石油化工企业静电危害及防范措施

石油化工企业静电危害及防范措施石油化工企业静电危害及防范措施 石油化工企业存在有可燃气体 蒸汽 爆炸性混合物的危险场 所 有些危险物质易产生和积聚静电荷 当静电电位达到一定 的程度 并具备放电条件 且产生的放电火花能量大于该危险 物质的最小点燃能量时 即可引发爆炸和着火事故 笔者就石 油化工企业静电引燃爆炸危险情况进行了论述 并提出消除静 电危害的防范措施 静电的产生与危害静电的产生与危害 据有关资料统计 因静电引起的火灾和爆炸事故 在石油化工 生产与销售行业以及制药 橡胶和粉末加工业居多 不难看出 由于石化企业存在大量液态碳氢化合物 易于产生可 易 燃 气体或蒸汽 其点燃能量很低 一般都在 0 3mj 以下 又多以 输送 过滤 储运 冲击 搅拌 调和 喷射和涂层等为主要 的生产工艺过程 由于此类液体 有的还常常夹带着固体或液 体杂质 在管道中高速流动 会与管壁大面积摩擦或者与容器 壁及其它介质摩擦 从而导致静电的产生 有资料表明 其在 生产和操作过程中产生的静电可以达到几伏到几万伏 当静电 电压在 3000v 以上时 若存在放电条件 则静电放电火花所具 有的能量 足以点燃汽油 乙醚等蒸汽与空气的混合物 进而 导致爆炸或燃烧 因此 讨论液体静电的危害 对石化企业安 全生产是十分重要的 静电放电的常见方式主要有电晕放电 刷形放电和火花放电等 3 种形式 而对容器内烃类油品的放电主要为电晕放电和火花 放电等两种方式 一般情况下 电晕放电往往发生在靠近油面 的突出接地金属 如罐壁的突出物 装油鹤管等 与油面之间 因而放电能量是极微小的 通常不会点燃液面蒸汽 但极有可 能发展成为火花放电 火花放电是极间空气被击穿而造成的 有明显集中点 放电时 有短促爆裂声 能量在一瞬间集中释放 此种放电形式造成事 故的概率最高 此外 若绝缘体带有的大量静电 在对空气发 生放电的同时 还会沿着绝缘体表面进行放电 它的放电能量 亦较大 引起静电危害的概率也较高 石化企业时有发生的火 灾爆炸事故 多因火花放电为主 另外 静电放电产生的瞬间冲击性电流通过人体某一部分时 可造成人体静电电击伤害 当人体带电电位达 3kv 时 人体即 有明显的电击感觉 静电电击虽不会致人而死 但往往会造成 人员高空坠落 从而致使人员伤亡 静电的存在不仅影响工作 效率 还可能造成工作人员紧张 影响操作 静电的积聚及影响因素静电的积聚及影响因素 静电的积聚是引起静电灾害事故的主要根源 静电产生的的大 小主要与其物质电阻率有关 电阻是静电产生的条件 也是静 电能否积聚的根本原因之一 通常电阻率越小 导电性能越好 电阻率小于 108 为静电导电体 此类物体不会引起危害 因 为电阻率如此小的物体即使产生静电 也能瞬时消失 电阻率 在 108 1010 之间的物体通常带电量是不大的 电阻率在 1011 1015 之间的物体易于带静电 是石化企业防静电工 作的重点对象 当电阻率大于 1015 物体反而不易产生静 电 但一旦带有静电就难以消除 如汽油 苯等电阻率在 1011 1015 之间 它们是容易带电的 也难于消散 另外 因物质介电常数 决定电容的一个主要因素 的不同 在具体操作条件下 其电容与电阻结合起来 将决定静电的消 散规律 并成为影响电荷积聚的另一个因素 对于液体电阻率 低的 其介电常数相对较大 如果液体相对介电常数大于 20 并以 连续相 存在并接地 一般来说 不管是输送还是储运都 不大可能造成静电的积聚 此外 静电的产生与积聚 除与其物质本身的内在因素有关 还与生产过程和作业环节中介质的流速 压力 管道内壁粗糙 程度 管径及其所含杂质等有关 通常情况下 烃类油品带电 与管线内壁粗糙程度成正比 内壁越粗糙 带静电越多 流速 越快 流动时间越长 流经的闸阀 弯头越多 产生的静电荷 越多 除柴油外 油品的温度越高 产生的静电荷也越多 用 绝缘材料制成的容器和管线盛装或输送油品 较导电的金属材 料制成的容器和管线产生的静电荷将很多 流通截面面积和流 动方向的急剧改变会使静电的产生骤然增大 如油品流经管道 内设置的过滤器后 其静电产生量有时会增加 10 200 倍 同样是烃类油品 灌装方式有底部进油 液下装油 和上部装 油 喷溅式装油 相比之下 上部装油产生的静电更大 其 原因在于灌装过程中大量的液体不断分离 因而产生新的电荷 更重要的是液面电荷没有充分时间驰张 一般认为驰张时间在 30 秒以上 导致液面表层电荷密度较高 同时 因油品冲击 罐壁造成喷溅飞沫而产生大量静电 加之灌装过程中又常常有 油雾出现 一旦与空气混合达到爆炸极限浓度 则会有更大的 危险性 底部进油时如罐底有沉积水 沉积水受进油方式的搅 动也会产生很高的静电电位 另外 气候对静电的产生与积聚也有很大影响 如严寒的冬季 和炎热的夏季 天气干燥 空气的相对湿度小 更容易产生静 电 不同油品相混也会增加静电的产生量 最后 还必须提及 的是 人体在很多条件下也能够带静电 在存有可燃混合气体 的环境中 人体静电也是不容忽视的 危险源 静电危害的防范措施静电危害的防范措施 静电最为严重的危害是引起爆炸和火灾 其在瞬间即释 放电 能量大是其引发静电危害的突出特点 因此 必须采取切实有 效的措施来消除静电危害 防止静电危害的关键是 防止或减 少静电的产生 设法导走或中和产生的电荷 并使它无法积聚 防止有足够能量的静电放电 防止爆炸性混合气体的形成 目前 在石化企业中采用的消除静电危害的方法很多 从机理 上归纳 大致可分为 3 类 第一类是泄漏法 接地 增湿 加 入抗静电剂 铺设导电橡胶或喷涂导电涂料等均属泄漏法 第 二类是中和法 其原理是对带电体外加一定量的反电荷 使其 与带电体上的电荷中和 从而避免和减少静电的积聚 如安装 静电消除器等 第三类是工艺控制法 如在材料选择 工艺设 计 设备结构和操作管理等方面采取措施 下面重点介绍几种常见的消除静电危害的方法和具体措施 1 接地 用来加工 贮存 运输各种可燃性液 气 体或液化烃 及粉体的设备及管道进出装置 爆炸危险场所的边界 管道泵 及其过滤器 缓冲器等都必须接地 汽车槽车 铁路罐车和装 卸栈台 要设有专用接地接头或防静电接地装置 汽车槽车行 走时应装设专用的导电橡胶拖地带 牢固连接在槽车上并垂挂 于地面方向 爆炸危险区域内的油品 液化石油气和天然气等 管道上的法兰 胶管两端等连接处应用金属线跨接 法兰的连 接螺栓少于 5 根 且在易腐蚀环境下 亦应进行跨接 金属采 样器 检尺器 测温器等应经导静电绳索接地 防静电接地装 置的接地电阻和法兰跨接的接触电阻不应大于 100 和 0 03 2 增湿 在生产作业现场安装空调设备 喷雾器或悬挂湿布片 以提高 空气的湿度 从而降低或消除静电的危险 从消除静电危害的 角度考虑 在允许增湿的生产或作业场所 保持相对湿度在 70 以上较为适宜 3 添加抗静电剂 由于抗静电剂具有较好的导电性或较强的吸湿性 因此 加入 抗静电剂 能有效降低材 原 料的体积电阻或表面电阻 加 速静电泄漏 从而消除或降低静电危害 但应注意防止某些抗 静电剂的毒性和腐蚀性造成的危害 同时 对于悬浮状粉尘或 蒸汽 任何抗静电剂都不起作用 因此 只有选择合适的抗静 电剂 才会收到理想的防静电危害效果 4 静电消除器 安装静电消除器是静电中和法的具体应用 此类产品生产厂家 较多 要注意选择作用范围大 消电效果好 耗电低 易于安 装和便于管理的静电消除器 消除器要适应场所的电气安全要 求 5 工艺控制法 工艺控制法是指在工艺和操作管理上采取相应的措施 如控制 流速 尤其初始流速 避免喷溅和冲击 消除