1.台州市气象安全技术中心 浙江 台州 318000；2 台州防雷安全检测有限公司 浙江 台州 318000
摘要：本文主要通过描述甲苯储罐火灾、爆炸危险性、雷电危害性、静电危害性，说明做好甲苯储罐区防雷防静电接地重要性，并举例对甲苯储罐区防雷防静电接地进行设计。
关键词：甲苯储罐 防雷 防静电接地 重要性 设计
引言
甲苯（C6H5CH3）是重要的基本有机化工原料，具有亚急性和慢性毒性、易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸，与氧化剂能发生强烈反应。流速过快，易产生和积聚静电。其蒸气比空气重，沿地面扩散并具有积存于低洼处，遇明火会引着回燃。由于甲苯易燃性及其蒸气与空气在一定浓度区间内混合物爆炸性，因此如何安全、有效储存和使用非常重要，特别是雷雨季，台州属多雷区（年平均雷暴日49.6d/a），防雷防静电接地安全措施不容忽视。
1火灾、爆炸危险性
1.1挥发性
甲苯在常态下为无色透明液体，沸点110.6℃，温度愈高，蒸气压愈高，挥发性越强。
1.2流动、扩散性
甲苯粘度（20℃）：0.647mPa?s，随温度升高而降低，有较强流动性。有风时会随风飘散，即使无风时，也能沿地面向外扩散，并易积聚在地势低洼地带。因此，在甲苯储存过程中，如发生溢液、泄漏等现象，物料就会很快向四周扩散，特别是甲苯储罐一旦破裂，又突遇静电、雷电或明火，就可能导致火灾。
1.3高易燃性
甲苯闪点4.0℃，根据中国国家标准《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）、《危险货物品名表》（GB12268-2012），甲苯属中闪点（-18~23℃）、甲B类火灾危险性可燃液体。属ⅡA级防火级别，罐区中常见潜在点火源，如机械火星、烟囱飞火、雷电流所产生电火花或能量等温度及能量都超过甲苯最小引燃能量。
1.4蒸气的易爆性
由于甲苯具有较强挥发性，甲苯罐区通常都存在一定量甲苯蒸气。由于甲苯引爆能量小，罐区内绝大数潜在引爆源，如明火、电器设备点火源、静电火花放电、雷电和金属撞击火花等，具有能量一般都大于该值，因此决定了甲苯蒸气易爆性。
1.5热膨胀性
甲苯和其他大多数液体一样，具有受热膨胀性。如气温骤变，储罐呼吸阀由于某种原因来不及开启或开启不够，易造成储罐破坏或吸瘪。对于没有泄压装置的罐区地上管道，物料输送后不及时部分放空，当温度升高时，也可能发生胀裂事故。另外，在火灾现场附近储罐受到热辐射高温作用，如不及时冷却，也可能因膨胀破裂，增大火灾危险性。
1.6聚积静电荷性
甲苯流速过快，易产生和积聚静电。因此甲苯在管输和灌装过程中能产生静电，当静电荷聚积到一定程度会放电，故有着火灾或爆炸危险。
2雷电危害性
雷电是一种极具破坏力自然现象，雷电流放电电流大，幅值高达数十至数百千安;放电时间极短，大约只有50～100μs;波头陡度高，可达50kA/s，属高频冲击波。雷电感应所产生电压可高达300～500kV。直击雷冲击电压高达MV级，放电时产生温度达2000K。落雷后在雷击中心1.5-2Km半径范围内都可能产生危险过电压损害线路上设备。千百年雷电所造成破坏不计其数。
雷电具有机械效应、热效应、电气效应、静电感应、电磁感应、雷电波侵入等6种破坏力。
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3静电危害性
3.1静电危害形成条件
静电电荷产生、静电放电周围存在可燃物气体混合物（可燃气体或可燃液体蒸气与空气混合物并在爆炸极限内）、静电放电能量大于可燃物最小点火能量。
3.2静电危害性
3.2.1爆炸和火灾
爆炸和火灾是静电最大的危害。静电能量虽然不大，但因其电压很高而容易发生放电。当带电体与不带电或静电电位低物体互相接近时，如果电位差达300V以上，会出现火花放电。静电放电火花能量，若已达周围可燃物最小着火能量，而且可燃物在空气中浓度达爆炸极限，就会立发生燃烧或爆炸。
3.2.2静电电击对人体危害
静电电击发生在瞬间，通过人体电流为瞬时冲击电流，危害主要表现为：直接伤害、二次伤害、精神紧张，人体遭受电击时，会精神紧张，发生误操作、高空坠落、摔伤或触碰机械造成伤害等后果。
3.2.3静电对产品产量和质量、设备及生产环境等危害
静电可以使生产中粉体沉积，堵塞管道、筛孔等造成输送不畅，引起系统憋压、超压能导致设备破裂。贮运塑料等产品过程中，静电放电会导致产品熔融、变色甚至分解变质、报废等。静电放电能量可能导致计算机、生产控制仪表、安全控制系统中硅元件损坏，引起误操作而酿成事故。
4防雷防静电接地措施设计
以路桥区某油墨有限公司甲苯储罐为例。该油墨公司备有2个储罐，均为露天固定顶罐，钢罐顶板厚度均为6mm，基座为混凝土。根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010、《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008、《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058-2014、《化工企业静电接地设计规程》HG/T20675-1990等规范，将甲苯储罐区划为二类防雷设计。
4.1防雷措施设计
储罐顶板厚度6mm，可不另设直击雷防护措施，直接利用罐体作为接闪器，每个罐体两端分别采用1根截面160mm2、厚度4mm镀锌扁钢引至接地体，作为引下线用，焊接工艺要求不少于三面施焊，焊接长度大于等于扁钢宽度。接地装置垂直接地体宜采用角钢截面≥290mm2、厚度≥3mm，水平接地体则采用与引下线规格相同扁钢，焊接工艺按扁钢焊接要求。接地体埋设深度要求地面以下距地面≥0.5m。防直击雷与防闪电感应接地、电气设备、静电接地等接地应共用，接地电阻要求≤4Ω。
4.2防静电接地设计
防止静电危害原则是控制静电产生和防止静电积累。控制静电产生主要是控制工艺过程和合理选择工艺过程所用材料；防止静电积累要求设法加速静电泄漏和中和，使静电不超过安全限度。防止静电产生方法有3种：
①工艺控制法：限制输送速度，降低液体输送中摩擦速度，甲苯在灌装时应注意流速（≤3m/s），可限制静电产生。②加快静电电荷逸散：包括使用缓冲器，在输送液体物料时，使带电液体通过管道进入储罐前，先进入缓冲器内“缓冲”一段时间，使大部分电荷在该时段里逸散，减少带入储罐电荷。③静电泄漏法：包括接地、加抗静电剂、涂导电涂料等方法。本例主要采用静电泄漏法做防静电接地设计。
对爆炸、火灾危险场所内可能产生静电危险的设备和管道，均采取静电接地措施。储罐温度、液位等测量装置应采用铠装电缆或钢管配线、电缆外皮或配线钢管与罐体做电气连接。平行敷设金属管道间距＜100mm时，用金属线跨接，跨接点间距≤30m；交叉净距＜100mm时，其交叉处做跨接。在储罐装卸场所设置静电接地设施，储罐区入口处设置人体静电消除器，接地电阻要求≤4Ω（共用接地）。
本例储罐管道弯头、阀门、法兰盘等连接处过渡电阻＞0.03Ω时，连接处用金属线跨接。对≥5根螺栓连接法兰盘，在非腐蚀环境下，可不跨接，连接螺栓＜5根时法兰盘要做跨接，跨接材料采用16mm2铜导线。可燃液体装卸栈台管道、设备等金属构件均做电气连接。
5结语
从甲苯火灾、爆炸性和雷电、静电危害性可看出甲苯储罐区的防雷防静电接地重要性，甲苯储罐区防雷防静电接地属防火防爆中不容忽视的一项，做好储罐区防雷防静电接地措施在安全生产中占有重要地位，管理及使用和储存环节应放在重中之重。
参考文献
[1]刘喜明.甲苯储罐区的火灾爆炸危险性分析及防火防爆设计.化工安全与环境,2008,31:9-11
论文作者:池景冬1,洪乃富2,章凌鹏2
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/29
标签：静电论文; 甲苯论文; 储罐论文; 防雷论文; 雷电论文; 火灾论文; 防静电论文; 《防护工程》2017年第34期论文;