94.防静电技术--HSE精华.ppt

中国石油天然气集团公司,,防静电技术,介绍,欢迎自我介绍紧急警报和逃生出口安全提示行包靠墙放坐时5点着地课堂基本要求手机静音守时（团队）参与，关注课程、积极发言,提纲,一、前言二、静电的产生三、静电放电形式四、形成静电危害的条件五、可燃液体静电六、液体静电防灾原则七、防止液体静电危害的措施八、粉体静电九、气体静电十、人体静电,提纲,一、前言二、静电的产生三、静电放电形式四、形成静电危害的条件五、可燃液体静电六、液体静电防灾原则七、防止液体静电危害的措施八、粉体静电九、气体静电十、人体静电,,一、前言,静电灾害严重影响石油、石油化工、石油销售企业的安全生产，给企业造成很大的损失。一本油库事故案例汇编中收集了445起油库着火爆炸事故，其中由静电引起的有54起，占12.13。“加油站百例事故分析”一书收集了115起加油站事故，其中由静电引起的有23起，占20。2002年2月23日至2006年9月11日中国石油23起重大事故中，由静电引起的着火爆炸有6起，占26.08。所以我们必须有效地控制静电灾害，消除静电安全隐患，避免静电事故发生，确保石油、石油化工、石油销售企业安全生产。,一、前言,,●日本近30年（1972～2001）静电事故统计,一、前言,●国内近20年石油、石油化工、石油销售（1985～2004）139起静电事故统计,,提纲,一、前言二、静电的产生三、静电放电形式四、形成静电危害的条件五、可燃液体静电六、液体静电防灾原则七、防止液体静电危害的措施八、粉体静电九、气体静电十、人体静电,,（一）物体的接触分离带电（二）摩擦起电（三）静电感应带电（四）其它原因带电,二、静电的产生,,（一）物体的接触分离带电a接触产生的电荷移动b形成双层电荷（c）分离产生的静电因接触分离而引起的静电产生,二、静电的产生,（一）物体的接触分离带电（二）摩擦起电（三）静电感应带电（四）其它原因带电,二、静电的产生,,二、静电的产生,（二）摩擦起电摩擦只不过是接触分离的一种特殊形式。摩擦的作用仅在于增加两种物质达到一个分子距离以下的接触面积，再把两物体分开时就各带有不同符号的静电。,实际工作中的摩擦、接触、分离带电过程,二、静电的产生,摩擦起电演示,（一）物体的接触分离带电（二）摩擦起电（三）静电感应带电（四）其它原因带电,二、静电的产生,,（三）静电感应带电电场作用在中性导体时，该导体的自由电子受到电场力的作用将逆着外电场的方向移向导体的一端，而另一端即显正电，这个现象叫静电感应。,二、静电的产生,（一）物体的接触分离带电（二）摩擦起电（三）静电感应带电（四）其它原因带电,二、静电的产生,,二、静电的产生,（四）其它原因带电极化带电、破碎带电、压电和热效应带电、剥离带电、吸附起电等。,提纲,一、前言二、静电的产生三、静电放电形式四、形成静电危害的条件五、可燃液体静电六、液体静电防灾原则七、防止液体静电危害的措施八、粉体静电九、气体静电十、人体静电,,（一）电晕放电（二）刷型放电（三）火花放电（四）沿表面放电（五）传播型刷形放电,三、静电放电形式,,（一）电晕放电电晕放电是在非均匀电场中电场强度极高的部分发生局部电离的放电。电晕放电一般伴随着微弱嘶嘶声与图所示的发光。（发生电晕放电曲率半径小于1mm）,三、静电放电形式,（一）电晕放电（二）刷型放电（三）火花放电（四）沿表面放电（五）传播型刷形放电,三、静电放电形式,,三、静电放电形式,（二）刷型放电一般是随着“啪”的较强声响与图所示的树枝状发光的放电，在带电很多的物体一般为非导体与其离数厘米以上的较平滑形状的接地导体之间易产生这种放电。,三、静电放电形式,,●易发生刷型放电的场所举例◆油品鹤管装车时，如果金属鹤管不放入底部，当带电油面接触金属鹤管头时，易发生刷型放电。◆聚丙烯与聚乙烯粉体料仓内的如果有金属尖端突出物（如音叉料位计），当料面与其接触时，易发生刷型放电。◆油罐内如果有金属尖端突出物，当油面与其接触时，易发生刷型放电。◆用蒸汽吹扫油罐等易燃易爆场所时，当蒸汽空间电场强度达到1.2kV/cm时，易发生刷型放电。◆接地的钢带检尺尺与带电油面接触时，易发生刷型放电。◆氢气、乙烯气体、液化汽、丙烯气体等可燃气体在高压喷出时，当空间电场强度达到1.2kV/cm时，易发生刷型放电。,三、静电放电形式,（一）电晕放电（二）刷型放电（三）火花放电（四）沿表面放电（五）传播型刷形放电,三、静电放电形式,,三、静电放电形式,（三）火花放电在带电物体与接地导体的形状都较平滑时，伴随着强烈的声响和图示的一条发光而在大气中突然产生的放电。,,●易发生火花放电的场所举例◆油品鹤管装车时，如果车体不接地，带电的车体与接地的金属体会发生火花放电。◆带电的人体与接地导体接触时，会发生火花放电。◆油罐内的孤立导体带电后与罐壁接触时，会发生火花电。◆用蒸汽清洗油槽车时，蒸气胶管前端的金属管若没有接地，金属管带电后与接地的槽车接触时，会发生火花放电。◆油罐采样时，如果采样绳为绝缘绳，当采样器带电后就会与油罐采样口处的接地体发生火花放电。◆用金属桶接油时，如果金属桶不接地，当金属桶带电后就会与接地体发生火花放电。,三、静电放电形式,三、静电放电形式,事故案例1,某炼化厂2000年、2002年出现两起油罐采样时，人体带电对采样口发生静电火花放电而引起油罐着火事故。,,他们错在哪里◆没有穿防静电工作服与防静电工作鞋。◆作业前没有消除人体静电。,案例22002年3月19日某石化分公司855号罐采样时，发生着火事故，事故的主要原因是采样绳不合格，造成采样器带电后无法泄放到大地中，致使带电的采样器对内浮盘口处发生静电火花放电，引起罐内油气着火。,,他们错在哪里◆防静电采样绳不合格。,三、静电放电形式,（一）电晕放电（二）刷型放电（三）火花放电（四）沿表面放电（五）传播型刷形放电,三、静电放电形式,,（四）沿表面放电在带电物体背面附近有接地导体，带电物体表面电位上升被抑制的情况下，带电量非常大时，沿着带电物体表面发生的放电。通常表面放电如图示。在接地导体接近带电物体表面时产生了空气中放电，以此为契机，沿表面放电几乎同时产生。,三、静电放电形式,三、静电放电形式,,●易发生沿面放电的场所举例◆油罐表油面静电电位很高（58kV），易发生油品沿面放电。◆聚烯烃粉体料仓内的聚烯烃粉体物料表面易发生沿面放电。,（一）电晕放电（二）刷型放电（三）火花放电（四）沿表面放电（五）传播型刷形放电,三、静电放电形式,,三、静电放电形式,,（五）传播型刷形放电●易发生沿面放电的场所举例◆聚烯烃粉体料仓等容器粘壁易发生传播型刷型放电。◆橡胶输送传输带放电易发生传播型刷型放电。,提纲,一、前言二、静电的产生三、静电放电形式四、形成静电危害的条件五、可燃液体静电六、液体静电防灾原则七、防止液体静电危害的措施八、粉体静电九、气体静电十、人体静电,,●产生并积累静电荷、发生静电放电●放电场所有可燃混合气体并达到爆炸极限●静电放电能量大于、等于可燃混合气的最小点火能量,四、形成静电危害的条件,提纲,一、前言二、静电的产生三、静电放电形式四、形成静电危害的条件五、可燃液体静电六、液体静电防灾原则七、防止液体静电危害的措施八、粉体静电九、气体静电十、人体静电,,当可燃液体与固体、气体之间，液体与不相混的液体之间,由于搅拌、沉降、喷射、飞溅、发泡、流动等接触分离的相对运动,同样会在液体中产生静电。如石油产品中的汽油、航空煤油等燃料油品以及苯、二甲苯等化工原料是一种潜在的火源,因此,我们必须重视可燃液体的静电危害。,五、可燃液体静电,（一）放电部位（二）静电事故主要原因石油产品）（三）静电危害部位（四）危险界限与安全控制指标（五）液体石油产品事故案例,五、可燃液体静电,,（一）放电部位液面罐壁液面鹤管液面绝缘导体罐壁接地不良罐车鹤管、导电胶管、人体未接地的胶管夹、油枪接地体采样器、检尺器具、人体接地体非导体器材接地体、人体等,,,,,,,,,,,,五、可燃液体静电,（一）放电部位（二）静电事故主要原因石油产品）（三）静电危害部位（四）危险界限与安全控制指标（五）液体石油产品事故案例,五、可燃液体静电,,,（二）静电事故主要原因石油产品）●加油速度过快●油中含水作业●油罐采样、检尺、测温作业●顶部喷溅式注油●过滤器材质（滤芯）起电过高●使用塑料桶装油●油罐不接地●使用绝缘管装油●油罐内有孤立导体、金属突出物●人体静电放电等,五、可燃液体静电,（一）放电部位（二）静电事故主要原因石油产品）（三）静电危害部位（四）危险界限与安全控制指标（五）液体石油产品事故案例,五、可燃液体静电,,五、可燃液体静电,（三）静电危害部位（1）油品汽车栈台（2）火车栈台（3）液化汽槽车栈台（4）装置区内各种可燃液体装车点（5）烯烃装车台（6）油罐等容器清洗（7）有限空间作业（8）采样、检尺、测温、检水等作业（9）油品过滤器（10）汽车吸油与卸油（11）船舶装油（12）易喷油点，如装置区内的各种导淋阀管处等（13）塑料桶装油（14）油品罐装（15）油品搅拌,（一）放电部位（二）静电事故主要原因石油产品）（三）静电危害部位（四）危险界限与安全控制指标（五）液体石油产品事故案例,五、可燃液体静电,,五、可燃液体静电,（四）危险界限与安全控制指标（1）油面放电危险界限58kV安全控制指标德国42kV、美国35kV、俄国20kV、中国12kV（2）铁路槽车入口电荷密度≤30μC/m3油面附近电荷密度≤5.5～10.6μC/m3加油速度vd＜0.8m2/s（铁路）vd＜0.5m2/s（汽车）（3）绝缘导体或容器放电危险界限327V安全控制指标＜100V放电电荷转移量＜0.1μC（0.26mJ）（4）绝缘体放电危险界限20～30kV（0.1～1.0mJ）安全管理指标＜5kV,（一）放电部位（二）静电事故主要原因石油产品）（三）静电危害部位（四）危险界限与安全控制指标（五）液体石油产品事故案例,五、可燃液体静电,,五、可燃液体静电,（五）液体石油产品事故案例,案例1汽车接地不良装车事故某石化总厂（2002年3月7日）当日8点45分，南通一罐车到该厂装甲乙酮，押运员随后将汽车接地线挂在生锈螺栓上，驾驶员擅自全开发货阀门，刚装车（约12s）即发生爆炸。这起事故系介质喷洒起电和罐车接地不良引起的。放电部位是槽车罐口与导电胶管之间发生火花放电。,,案例2用PE管卸苯事故某石化公司1995年10月17日，现场抽取槽车的混合苯，事故时间是发生在抽取底部残余苯液时，当场一死一伤。,五、可燃液体静电,五、可燃液体静电,他们错在哪里●使用绝缘PE管抽取混合苯。●事后经模拟试验，用1.5吋PE管作模拟实验，实验数据表明当苯液比较纯时，PE管周围电位约在5000-8000伏；当苯液有稍微游离水时，PE管表面电位约在30kV，远超过非金属材料放电的危险电位。,五、可燃液体静电,案例3某炼厂用塑料桶装油事故1991年12月26日某石化公司炼油厂发生了一起泄放汽油引起的火灾事故，火灾面积约50m2，当事者当场烧死，并使催化装置停工一个多小时。事故是在汽油管线导淋管放油时发生的，类似事故在国内已发生了多起。,五、可燃液体静电,他们错在哪里●接油时使用了塑料桶。●事后模拟实验表明当喷出压力超过0.5MPa时，塑料桶表面电压可以超过10kV并发生放电现象；如果液面出现泡沫层，则会出现较高能量的放电，如果周围气体在爆炸范围内，就会造成闪爆事故。,,案例4某石化储运厂1992年该储运厂发生3起用蒸汽洗苯、汽油槽车的闪爆事故，蒸汽压力约在0.6MPa，爆炸事件都是在刚开始作业不久的时间。,,,,他们错在哪里●使用非防静电胶管。●胶管前端金属头没有接地。●模拟实验中，胶管前铜质T型头带电约1.8-4.5kV，计算储能约0.21-1.31mJ。因此在胶管摆动中，喷头极易产生引燃性放电。,,,,,,,,,,,胶管,金属喷头,油气,五、可燃液体静电,五、可燃液体静电,案例5某石化1996年“1.6”吹扫LPG1996年1月6日，某石化公司液化气发生泄漏，在用蒸汽吹扫地下的液化气残液时发生闪燃。他们错在哪里●使用非防静电胶管。●胶管带电，与地面放电引燃泄漏的液化气。,提纲,一、前言二、静电的产生三、静电放电形式四、形成静电危害的条件五、可燃液体静电六、液体静电防灾原则七、防止液体静电危害的措施八、粉体静电九、气体静电十、人体静电,,杜绝或抑制静电灾害三要素是基本条件。对策指南和具体措施包括（1）抑制起电条件，如限制流速、避免油水混合作业等；（2）确保或增加静电泄放能力，如系统接地、增湿、加抗静电剂等；（3）避免高能放电条件，如绝缘导体、金属突出物等；（4）在危险作业区或操作上难以确保上述要求的危险场所，可增设部分防静电措施，包括石油静电消除器石油静电监测器抗静电型鹤管头本安型人体静电消除器智能型接地连锁装置防静电型采样器防静电工作服、鞋等,六、液体静电防灾原则,提纲,一、前言二、静电的产生三、静电放电形式四、形成静电危害的条件五、可燃液体静电六、液体静电防灾原则七、防止液体静电危害的措施八、粉体静电九、气体静电十、人体静电,,七、防止液体静电危害的措施,1、接地由于油品储运过程管线、过滤器、油罐等都会产生静电，因此，管线、过滤器、油罐等必须接地。,油罐接地,槽车接地,七、防止液体静电危害的措施,2、注油管口延伸到底部，预防喷溅产生静电预防油面对注油口的放电。,不伸入底部易发生静电刷性放电,伸入底部注油,七、防止液体静电危害的措施,3、装油鹤管应采用防静电专用胶管，并伸至油罐底部。4、控制流速◆油品中含水量在1至5范围时，进罐流速不得超过1m/s。◆油罐在注入口未浸没前，初始流速不应大于1m/s，当注入口浸没200mm后，可逐步提高流速，但最大流速不应超过7m/s。◆火车与汽车槽车鹤管埋没前流速≤1m/s，鹤管埋没后流速vd＜0.5汽车vd＜0.8火车5、使用防静电添加剂,七、防止液体静电危害的措施,6、静置时间◆汽车、铁路罐车不得少于2分钟；◆50m3及以下油罐不得少于3分钟；◆50-5000m3油罐不得少于10分钟；◆5000m3以上油罐不得少于30分钟；◆微孔30μm以下过滤器距出油口的距离，应留有30s的静电消散时间一般管线长度应在100m以上。7、采用液体静电消除器,液体静电消除器,七、防止液体静电危害的措施,8、采样、测温绳必须是防静电绳，且接地良好。,,,,,,,油品采样注意事项（1）采样绳必须为防静电采样绳，检测合格方可使用，且不得超过厂家规定的使用期限（一般为三个月）。（2）采样时，防静电采样绳末端必须接地，禁止防静电采样绳不接地使用。（3）采样时，不得猛拉快提，上升速度不得大于0.5m/s，下落速度不得大于1m/s。（4）采样时，必须保证规定的静置时间，严禁进行动态采样测温作业。（5）使用中如发现采样绳深色纤维脱色、磨损、断裂等异常情况时，不得继续使用。（6）防静电绳不能作为绝缘物使用，特别是接触带电体。（7）采样测温作业人员必须按规定穿防静电工作服和防静电工作鞋，作业前应先泄放人体静电。（8）雷暴等恶劣天气禁止采样测温作业。,七、防止液体静电危害的措施,七、防止液体静电危害的措施,,,,,,,,,,,,,,,9、油罐中不能有孤立导体存在及尖端突出物,孤立导体,七、防止液体静电危害的措施,10、爆炸危险场所应安装本安型人体静电消除器,人体带电后与金属接地体接触时会发生静电火花放电,本安型人体静电消除器,提纲,一、前言二、静电的产生三、静电放电形式四、形成静电危害的条件五、可燃液体静电六、液体静电防灾原则七、防止液体静电危害的措施八、粉体静电九、气体静电十、人体静电,,（一）概述（二）工业粉体静电起电特点（三）聚烯烃静电防护措施,八、粉体静电,,八、粉体静电,（一）概述从我国石油化工行业近几年来70余起聚烯烃粉体料仓燃爆事故和辽化HDPE装置大爆炸事故统计资料可知，燃爆事故的点火源是粉体静电放电所造成的。聚烯烃粉体绝缘程度高，生产过程中起电量可达0.1～100μC/kg，静电泄漏缓慢，生产过程中的粉体往往会积聚很高的电荷。这种静电的积聚会给粉体带来两类危害。,八、粉体静电,1、第一类是带电粉体粒子之间，粒子与管壁、容器之间的静电力作用，给生产带来各种障碍与危害。这类粉体静电危害事故常见的表现形式有；气体输送管道的堵塞，特别容易出现在管道弯头或气体、粉体的分离区域；带电介质粒子对筛网孔的粘附，从而改变筛子的有效孔径，容易造成网孔堵塞；细微粒子会在管道壁和仓壁上停留，造成粘附层现象；影响粉体介质的有效混合，降低产品质量。例一，聚苯乙烯粒料相互吸附现象。某石化分公司聚苯乙烯装置的聚苯乙烯粒料，筛分后出现细粒料与中大粒料粘结，影响产品质量。通过模拟试验和现场实际情况察看，可以断定聚苯乙烯粒料粘结的原因是由于静电吸附而引起的。通过聚苯乙烯物化特性可知，聚苯乙烯属高绝缘粉体。它的起电特性与其它的聚烯烃粉体起电特性基本相同。聚苯乙烯粒料干燥过程是在直径约600mm、长约40m金属管内进行的，风量为17000m3/h22000m3/h，其输送速度约为16.7m/s21.62m/s。此种工艺条件决定了聚苯乙烯粒料在管内与管壁或料粒的相互接触摩擦、碰撞，使其带电。,决定聚苯乙烯粒料起电因素有以下几点（1）聚苯乙烯体电阻率高（10171019Ω.cm）。一般情况下粉体起电与材料的电阻率大体成正比关系，当电阻率＜108Ω.cm，一般不起电；当108Ω.cm＜ρ＜1012Ω.cm，起电较小；当ρ＞1012Ω.cm，起电较高。（2）与粉体粒径尺寸有关。一般情况下粒径越小，起电就越高。通过试验装置进行的模拟试验可明显观测到，聚苯乙烯中大粒料的起电量小于细粒料的起电量。（3）与风速有关。粉体起电与粉体风送速度关系较大，速度越高，起电越高。而公司的聚苯乙烯输送速度为16.7m/s21.62m/s，属高速度输送，所以起电高。（4）与质量转移率有关。粉体起电与质量转移率（或负荷）成反比关系，风送粉体质量流量越高，起电荷质比越小。而公司的聚苯乙烯物料输送量为1.3kg/s（4.68t/h），属于疏相输送，所以起电量高。上述各种因素决定了聚苯乙烯粒料在输送过程中起电，并且起电量很高,八、粉体静电,八、粉体静电,例二，LLDPE装置流化床爆聚现象LLDPE装置流化床反应器内粉体在气相悬浮状态下进行反应，这样流化床反应器内粉料必然产生静电，这样粉末会被吸附到反应器内壁上，内壁上的粉末与催化剂反应后，就形成了结片。当结片增达到一定程度时就脱落到反应器内和反应器下部的分布板上，此时脱落的结片由于反应会迅速增大，使分布板形成堆积状态，且分布扳会造成堵塞状态。由此会造成反应器爆聚事故。反映器内的静电检测系统检测的反应器内电压值超过2kV时，就容易形成结片。特别是膨胀段部分。,八、粉体静电,2、第二类是电荷积累能够产生很强的静电场，从而导致各种类型的静电放电发生，或引起火灾和爆炸事故，或引起人体电击。这类事故主要有粉体料仓燃爆事故，粉体装置爆炸事故，下料口闪爆事故，各种聚烯烃包装时人体电击现象等。●某石化公司1PE装置料仓事故（1）1982年、1987年集尘系统发生爆炸；（2）1988～1993年抽气料仓发生5次爆炸；（3）1994年称量计上储槽发生3次爆炸；（4）1994年包装上储槽2次发生爆炸；（5）1996年外品储槽2次闪爆；（6）19971998年不合格品料仓发生2次爆炸；（7）2000年不合格仓闪爆；（8）2004年5月31日上储槽闪爆；（9）2004年12月21日抽气料仓闪爆。,八、粉体静电,●某石化公司2PE装置料仓事故（1）1992年“9.18”操作工误关了正在进料中的V503A仓的净化风机（B508A），约2小时后发现错误，但料仓已冒烟，通17分钟氮气后又开B508A风机，火更大，上部烧穿；（2）1994年“9.15”开车前未将V503E仓风机改遥测，当V503E仓进料时反吹净化风未开，4小时后发现错误，但仓内已燃爆；（3）1997年“11.13”三通阀DV561失灵，当由A仓切向F仓时，大部分物料漏向C仓，但C仓风机未启动，1.5小时后发现问题，但C仓已燃爆、着火。,●某石化公司PP装置料仓燃爆事故（1）1989年“9.2”KV505C/B仓掺合中发生爆炸着火；（2）1991年“7.23”、“7.26”、“7.30”、“8.17”、“8.20”、“8.21”、“8.24”、“12.29”A/B、C/B、D/B、C/A、B/B、A/A仓爆炸着火；（3）1993年“7.22”料仓掺合中发生爆炸；（4）1994年“1.27”、“2.3”A/B、C/B仓爆炸着火。●某石化公司HDPE粉料仓事故（1）1989年“2.12”当日，出料控制阀关不死，操作工在紧急处理物料时B仓发生爆炸并使A、C、E、F、G仓防爆板破坏，过滤袋烧毁；（2）1990年“2.2”当日空分停车，N2不足，在停车处理物料时H仓爆炸，并使C、D、F、G仓防爆板破坏；（3）1991年“11.16”当日反应不正常，A2线料进D仓3～5t没关阀，E仓准备进A1线料时D仓爆炸，防爆板和过滤器破坏、烧毁；（4）1997年“4.16”当日发现控制阀内漏，在处理出料仓物料时，因下料阀门卡住，在向E仓送料时发生爆炸。,八、粉体静电,●某石化公司HDPE粉料仓事故（1）1999年“5.24”由于料仓倒不开，事故前在G仓48t位置连续进行了75h的边进边出作业，当日1300料仓爆炸着火，并使C仓也受损，损坏率分别为60、30；（2）2002年“5.5”C仓在5月2日至5日连续3天进行不放空进料操作（约80t料位处）。●1988年11月21日某石化公司小本体聚丙烯装置下料口静电闪爆事故。●1998年3月17日某石化公司小本体聚丙烯装置下料口静电闪爆事故。●2005年3月26日某石化公司小本体聚丙烯装置下料口静电闪爆事故。,八、粉体静电,（一）概述（二）工业粉体静电起电特点（三）聚烯烃静电防护措施,八、粉体静电,,八、粉体静电,（二）工业粉体静电起电特点粉体在生产、储运和运输过程中，要经过搅拌、筛分、气力输送等不同的工艺流程。这样粉体颗粒与容器壁、管道内壁以及筛网等器具之间的接触分离、碰撞、摩擦、剥离等现象而产生静电。大量的试验和实际生产中的数据统计分析表明，粉体起电有着特有的规律和特点。1、粉体起电与其电阻率有关。ρ＜108Ω.m时，可不考虑粉体静电。108＜ρ＜1012Ω.m时，起电小，要求接地。ρ＞1012Ω.m时，易起电，要求专门的防护措施。2、粉体起电与其粒径有关。粉体起电（q）与粉体比表面成线性关系，粒径越小，起电荷质比越高。,八、粉体静电,3、粉体起电与湿度有关。湿度对粉体起电影响比较明显。对粗颗粒，粉体起电总的趋势是随湿度的增加而减少。而对细粒料，湿度的影响比较复杂干燥条件和湿条件都可以产生较高的起电，只是极性相反而已。,,,八、粉体静电,4、管道表面状态。管道表面沉积的细粉末，对粉体起电有一定影响。随着沉积层厚度的增加，起电逐渐下降，沉积层进一步增加，起电极性则可能出现反转现象。例如PS粒子在2.1cm直径铝管中输送，在新管线中起电为正极性，随流速的增加成指数率增加；当管线中有部分粉尘附着时，起电明显减小，而如果管线附着物进一步增加，例如全部附着时，粉体起电极性反转，而数量绝对值与新管线起电量级相当。,八、粉体静电,5、冲撞速度粉体起电随冲撞速度的增加，起电呈指数增加。6、送料量。通常，粉体起电荷质比随送料量增加而减少。我们试验的结果HDPE细粉料367.2kg/h-110μC/kg800kg/h-26μC/kg,,7、与作业方式有关。不同的作业方式，起电差异较大。,八、粉体静电,8、粉体起电饱和值一般粉体的荷质比在10-7～10-4C/kg范围内。但要注意的是粉体表面所能积累的电荷密度是有限的，在正常情况下不会超过27μC/m2。这是因为若粒子带电表面电荷密度超过此值，其表面的电场强度也相应增高到可以使周围的空气发生击穿，从而导致放电的异号电荷中和粉体粒子上的带电。我们进行的饱和长度试验（1）三段管（26.1m）测试数据,（2）五段管60.5m测试数据,结论从上述数据可看出同样工艺操作条件下五段管与三段管粉体带电能很好地吻合。即粉体流动电流在数值上是非常接近的，所以可以认为本试验装置输送管线在工艺条件下超过流动电流饱和长度。另外，从两表的数据还可看出，随输送风量的增大，粉体带电也随之增加。,八、粉体静电,9、风送粉体大料仓中聚烯烃粉体的起电情况，通过大量的实测数据统计与对比分析，得出如下的结论（1）高密度聚乙烯（HDPE）粉体起电荷质比约为10μC/kg50μC/kg；（2）低密度聚乙烯（LDPE）粉体起电荷质比约为0.1μC/kg5μC/kg；（3）聚丙烯（PP）粉体起电荷质比约为1μc/kg10μC/kg。10、粉体下料口的粉体起电情况下料时粉料荷质比一般在0.3μC/kg；料袋电位30～100kV。,八、粉体静电,八、粉体静电,11、料仓内尖端金属接地体放电危险性分析料仓内高低位料位报警器、高高位料位报警器等均属于尖端金属接地体，在料仓内易发生高能放电。由于料仓内存在高静电场和场强畸变现象，一般料仓内物料表面的电压为10～100kV。则相应的电荷转移量1.7～17μC，放电能量可达几十甚至上百mJ。所以是很危险的。,,电荷转移量曲线,（一）概述（二）工业粉体静电起电特点（三）聚烯烃静电防护措施,八、粉体静电,,（三）聚烯烃静电防护措施1、清釜作业时避免釜内存有可燃气体。2、清釜作业时消除人体静电。3、金属工具应作接地处理。4、粉体料仓上部入料口处建议使用静电消除器。5、输送系统与储存系统的设备、容器必须接地。6、消除料仓内孤立导体和尖端突出物。7、各下料口处的法兰、阀门必须进行跨接接地。8、装置内的各临时接料口下部接料容器必须接地，不得使用不接地的金属容器或绝缘容器接料。容器下部不得有孤立的不接地金属板。9、料仓下部的包装口建议安装静电消除器。10、包装袋下部的小车、运送物料的叉车和罐车必须接地。,八、粉体静电,提纲,一、前言二、静电的产生三、静电放电形式四、形成静电危害的条件五、可燃液体静电六、液体静电防灾原则七、防止液体静电危害的措施八、粉体静电九、气体静电十、人体静电,,（一）气体喷出起电与放电的机理（二）气体静电现象（三）实验现象与结论,九、气体静电,,九、气体静电,（一）气体喷出起电与放电的机理纯净气体喷出时，理论上不会产生静电起电现象。但当气体中夹杂某些固体颗粒、液滴或其它异物时，在高速冲撞、破碎或摩擦过程中就会带电。这些空间电荷在下述情形下可能产生静电积聚和放电现象（1）在气体喷出空间有绝缘导体或非导电物体时，这些“电荷收集体”会产生电荷积聚和放电现象。（2）当散射物的“电荷云”尺寸和密度超过一定值时，对周围接地目标可以产生刷形放电（可以点燃0.1～1mJ点火能量的气体）或雷状放电（可以点燃所有气体和部分粉尘云。（3）当设备或喷嘴没有接地，或喷嘴为绝缘体时，设备或喷嘴可以产生火花放电（金属体）或传播型刷形放电（绝缘体）。,（一）气体喷出起电与放电的机理（二）气体静电现象（三）实验现象与结论,九、气体静电,,（二）气体静电现象1、爆炸现象●当出现下列情形时会产生爆炸着火事故（1）喷出气体中空间电荷或“电荷云”密度超过引燃放电临界值；（2）设备或“电荷收集体”发生放电现象；（3）放电区有可燃性气体，且放电能量超过气体最小点火能。,九、气体静电,●用高压水冲洗油仓/罐，也出现过多例静电爆炸事故，它们是空间电荷云的特殊形式。国际合作研究的结论如下（1）它们往往是由荷电“水块”放电引燃的，引燃几率与水块体积和放电接近速度有关水块体积需有足球大小，才具有足够的引燃能量；放电表面相互接近能量需低于几m/s才会发生引燃。（2）清洗中水雾带电能力与油水混合或污染程度关系较大，实测表明，水雾带电可达400nC/m3。水雾最高电压（Vmax）与水雾空间电荷密度（ρ）、自由空间半径（r）等有关，计算模型如下Vmaxρr2/（6ε0），ε0空气介电常数以上研究表明，由高压喷淋水引起的静电爆炸事故，可能是个小概率事故，但在可能引起人员伤亡场所还是应引起重视。,九、气体静电,2、电击现象当出现下列情形时会产生电击（1）喷出气体中空间电荷或“电荷云”密度超过一定值；（2）人体没有接地而捕集电荷且电位超过3kV时；（3）喷出设备（或喷嘴）没有接地，喷射中设备积聚电荷超过0.2μC时。3、吸附现象气体喷出空间中的灰尘或微细粉尘带电，如果这些荷电颗粒（半径r）在电场中的电场力（FCεE24πr2）大于颗粒（密度ρ）的自重时（FMπr3ρg），则会产生静电吸附现象，可能弄脏工装和产品表面，也可能引起生产故障。,九、气体静电,（一）气体喷出起电与放电的机理（二）气体静电现象（三）实验现象与结论,九、气体静电,,（三）实验现象与结论1、不同载体起电的比较几种典型气体喷射起电实验数据见表。,（1）各类气体中以CO2和CH4气喷射起电最高，所以在CO2和CH4喷出场所应特别注意。（2）增湿对气体起电影响不大。（3）CO2压力超过1Mpa时，起电变化明显。,九、气体静电,九、气体静电,2、高压蒸汽喷出的起电现象人们很早就发现了水雾或蒸汽的带电现象（如著名的“列那效应”现象水滴被“破坏”或雾化时，大颗粒水往往带正电，小颗粒水往往带负电）。1971年，日本对水蒸气带电的温度或压力效应，做了实验。主要现象如下在0.2～0.3Mpa喷出压力下，水蒸气表现出了强烈的带电现象，而在高压的“干蒸气”条件下，喷射静电明显减少,九、气体静电,事故案例1乙烯气管线泄漏事故事故经过2005年4月6日，某厂LDPE装置因乙烯气管泄漏而临时停车检修，4月7日18时检修完毕，重新启动前开压缩机K101，5min后公用操作平台孔板流量计法兰处突然泄漏着火。事后分析，当时管线压力2.5Mpa，该法兰跨接和密封约有18年未维护，启动K101时管线冲击速度是正常流速的1.5倍，气体从流量计法兰疵出，由气体静电引燃了泄漏气体。原因分析高压气体的喷射起电和不接地螺栓的静电放电，可能是造成这起事故的最有可能原因。检修中，如果管线中有不纯物（如锈蚀物、污垢、残液等），大于2.5MPa乙烯气从法兰处泄漏时，容易产生喷射起电现象。如果喷电电荷密度较高，周围的接地设备（如螺栓、φ8仪表管、管排等）都可以诱发引燃性放电；如果喷电电荷密度不高，因锈蚀而不接地的螺栓，可以通过捕集或感应方式积聚静电，也会产生引燃性放电（乙烯气的最小点火能为0.096mJ）。从现场条件看，后者可能性最大。,九、气体静电,事故案例2用蒸汽吹扫LPG残液闪燃事故事故经过1996年1月6日，某厂LPG泄漏，操作工用蒸汽胶管吹扫地面残液时发生了闪爆着火（蒸汽压力约0.4Mpa）。原因分析普通绝缘胶管喷射蒸汽中，胶管头容易积聚静电。重复试验表明，在冬季时静电起电现象更为明显，这可能与冬季时更容易伴随“水珠”破碎起电过程有关。在用蒸汽胶管吹扫地面残液中，也容易出现放电条件和气体引燃条件。因此在类似作业中应尽量注意蒸汽压力条件和放电间隙条件，当然最好选用防静电蒸汽胶管。,九、气体静电,事故案例3蒸汽吹扫爆炸事故事故经过2001年，某厂原油码头卸油结束后用蒸汽处理底油。操作中未按规定要求即用伴热线处理，而是临时采用外接蒸汽胶管吹扫，不久即发生闪爆着火。原因分析蒸汽喷射起电已为许多实验所证实，因此采用自由胶管蒸仓是危险的。这起事故极有可能是胶管带电和放电引起的蒸仓初期在仓口附近容易形成爆炸性气体环境，当胶管带电和自由摆动时，与仓口设备容易产生引燃性放电。,3、工业蒸汽喷射静电实验模拟现场湿蒸汽处理设备（汽源过滤器汽水分离器流量计集合分配器），分别实验观察了DN50、25、20、15mm等钢管（带阀和喷嘴）的起电效应。主要结论和数据如下（1）DN25mm钢管在蒸汽压力超过0.1Mpa的起电均远大于1.2μC/m3的危险界限（可以点燃MIE0.1～1mJ的可燃气），特别当蒸汽压力超过0.5Mpa时，喷出静电呈指数率增长。（2）在水蒸汽喷射空间如有绝缘导体，可以捕集或积聚极高的静电能量。在这些实验中，φ100mm金属球积聚的电荷绝大多数超过0.1μC危险界限，而在DN15mm钢管引爆实验中，引爆成功率100（放电能量为0.4～1.5mJ）。,九、气体静电,（3）模拟人体（255PF）在蒸汽空间活动时，可以捕集大量静电，亦具有引燃几率极高的放电危险。模拟人体在0.05～0.8Mpa喷射蒸汽环境中的带电情况，最高电压达22kV，最高荷电量约5.0μC，放电能量约在7～50mJ以上。（4）DN20mm蒸汽胶管出口插300mm长金属管，在0.2～0.8Mpa压力下喷出的带电数据，金属短管可以积聚0.23～0.26μC电荷，计算能量约在0.34～0.46mJ，远大于汽油最小点火能（0.26mJ）。,九、气体静电,提纲,一、前言二、静电的产生三、静电放电形式四、形成静电危害的条件五、可燃液体静电六、液体静电防灾原则七、防止液体静电危害的措施八、粉体静电九、气体静电十、人体静电,,（一）人体静电带电方式（二）人体放电形式（三）人体静电防护措施,十、人体静电,,十、人体静电,（一）人体静电带电方式1、接触-分离或活动带电人体行走、投放采样绳、摩擦滤布、塑料桶倾倒粉体或石油产品、清釜作业等，人体会积聚静电。2、感应带电粉体下料包装或传送塑料薄膜、橡胶带、无纺棉，以及汽车或容器未接地装卸介质等，附近人体会感应带电。3、吸附或捕集带电，触摸带电介质带电在静电喷涂、蒸汽吹扫、水雾喷射、粉尘飞扬、喷溅加油等场所作业，人体会捕集荷电“微粒”带电；当人体接触传送带等荷电介质或未接地容器时，也会带电。,（一）人体静电带电方式（二）人体放电形式（三）人体静电防护措施,十、人体静电,,十、人体静电,（二）人体放电形式1、带电人体与接地体的放电，多数为火花放电。,十、人体静电,2、带电介质与人体的放电，多数为刷形放电。,十、人体静电,3、人体与人体之间的放电，多数为火花放电。,（一）人体静电带电方式（二）人体放电形式（三）人体静电防护措施,十、人体静电,,十、人体静电,（三）人体静电防护措施◆穿防静电工作鞋和防静电工作服。◆现场不准脱衣服。◆作业前应泄放掉人体所带的静电。,十、人体静电,事故案例1处理LPG泄漏的爆炸事故事故经过1994年1月13日2040，某炼化厂气分装置LPG泵房的6102A泵机械密封突然损坏，约1.7MpaLPG从泵端面的Ф10mm冷却水管喷出。1名操作工在处理LPG泄漏中赤手关闭距6102A泵1米远的金属手轮时发生放电，并引爆泄漏气体，使现场处理泄漏的5人烧伤。原因分析（1）事故后现场分析中排除了电气火花、机械撞击火花和明火引燃的可能；（2）1.7MpaLPG自Ф10mm孔喷出时，周围空间会产生大量带电液雾，附近活动人体可以通过感应或捕集方式带电。现场操作工中的4人当时脚穿防静电鞋（水泥地面表面电阻为2106Ω），积聚静电可能性不大；另1操作工陈某脚穿绝缘棉胶鞋（实测电阻为1.21011Ω，尼龙袜电阻为2.51013Ω），容易积聚静电。当时该操作工位于喷嘴1米距离，在关闭泵前0.7米垂直距离的手轮时，正处于液雾飞溅和吸附最密集处，容易带电，在赤手关320mm手轮阀门中容易产生放电机会。因此基本可以确认该事故是由该操作工在关阀门操作中发生人体放电而引爆的。LPG最小点火能0.28mJ，爆炸极限为1.9～37，极易引燃。,十、人体静电,事故案例2用小铁桶采样闪爆事故事故经过某企业操作工用小铁桶从管线接丙酮，当时穿绝缘鞋，接完后当操作工试图关闭阀门时发生了闪爆。原因分析用绝缘铁桶带压采样时，介质和铁桶以及绝缘人体都会带电。这起事故可能是带电