)行。同時(shí)要做好以下措施：嚴(yán)格控制裝車(chē)流速。限制易燃和可燃液體的流速，可以大大減少靜電的產(chǎn)生和積聚。當(dāng)液體層流時(shí)，產(chǎn)生的靜電量與流速成正比，且與管道的內(nèi)徑大小無(wú)關(guān)；湍流時(shí)則與流動(dòng)速度的平方成正比，因此湍流的危險(xiǎn)性更大；盡量減少系統(tǒng)內(nèi)油氣與空氣接觸的點(diǎn)，如果無(wú)法避免時(shí)，如常壓裝車(chē)，也要使其濃度在爆炸極限以外。也就是要求常壓裝車(chē)時(shí)在罐口增加密封蓋，減少空氣與油氣混合；盡量減少油品內(nèi)的含水。低電導(dǎo)率液體中出現(xiàn)第二相液體時(shí)，會(huì)大大增加靜電產(chǎn)生。最常見(jiàn)的第二相液體是水。應(yīng)盡量消除第二相液體，如盡量減少罐內(nèi)和管道內(nèi)的水。通過(guò)上述對(duì)靜電防范措施的分析，在靜電防范過(guò)程中必須認(rèn)真分析各類(lèi)油氣產(chǎn)品的靜電性質(zhì)，做到對(duì)證防范，這樣可以減少無(wú)用的措施，使操作更加安全簡(jiǎn)捷。管道的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)輸油管道基本上都采用碳素鋼無(wú)縫鋼管、直縫電阻焊鋼管和螺旋焊縫鋼管。輸油管道的敷設(shè)一般采用地上架空或埋地兩種方式。但無(wú)論采用哪種方式，當(dāng)金屬管道和周?chē)橘|(zhì)接觸時(shí)，由于發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)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(jī)械性能方面都將發(fā)生變化，影響所輸油品的質(zhì)量，縮短輸油管道的使用壽命，嚴(yán)重可能造成泄露，污染環(huán)境，甚至不能使用。當(dāng)金屬和電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，由電化學(xué)作用而引起的腐蝕叫電化學(xué)腐蝕。它和化學(xué)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(zhì)中含有CO2、SO2、HCl、NaCl及灰塵都是不同濃度的電解質(zhì)溶液，金屬本身由于含有雜質(zhì)，由于鐵元素和雜質(zhì)元素的電位不同，所以當(dāng)鋼鐵暴露于潮濕空氣中時(shí)，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(zhì)的大氣環(huán)境中H+的數(shù)量由于水中溶解了CO2、SO2等氣體而增加。因此，鐵和雜質(zhì)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(yáng)極，雜質(zhì)為陰極。由于鐵和雜質(zhì)緊密的接觸，電化學(xué)腐蝕作用得以不斷進(jìn)行。鐵變成鐵離子進(jìn)入水膜，同時(shí)多余的電子移向雜質(zhì)。水膜中的Fe2+離子和OH-離子結(jié)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(yīng)如下：陽(yáng)極（鐵）Fe=Fe2++2e-Fe2++2OH-=Fe（OH）2陰極（雜質(zhì)）

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(chǎn)物Fe2O3是紅褐色鐵銹的主要成分。該腐蝕實(shí)際上是在酸性較強(qiáng)的情況下進(jìn)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(yáng)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(yáng)極

2Fe=

2Fe2+4e-陰極

O2

+

2H2O

+

4e-=4OH-

所以介質(zhì)中不僅H+離子能引起金屬腐蝕，含有氧時(shí)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(zhì)兩個(gè)方面。就金屬本身來(lái)說(shuō)，金屬越活潑就越容易失去電子而被腐蝕。外界介質(zhì)對(duì)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(zhì)溶液，都易于腐蝕。電化學(xué)保護(hù)技術(shù)。電化學(xué)保護(hù)技術(shù)主要包括陽(yáng)極保護(hù)和陰極保護(hù)兩種。其中，陽(yáng)極保護(hù)主要指將被保護(hù)的金屬處于穩(wěn)定狀態(tài)而不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而達(dá)到防腐作用，主要通過(guò)外加電源或是氧化劑的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)；而陰極保護(hù)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(lái)達(dá)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(yáng)極受腐蝕的原理應(yīng)用于金屬防腐技術(shù)上。針對(duì)于埋地管道，通常采用陰極保護(hù)與防腐層配合使用進(jìn)行防腐。目前這一技術(shù)國(guó)內(nèi)也較為成熟，已鋪設(shè)里程數(shù)萬(wàn)公里，且效果顯著。利用外施電流或者陽(yáng)極迫使電解液中被保護(hù)金屬表面全部陰極極化，從而達(dá)到防腐蝕的作用。要實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)需要一個(gè)必要的條件：即要具備陽(yáng)極以及相對(duì)應(yīng)陰極，同時(shí)要有土壤或水之類(lèi)的電介質(zhì)來(lái)形成導(dǎo)電電路。油庫(kù)配電系統(tǒng)接地線保護(hù)當(dāng)前油罐、管線的腐蝕檢測(cè)和防腐技術(shù)正在逐步成熟。然而．埋地接地線的腐蝕問(wèn)題仍被忽視。一方面，由于埋地線的腐蝕不影響到介質(zhì)的泄漏，重視程度不夠，埋地線普遍沒(méi)有基本的防腐措施，極易在短期內(nèi)造成嚴(yán)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(hù)工作的難度．腐蝕問(wèn)題不能得到及時(shí)處理。就目前的埋地接地系統(tǒng)而言，在做法和設(shè)計(jì)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(jù)實(shí)際工作中．接地線的使用應(yīng)注意以下事項(xiàng)：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(wú)松動(dòng)，線鉤彈力是否正常，不符合要求應(yīng)及時(shí)調(diào)換或修好后再使用。掛接地線前必須先驗(yàn)電，來(lái)驗(yàn)電掛接地線是基層中較普遍的習(xí)慣性違章行為，在懸掛時(shí)接地線道體不能和身體接觸。在工作地點(diǎn)兩段兩端懸掛接地線，以免用戶倒送電，感應(yīng)電的可能，深受其害的例子不少。在打接地樁時(shí)，要撥能借地體能快速疏通事故大電流，保證接地質(zhì)量。要愛(ài)護(hù)接地線。接地線在使用過(guò)程中不得扭花，不時(shí)應(yīng)將軟銅線盤(pán)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(jīng)過(guò)對(duì)接地線使用的培訓(xùn)、學(xué)習(xí)．考核合格后，方能單獨(dú)從事接地線操作或使用工作。按不同電壓等級(jí)選用對(duì)應(yīng)規(guī)格的接地線。嚴(yán)禁使用其它金屬線代替接地線。現(xiàn)場(chǎng)工作不得少掛接地線或者擅自變更掛接地線地點(diǎn)。接地線具有雙面性，它具有安全的作用．使用不當(dāng)也會(huì)產(chǎn)生破壞效應(yīng)，所以工作完畢要及時(shí)拆除接地線。帶接地線合開(kāi)關(guān)會(huì)損壞電氣設(shè)備和破壞電網(wǎng)的穩(wěn)定，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的惡性電氣事故。另外加強(qiáng)日常巡