静电引起的火灾爆炸分析

静电引起的火灾爆炸分析静电引起的火灾爆炸分析 在化工 炼油 橡胶 制药 印刷 金属粉末等行业的生 产中 因静电事故所造成的损失是很大的 这不得不引起人们 的重视 静电危害主要有三个方面 即静电放电引起火灾和爆 炸 给人以电击和妨碍生产 其中静电放电引起火灾和爆炸是 静电最严重的危害 为了掌握静电放电引起火灾和爆炸的机理 这里先分析一下静电的特点 有助于了解静电事故的成因 一 静电特点一 静电特点 这里所说的静电特点是指与静电危害密切相关的特点 即 静电电压的特点和静电泄漏的特点 一 电压特点 一 电压特点 生产工艺过程中所产生静电的电量都很小 在局部范围内 静电电量一般都只有微库仑级到毫库仑级 但是 带电体的电 容可能在很大范围内变化 有时变得很小 而电压 与电容 和电量 之间有以下关系 q c 在电量保持不变的情况下 电压和电容保持反比关系 电 容越大 电压越低 电容越小 则电压越高 如果产生静电的 两种物体是平面接触的 则其间电容相当于平板对平板的电容 其大小为 c s d 式中 s 为平板面积 d 为平板间距离 假设两种物体是密接触产生静电时 其间距离 d1 25 10 8cm 当两物体分离时 其间距离 d2 0 1cm 则前后电容之比为 c1 c2 d2 d1 0 1 25 10 8 这就是说 两种物体分离后 电容减小为原来的四十万分之 一 电压则增加为原来的四十万倍 因此 接触分离产生的静电高 压是非常危险的 例如 油品在输油管道内流动时 静电电压并不很高 但 当注入油罐 特别是注入较大容积油罐时 由于电容逐渐逐渐 减小 而电压大大升高 一旦发生静电放电 将引起燃烧或爆炸 二 静电放电引起火灾和爆炸二 静电放电引起火灾和爆炸 从国内外大量静电火灾和爆炸事故的分析中得出 发生静 电放电引起火灾和爆炸 必须具备有可燃物 助燃物或是爆炸 性混合物 这是着火的必要条件 其次是必须具有能击穿电介 质的静电电压 引起放电 产生静电火花 第三是静电放电能 量必须等于或大于物质的最小点火能量 成为物质的引火源 这三条是静电放电引起火灾和爆炸的最基本的条件 现分述如 下 一一 可燃物或爆炸性混合物可燃物或爆炸性混合物 可燃物是指凡能与空气中的氧或其它氧化剂起剧烈反应的 物质 如木材 纸张 汽油 乙炔等 凡能帮助和支持燃烧的 物质称为助燃物 如空气 氧 高锰酸钾等 爆炸性混合物是指空气与可燃气体或液体蒸汽相混合 遇 到火源即能爆炸的混合物 爆炸性混合物有爆炸上限和爆炸下 限之分 当爆炸性混合物的浓度处于爆炸上下限范围内时 遇 到着火源便能引起燃烧爆炸 二二 静电放电能量静电放电能量 静电放电能量是静电场通过火花放电释放出来的能量 静 电放电能量可用下式计算 w 1 2cu2 式中 w 为静电放电火花能量 c 为物体的静电电容 u 为物体的带电电位 当一体物体产生静电后 其放电能量必须等于或大于物质 的最小点火能量时 才会引起燃烧或爆炸 物质的最小点火能 量是指物质能引燃的最小火源能量 饱和烃及其衍生物的最小 引燃能量大多是 0 2mj 数量级的 但乙炔的最小引燃能量只有 0 019mj 二硫化碳的只有 0 009mj 等 工业粉尘的最小引燃能 量一般在 10 100mj 之间 气体和蒸汽爆炸性混合物的最小引燃 能量多在 0 009 0 29mj 之间 根据实验 甲烷的最小点火能量为 0 28mj 假如一个穿着 胶鞋的工人 在充满甲烷气体的场所工作 其脱去化纤制的工 作服时 人体带上约 3kv 的电位 如果人体静电电容为 100 10 12f 当人体的某一部分触及接地物体等 则放电的火花能量为 w 1 2cu2 0 5 100 10 12 30002 0 45 mj 这时 0 45mj 的火花放电能量就会引起甲烷气体燃烧或爆 炸 从静电放电引起火灾和爆炸的三个基本条件来看 是相互 依存 缺一不可的 如果有可燃物或爆炸性混合物的存在 而 产生静电放电的能量相当小 达不到物质的最小点火能量 燃 烧也不可能发生 相反 产生静电放电的能量相当大 则可燃 物或爆炸性混合物的数量很少或浓度达不到 也是不能着火的 根据这个道理 我们