用于轻质油品装卸和运输过程中无源静电消除器关键性技术研究

论文摘要

本文设计了一种无源静电消除器,它被用于消除轻质油品装卸过程中产生的静电。其设计摒弃传统的静电消除方法,创造性地采用了新的无源静电消除方法。这种无源静电消除器的设计精髓在于设计一种电子电路,从密闭的石油罐中吸收石油蒸汽中聚集的大量电荷,并将之运送到对设备技术性能和操作人员都安全的中性区域,通过消除回路把电能转化为热能,以此达到消除石油罐车静电的目的。本文首先介绍了国内外静电消除的现状及静电消除器的发展新趋势,对目前正在大量使用的几种静电消除器的特征以及静电消除的功效进行深入对比分析。进而详细的阐述了轻质油品运输中静电的产生原理和油罐中油品静电的积聚,对影响液体带电的因素做了深入的研究,对油罐车的带电、放电及引燃做了深入的探讨。并对运输过程中油品静电性能的评定,石油静电的安全标准值做了深入的分析。其后结合了运输中密闭石油油罐车静电起电的机理,根据石油罐车带电的物理模型,从而提出了一种新型的无源静电消除装置的思想。然后对这种无源静电消除装置的等效电路进行了数学建模,根据数学模型的设计参数要求,以及装置的基本工作原理,设计出初步的无源静电消除主电路。在做出电路板以后又利用脉冲直流发生器、数字型万用电表等仪器对其的功能进行了初步验证。经过初步验证得出该无源静电消除器符合参数设计要求,能够达到通过将电能转化为热能以消除静电的目的。从整个无源静电消除器设计的思路来看,它具有其它静电消除器无可比拟的优点。它可以在不用外加电源的情况下依靠由无源器件组成的吸收回路,以及消除回路对油罐车的入口电压进行吸收、消除,并且转化为热能。它的引入几乎不会影响石油罐车的静电场,更加安全,并且消除效率更高。这种装置的研制成功必将对我国石油运输工业静电防治领域产生重大影响,也将填补我国在石油罐车、槽车领域静电放电研究领域的一个空白。对减少静电事故、确保石油及石油产品安全运输,不但十分必要,而且有重要的经济意义和重大的社会意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 概述
• 1.2 国内石油化工领域静电防治现状及发展新趋势
• 1.2.1 国内目前常用的消除石油静电的方法
• 1.2.2 国内常用的静电消除器的比较
• 1.2.3 静电消除器的发展新趋势
• 第二章 轻质油品运输中静电的产生
• 2.1 液体起电的机理
• 2.1.1 液体静电起电的偶电层理论
• 2.1.2 偶电层厚度的计算
• 2.1.3 油液介质静电起电的几种方式
• 2.2 油罐中油品静电的积聚
• 2.3 影响液体带电的主要因素
• 2.3.1 液体电导率对带电的影响
• 2.3.2 油液所含杂质的影响
• 2.3.3 管路材料的影响
• 2.3.4 流动状态的影响
• 第三章 油罐车的带电、放电及引燃
• 3.1 油罐车的带电物理模型及带电分析
• 3.2 轻质油品在油罐车运输中的静电放电
• 3.2.1 油罐车中的静电场的形成及放电形式
• 3.2.2 油品静电放电能量的计算及其影响因素
• 3.3 油罐车的静电引燃
• 3.3.1 最小引燃能量和爆炸浓度
• 3.3.2 静电引燃安全界限
• 第四章 石油静电性能的评定及其安全标准值
• 4.1 运输过程中油品静电性能的评定
• 4.1.1 油品最小静电点火能的评定
• 4.1.2 石油静电电容的评定
• 4.2 石油静电的安全标准值
• 第五章 无源静电消除器的设计及其试验
• 5.1 无源静电消除器的设计
• 5.1.1 油罐车无源静电消除器的数学建模
• 5.1.2 无源静电消除装置的基本原理及电路设计
• 5.2 无源静电消除器的功能电路的试验
• 5.3 油罐车无源静电消除器功能展示
• 结论
• 致谢
• 参考文献