静电消除器在天津石化聚丙烯装置中的应用
发布时间：2010.09.04 新闻来源：无锡市南方电子元件厂 浏览次数：
静电消除器在天津石化聚丙烯装置中的应用
因网络抄袭严重，文章章节已经过技术处理，需要详尽图文资料的客户可以免费电话索取！
摘 要: 分析了聚丙烯粉体静电的产生和危害，介绍了静电消除器的工作原理以及DQJ-1A型离子风粉体静电消除
器在天津石化聚丙烯装置中的应用。实践证明，该装置基本消除了静电危害，确保了安全生产。
关键词: 静电消除器；聚丙烯；安全
The Application of Electrostatic Eliminator in
Polypropylene Plant of TPCC
Geng Shuai
(Tianjin Petrochemical Co., Ltd. SINOPEC Tianjin 300271)
Abstract:In this paper,the static electricity hazard of PP plant was analyzed,the operating principle of the
Electrostatic Eliminator and application of the Electrostatic Eliminator in Polypropylene Plant of TPCC were
introduced. The result showed that the static electricity hazard was eliminated ,production safety system was ensured.
Key words: Electrostatic Eliminator; polypropylene;safety
1 前言
多年来，国内外石油工业的静电事故不断发生，造成很
大的经济损失和人身伤亡，国内聚烯烃装置已发生多起料仓
着火爆炸事故。天津聚丙烯装置粒料仓静电燃爆危险性为II
类，属中等危险，为了消除静电对聚丙烯装置安全生产的危
害，保证装置安全高效运转，天津石化在聚丙烯装置上实施
了D901A/B/C/D 的静电消除器安装项目。
2 聚丙烯粉体静电的产生和危害
聚丙烯粉体是高分子化合物，其吸水性能差、表面干
燥、电阻率高(1014～l017 Ω·cm)。粉体在输送、包装过
程中，与管壁和容器发生磨擦、冲撞，使得粉料颗粒表面带
有大量电荷，产生静电，其带电荷质比可达0.3C/kg，带电
粉体在放料过程中所形成的电流可达6A，直接电位最高可
达60kV，大大超过了国家静电安全管理指标(15kV)[1]，所以
很容易引起燃烧和爆炸事故。另外由于聚丙烯粉体具有良好
的绝缘性，其本身所带静电不易消除，当静电数量达到一定
值时，带电表面场强超过极限值便会放电，图1为聚丙烯料
仓发生静电放电的示意图。聚丙烯装置生产所需的丙烯原料
和氢气均属易燃易爆物质，其着火能都很小，如氢气为
0.011mJ，丙烯为0.28mJ，聚丙烯较高为25mJ。而且，聚
烯烃等粉体风送进仓作业中会产生大量静电，这些带电物料
不仅会出现粘壁结块等现象，还会产生静电放电，严重时导
致料仓爆炸，此类事故在国内外已发生多起，特别在聚合反
应不正常或脱气操作不规范时，粉尘燃爆几率极高。
3 静电消除器工作原理
影响粉体起电的因素较多，粉体起电极性及幅值有不规
则变化，普通直流离子风消电器或交流离子风消电器均难以
达到大体积粉体料仓所需要的消电效率。
DQJ-1A型离子风粉体静电消除器是专门用于粉体输送
过程静电消除和监测的安全器具，在设计上充分考虑了粉体
料仓直径大，对粉体荷电要求苛刻的特点，设置了“正”“负”
离子流可调式控制器，可以借助监测结果适时调整（见图
2），以达到最佳中和配比和消电效率。监测部分是采用法拉
第筒测量原理，巧妙地实现了粉体单位质量电荷量的在线测
量（见图3）。
图1 聚丙烯料仓产生静电的示意图
60 中国国际化工网www.intchem.net 化工文摘2008年6期
China Chemicals
生 产 实 践
4 DQJ-1A 型离子风粉体静电消除器特点和
主要技术指标[2]
4.1 技术特点
a)采用非平衡式双极性离子流输出，消电效率高；
b)离子流中和系统有限流保护和防潮、防尘保护，可靠
性好；
c)正压通风保护系统设有限压阀和失压断电保护以及通
电前换气延时保护；
d)结构设计符合石化设备要求，便于安装、操作和维护。
4.2 主要技术指标
a)离子流调节范围：0～± 30 μ A；
b)消电效率：＞ 90% 或剩余电荷量＜ 0.3 μC/kg；
c)监测量程：0.01～±20.00 μC/kg；
d)监测误差：＜ 10%；
e)识别率：0.01 μC/kg；
f)传感器电荷室绝缘：＞1011 Ω；
g)仪表风消耗量：＜ 3m3/h（0.3～0.7 MPa）；
h)防爆标志：Exs ⅡT3；
i)使用环境温度：-30～80℃ 湿度：0～100%RH。
5 系统结构与安装
DQJ-1A 型离子风粉体静电消除器由控制柜、分控
箱、消电/ 监测器本体三部分组成，现场布置及结构示意图
图4 现场布置及结构示意图
见图4。
消静电本体部分安装在粉体通过的料仓外围，检测器与
消静电本体部分连接，起到检测与信号传递的作用，然后通
过分控箱的控制电缆，将数字信号输送到控制柜，进行消静
图2 消电器部分原理示意图
图3 监测部分电气原理框图
现场 控制室
第62 页
62 中国国际化工网www.intchem.net 化工文摘2008年6期
China Chemicals
生 产 实 践
成功后，整体上提3.5m，根据要求充分循环2 周。
3.2.3 固井作业
膨胀管送放到位，灌满浆后循环泥浆一周，然后立即进
行固井作业。膨胀管每分钟膨胀约5～8m，为保证现场作业
能顺利进行，必须严格控制水泥浆体系的失水、析水和稠化
时间，稠化时间必须考虑固井时注替水泥浆的施工、膨胀管
膨胀施工及安全附加时间。连接固井管线、压力车供浆管
线，管线试压后进行打水泥浆，投标塞，替浆，碰压和卸压。
3.2.4 胀管作业
上提钻具至原悬重，打压至启动压力21MPa，稳定膨
胀压力20MPa，缓慢上提钻具，未附加额外拉力，上提一
个单根后，停止上提，持续打压后，泄压，卸掉单根，卸循
环头，提甩出单根，前3 个单根逐根膨胀后，以后立柱逐柱
膨胀，成立柱膨胀结束后可以将已膨胀完钻柱下放坐于钻台
面后，卸掉循环头，成立柱起出。依此重复作业，直至膨胀
作业结束。悬挂器下部以28MPa 左右的压力膨胀，上部以
14MPa 和14t 的额外拉力顺利膨胀，胶圈的压力和拉力有
明显上升趋势。
3.2.5 应用效果评价
固完井候凝后采用130mm 的钻头来钻穿膨胀管的管
鞋，通过声幅曲线可以看出，按设计要求封固的5210～
5794m 井段声幅值均在15%～25% 之间，固井质量良好。
膨胀管试压15MPa，稳压30min 无压降。
四开采用Ф 1 2 7 m m P D C 钻头带螺杆钻具钻进至井深
5 8 0 5 . 5 0 m 后，发生放空，接单根开泵下探放空至井深
5809.35m 遇有钻压后强钻至井深5810.35m 完井。在四开
施工和完井作业期间，实体膨胀管都能满足施工要求。
4 结论
（1）实体膨胀管技术在塔河油田TK1051 井成功应用，
解决了Ф 177.8mm 套管未下到位带来的技术难题。
（2）实体膨胀管技术在塔河油田TK1051 井创造了国内
施工最深（5194m）和最长(630.45m)的记录。
（3）实体膨胀管技术为塔河油田深井的高效开发提供
了新的技术手段。
表2 装置消电器运行实测数据
D901D 2007.12.29 0.72 0.12 83.33
D901B 2007.12.30 -0.41 -0.02 95.12
D901C 2007.12.31 0.43 0.07 83.72
D901D 2008.01.01 0.98 0.12 87.76
D901C 2008.01.02 0.55 -0.02 96.36
D901D 2008.01.03 -2.17 0.08 96.31
D901C 2008.01.04 0.62 0.06 90.32
D901C 2008.01.06 1.03 0.20 80.58
D901C 2008.03.02 -0.90 -0.14 84.44
D901D 2008.03.03 0.70 0.02 97.14
D901C 2008.03.05 3.04 0.21 93.09
D901D 2008.03.07 3.51 0.20 94.30
D901C 2008.03.08 4.42 0.11 97.51
位号 记录日期
消静电前
(μC/kg)
消静电后
(μC/kg)
消静电
效率(%)
电的处理，整个过程是检测消除静电的循环过程。
6 安装启用消电器前后效果对比
安装DQJ-1A型离子风粉体静电消除器后的测试数据见
表2，从表2中可以看出，启用消电器后基本消除了静电危害。
7 结论
(1)DQJ-1A型离子风粉体静电消除器具有正压通风防爆
性能，而且安装简单、使用方便、消电效率高。
(2)安装启动DQJ-1A型离子风粉体静电消除器后，明显
降低了静电电荷积累，提高了过程的安全性，保证装置的安
全生产，也解除了操作工长期的安全心理负担，受到了员工
的好评。
(3)当危险的放电不能被消除时，可以通过在相关的管
道、容器及其附件上加装惰化装置。
参考文献
1 GB 12158-90 防止静电事故通用导则
2 DQJ-1A型离子风粉体静电消除器使用说明书
第60 页
表1 实体膨胀管技术参数
膨胀前性能参数 膨胀后性能参数
钢 级EX-80 膨胀率8.1%
公称屈服值551.6MPa
标准重量25.3kg/m
标准外径139.7mm
标准内径124.26mm
通 径121.1mm
壁 厚7.72mm
内压屈服值53.37 Mpa
保护套壁厚（重叠） 1.524mm
保护套壁厚（裸眼） 2.032mm
抗挤强度32.889 MPa
标准重量26.2 kg/m
标准外径149.35mm
标准内径134.37mm
通 径132.87mm
壁 厚7.493mm
内压屈服值49.85 MPa
保护套壁厚（重叠） 1.473mm
保护套壁厚（裸眼） 1.98mm
因网络抄袭严重，文章章节已经过技术处理，需要详尽图文资料的客户可以免费电话索取！
摘 要: 分析了聚丙烯粉体静电的产生和危害，介绍了静电消除器的工作原理以及DQJ-1A型离子风粉体静电消除
器在天津石化聚丙烯装置中的应用。实践证明，该装置基本消除了静电危害，确保了安全生产。
关键词: 静电消除器；聚丙烯；安全
The Application of Electrostatic Eliminator in
Polypropylene Plant of TPCC
Geng Shuai
(Tianjin Petrochemical Co., Ltd. SINOPEC Tianjin 300271)
Abstract:In this paper,the static electricity hazard of PP plant was analyzed,the operating principle of the
Electrostatic Eliminator and application of the Electrostatic Eliminator in Polypropylene Plant of TPCC were
introduced. The result showed that the static electricity hazard was eliminated ,production safety system was ensured.
Key words: Electrostatic Eliminator; polypropylene;safety
1 前言
多年来，国内外石油工业的静电事故不断发生，造成很
大的经济损失和人身伤亡，国内聚烯烃装置已发生多起料仓
着火爆炸事故。天津聚丙烯装置粒料仓静电燃爆危险性为II
类，属中等危险，为了消除静电对聚丙烯装置安全生产的危
害，保证装置安全高效运转，天津石化在聚丙烯装置上实施
了D901A/B/C/D 的静电消除器安装项目。
2 聚丙烯粉体静电的产生和危害
聚丙烯粉体是高分子化合物，其吸水性能差、表面干
燥、电阻率高(1014～l017 Ω·cm)。粉体在输送、包装过
程中，与管壁和容器发生磨擦、冲撞，使得粉料颗粒表面带
有大量电荷，产生静电，其带电荷质比可达0.3C/kg，带电
粉体在放料过程中所形成的电流可达6A，直接电位最高可
达60kV，大大超过了国家静电安全管理指标(15kV)[1]，所以
很容易引起燃烧和爆炸事故。另外由于聚丙烯粉体具有良好
的绝缘性，其本身所带静电不易消除，当静电数量达到一定
值时，带电表面场强超过极限值便会放电，图1为聚丙烯料
仓发生静电放电的示意图。聚丙烯装置生产所需的丙烯原料
和氢气均属易燃易爆物质，其着火能都很小，如氢气为
0.011mJ，丙烯为0.28mJ，聚丙烯较高为25mJ。而且，聚
烯烃等粉体风送进仓作业中会产生大量静电，这些带电物料
不仅会出现粘壁结块等现象，还会产生静电放电，严重时导
致料仓爆炸，此类事故在国内外已发生多起，特别在聚合反
应不正常或脱气操作不规范时，粉尘燃爆几率极高。
3 静电消除器工作原理
影响粉体起电的因素较多，粉体起电极性及幅值有不规
则变化，普通直流离子风消电器或交流离子风消电器均难以
达到大体积粉体料仓所需要的消电效率。
DQJ-1A型离子风粉体静电消除器是专门用于粉体输送
过程静电消除和监测的安全器具，在设计上充分考虑了粉体
料仓直径大，对粉体荷电要求苛刻的特点，设置了“正”“负”
离子流可调式控制器，可以借助监测结果适时调整（见图
2），以达到最佳中和配比和消电效率。监测部分是采用法拉
第筒测量原理，巧妙地实现了粉体单位质量电荷量的在线测
量（见图3）。
图1 聚丙烯料仓产生静电的示意图
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China Chemicals
生 产 实 践
4 DQJ-1A 型离子风粉体静电消除器特点和
主要技术指标[2]
4.1 技术特点
a)采用非平衡式双极性离子流输出，消电效率高；
b)离子流中和系统有限流保护和防潮、防尘保护，可靠
性好；
c)正压通风保护系统设有限压阀和失压断电保护以及通
电前换气延时保护；
d)结构设计符合石化设备要求，便于安装、操作和维护。
4.2 主要技术指标
a)离子流调节范围：0～± 30 μ A；
b)消电效率：＞ 90% 或剩余电荷量＜ 0.3 μC/kg；
c)监测量程：0.01～±20.00 μC/kg；
d)监测误差：＜ 10%；
e)识别率：0.01 μC/kg；
f)传感器电荷室绝缘：＞1011 Ω；
g)仪表风消耗量：＜ 3m3/h（0.3～0.7 MPa）；
h)防爆标志：Exs ⅡT3；
i)使用环境温度：-30～80℃ 湿度：0～100%RH。
5 系统结构与安装
DQJ-1A 型离子风粉体静电消除器由控制柜、分控
箱、消电/ 监测器本体三部分组成，现场布置及结构示意图
图4 现场布置及结构示意图
见图4。
消静电本体部分安装在粉体通过的料仓外围，检测器与
消静电本体部分连接，起到检测与信号传递的作用，然后通
过分控箱的控制电缆，将数字信号输送到控制柜，进行消静
图2 消电器部分原理示意图
图3 监测部分电气原理框图
现场 控制室
第62 页
62 中国国际化工网www.intchem.net 化工文摘2008年6期
China Chemicals
生 产 实 践
成功后，整体上提3.5m，根据要求充分循环2 周。
3.2.3 固井作业
膨胀管送放到位，灌满浆后循环泥浆一周，然后立即进
行固井作业。膨胀管每分钟膨胀约5～8m，为保证现场作业
能顺利进行，必须严格控制水泥浆体系的失水、析水和稠化
时间，稠化时间必须考虑固井时注替水泥浆的施工、膨胀管
膨胀施工及安全附加时间。连接固井管线、压力车供浆管
线，管线试压后进行打水泥浆，投标塞，替浆，碰压和卸压。
3.2.4 胀管作业
上提钻具至原悬重，打压至启动压力21MPa，稳定膨
胀压力20MPa，缓慢上提钻具，未附加额外拉力，上提一
个单根后，停止上提，持续打压后，泄压，卸掉单根，卸循
环头，提甩出单根，前3 个单根逐根膨胀后，以后立柱逐柱
膨胀，成立柱膨胀结束后可以将已膨胀完钻柱下放坐于钻台
面后，卸掉循环头，成立柱起出。依此重复作业，直至膨胀
作业结束。悬挂器下部以28MPa 左右的压力膨胀，上部以
14MPa 和14t 的额外拉力顺利膨胀，胶圈的压力和拉力有
明显上升趋势。
3.2.5 应用效果评价
固完井候凝后采用130mm 的钻头来钻穿膨胀管的管
鞋，通过声幅曲线可以看出，按设计要求封固的5210～
5794m 井段声幅值均在15%～25% 之间，固井质量良好。
膨胀管试压15MPa，稳压30min 无压降。
四开采用Ф 1 2 7 m m P D C 钻头带螺杆钻具钻进至井深
5 8 0 5 . 5 0 m 后，发生放空，接单根开泵下探放空至井深
5809.35m 遇有钻压后强钻至井深5810.35m 完井。在四开
施工和完井作业期间，实体膨胀管都能满足施工要求。
4 结论
（1）实体膨胀管技术在塔河油田TK1051 井成功应用，
解决了Ф 177.8mm 套管未下到位带来的技术难题。
（2）实体膨胀管技术在塔河油田TK1051 井创造了国内
施工最深（5194m）和最长(630.45m)的记录。
（3）实体膨胀管技术为塔河油田深井的高效开发提供
了新的技术手段。
表2 装置消电器运行实测数据
D901D 2007.12.29 0.72 0.12 83.33
D901B 2007.12.30 -0.41 -0.02 95.12
D901C 2007.12.31 0.43 0.07 83.72
D901D 2008.01.01 0.98 0.12 87.76
D901C 2008.01.02 0.55 -0.02 96.36
D901D 2008.01.03 -2.17 0.08 96.31
D901C 2008.01.04 0.62 0.06 90.32
D901C 2008.01.06 1.03 0.20 80.58
D901C 2008.03.02 -0.90 -0.14 84.44
D901D 2008.03.03 0.70 0.02 97.14
D901C 2008.03.05 3.04 0.21 93.09
D901D 2008.03.07 3.51 0.20 94.30
D901C 2008.03.08 4.42 0.11 97.51
位号 记录日期
消静电前
(μC/kg)
消静电后
(μC/kg)
消静电
效率(%)
电的处理，整个过程是检测消除静电的循环过程。
6 安装启用消电器前后效果对比
安装DQJ-1A型离子风粉体静电消除器后的测试数据见
表2，从表2中可以看出，启用消电器后基本消除了静电危害。
7 结论
(1)DQJ-1A型离子风粉体静电消除器具有正压通风防爆
性能，而且安装简单、使用方便、消电效率高。
(2)安装启动DQJ-1A型离子风粉体静电消除器后，明显
降低了静电电荷积累，提高了过程的安全性，保证装置的安
全生产，也解除了操作工长期的安全心理负担，受到了员工
的好评。
(3)当危险的放电不能被消除时，可以通过在相关的管
道、容器及其附件上加装惰化装置。
参考文献
1 GB 12158-90 防止静电事故通用导则
2 DQJ-1A型离子风粉体静电消除器使用说明书
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表1 实体膨胀管技术参数
膨胀前性能参数 膨胀后性能参数
钢 级EX-80 膨胀率8.1%
公称屈服值551.6MPa
标准重量25.3kg/m
标准外径139.7mm
标准内径124.26mm
通 径121.1mm
壁 厚7.72mm
内压屈服值53.37 Mpa
保护套壁厚（重叠） 1.524mm
保护套壁厚（裸眼） 2.032mm
抗挤强度32.889 MPa
标准重量26.2 kg/m
标准外径149.35mm
标准内径134.37mm
通 径132.87mm
壁 厚7.493mm
内压屈服值49.85 MPa
保护套壁厚（重叠） 1.473mm
保护套壁厚（裸眼） 1.98mm
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