生產(chǎn)管理知識_聚丙烯廠靜電的危害及消除措施

聚丙烯廠靜電的危害及消除措施 作者： 某某 單位： 聚丙烯廠摘要：本文論述了我廠聚丙烯裝置中靜電的產(chǎn)生的原因、產(chǎn)生部位、危害以及消除的方法，重點介紹了靜電消除器的結(jié)構(gòu)、原理及使用效果。關(guān)鍵字： 聚丙烯安全靜電靜電消除器聚丙烯的生產(chǎn)過程是丙烯和氫氣等在催化劑、活化劑的作用下， 聚合成聚丙烯粉料。整個生產(chǎn)過程所用的原料及生產(chǎn)的產(chǎn)品，均屬易燃易爆物品，在靜電放電時往往造成裝置爆炸、燃燒事故。靜電的存在嚴(yán)重地威脅著聚丙烯裝置的安全生產(chǎn)。我廠曾經(jīng)發(fā)生過一起閃蒸崗位包裝聚丙烯粉料時靜電造成的著火事故，造成很大的經(jīng)濟損失，給公司帶了不良影響。靜電的存在嚴(yán)重地威脅著聚丙烯裝置的安全生產(chǎn)。因此，如何預(yù)防和消除靜電，保證裝置安全生產(chǎn)，做好裝置防靜電工作十分重要。1、 靜電產(chǎn)生及危害1.1 靜電產(chǎn)生原理靜電是由物質(zhì)平面所產(chǎn)生的電荷造成的，具有很高電阻的液體和固體顆粒、粉塵等物質(zhì)在經(jīng)受劇烈的機械運動時，例如，物料高速流過管線，對聚合釜進行攪拌，向容器中噴灑或投入物料等生產(chǎn)過程，都會產(chǎn)生靜電。另外，物料從管道設(shè)備的裂縫中噴出時也會產(chǎn)生靜電。液態(tài)烴的電阻率一般不小于108m，因而電導(dǎo)率很低，靜電荷不易疏散，其電勢將產(chǎn)生足夠電能，使電弧足以點燃?xì)怏w混合物聚丙烯粉料是高分子化合物，其吸水性能差，表面干燥，電阻率高，大于1016m。粉料在輸送、包裝過程中與管壁和容器發(fā)生摩擦、沖撞，使得粉料顆粒表面帶有大量電荷，產(chǎn)生靜電。又因為聚丙烯粉料具有良好的絕緣性，其本身所帶靜電不易消除，當(dāng)靜電數(shù)量達到一定時，帶電表面場強超過極限值便會放電。其放電過程為：兩相接觸介質(zhì)中電荷在界面有序排列介質(zhì)運動帶動電荷移動與起電電荷積聚帶電表面場強超過極限值放電。在聚丙烯的實際生產(chǎn)過程中，所使用的丙烯原料和氫氣均屬易燃易爆氣體，其著火能都很小，當(dāng)靜電放電能量大于易燃易爆物著火能時就會發(fā)生著火爆燃現(xiàn)象。1.2 靜電產(chǎn)生部位聚丙烯粉料在生產(chǎn)過程中經(jīng)歷聚合、攪拌、噴料、下料包裝等過程，靜電產(chǎn)生主要集中在以下地方： （1）聚合釜放料管聚合回收完畢后，聚合釜內(nèi)壓力為1.21.4MPa，在高壓的作用下，聚丙烯粉料由聚合釜高速穿過直徑為100mm的放料管，進入閃蒸釜內(nèi)。在這一過程中，聚丙烯粉料與管壁和容器發(fā)生摩擦、沖撞，使得粉料顆粒表面帶有大量電荷，產(chǎn)生靜電，同時由于靜電感應(yīng)，也會使釜體產(chǎn)生大量靜電。（2）攪拌過程由于攪拌槳的剪切作用，使攪拌槳與聚丙烯粉體以及粉體之間接觸后又分離，由雙電層原則可知，會產(chǎn)生大量靜電。（3）閃蒸釜放料管閃蒸包裝時，聚丙烯粉料在下落過程中與管壁和容器發(fā)生摩擦、沖撞，使得粉料顆粒表面帶有大量電荷，產(chǎn)生靜電 。（4）計量秤 從放料口出來的聚丙烯粉料帶有大量靜電，由于靜電感應(yīng)，使計量秤帶上大量靜電。易產(chǎn)生聚丙烯粉體靜電的過程及部位見圖1。2、靜電危害2.1 靜電火花作為引火源可導(dǎo)致燃燒爆炸當(dāng)同時滿足以下幾個條件時，便可發(fā)生燃燒或爆炸(1) 有能夠產(chǎn)生靜電的條件；(2) 有能積累足夠的電荷和產(chǎn)生火花放電電壓的條件；(3) 有能引起火花放電的合適的間隙；(4) 放出的火花具有足夠的引燃能量(5) 在間隙及周圍環(huán)境中有可被引燃的可燃?xì)怏w、蒸汽或粉塵與空氣的混合物。2.2 靜電力作用會影響產(chǎn)品的質(zhì)量和妨礙生產(chǎn)由于靜電力的作用，其吸引力和排斥力會妨礙生產(chǎn)正常進行。兩個帶有相同或相反符號電荷的物體，由于庫侖力的作用，可以發(fā)生相互的排斥力或吸引力。它們之間的作用力（）的大小遵守庫侖定律：從公式中可知，作用力 分別與兩物體所帶的電荷（）成正比，而與它們之間的距離的平方成（r2）成反比。靜電會對聚丙烯生產(chǎn)產(chǎn)生以下幾種危害：（1） 帶靜電的粉料粘附在料斗、管道的內(nèi)表面不能自動脫落；（2） 閃蒸釜內(nèi)由于置換不徹底而殘留的丙烯氣遇到靜電引發(fā)火災(zāi)以至引起爆炸；（3） 靜電粉塵吸附在設(shè)備、精密儀器上使之磨損或精度降低；2.3 靜電對聚丙烯生產(chǎn)的直接影響。聚合釜在向閃蒸釜噴料時，其速度為12-15m/s，聚丙烯粉料與管壁和容器發(fā)生摩擦、沖撞，使得粉料顆粒表面帶有大量電荷，加之在閃蒸罐內(nèi)受到攪拌的磨擦，使聚丙烯粉料帶有極高的靜電荷，測試其電壓可高達30-35KV。在干燥的季節(jié)，包裝粉料時，工人有受到電擊的麻木感。夜間經(jīng)?？煽吹接形⑿〉碾娀鸹óa(chǎn)生。此時，如果閃蒸不徹底，有殘留的丙烯放出，或包裝廠房周圍有較高濃度的可燃?xì)怏w放出，必將引起惡性火災(zāi)爆炸事故。我們裝置曾發(fā)生閃蒸釜放料時，由于靜電火花引燃丙烯氣的火災(zāi)。3、靜電的防范措施從靜電引起的故障和災(zāi)害可以看出，靜電最為嚴(yán)重的危害是引起爆炸和火災(zāi)。因此，在生產(chǎn)中，必須采取一些有效的措施來消除靜電的危害。防止靜電災(zāi)害可歸納為以下幾點： 防止或減少靜電的產(chǎn)生； 設(shè)法導(dǎo)走或中和產(chǎn)生的電荷，使它不能積聚； 防止有足夠能量的靜電放電； 防止爆炸性混合氣體的形成。消除靜電的主要途徑有兩條：一是創(chuàng)造條件加速靜電泄露或中和；二是控制工藝過程限制靜電的產(chǎn)生。聚丙烯裝置在生產(chǎn)中結(jié)合自身的特點，對靜電的消除采取了以下措施： 為防止靜電的產(chǎn)生，裝置加大對職工安全教育力度，提高工作責(zé)任心，使大家充分認(rèn)識到靜電對裝置安全生產(chǎn)的危害，要求大家每天交接班要仔細(xì)檢查防靜電設(shè)施的完好狀況；工作中按照安全技術(shù)操作規(guī)程做到平衡操作，嚴(yán)禁超壓，嚴(yán)格控制好聚丙烯粉料在閃蒸罐和放料管線的流動速度，盡可能減少靜電的產(chǎn)生。 丙烯及聚丙烯粉料的輸送管線都應(yīng)有很好的接地, 法蘭、閥門之間要有符合安全要求的跨線連接, 地上管網(wǎng)系統(tǒng)每隔一段距離應(yīng)與接地干線或?qū)ＴO(shè)的接地體相連接。防爆區(qū)的設(shè)備、儲罐及防爆區(qū)的關(guān)鍵設(shè)備都要有靜電接地保護。 我廠在五個閃蒸釜放料口均安裝AJS-2全自動粉料靜電消除器。4、靜電消除器AJS-2系列粉料靜電消除器是根據(jù)本體法聚丙烯放料包裝靜電危害的特點而研制出來的一種端口靜電消除器，主要用于本體法聚丙烯放料包裝過程中靜電的消除。4.1 靜電消除器的組成AJS-2全自動粉料靜電消除器主要由控制器和離子發(fā)生器兩部分組成?？刂破鲗儆诟舯碗姎庠O(shè)備，安裝在0-40場所。離子發(fā)生器安裝在聚丙烯出料口，用于消除聚丙烯粉料的靜電，屬于正常通風(fēng)型防爆電氣設(shè)備。其主要技術(shù)指標(biāo)為：隔爆式控制器 離子消電器防爆標(biāo)志：DBT5; 防爆標(biāo)志：PT5；額定電壓：220V 額定電壓：12.0V額定電流：0.5A; 氣體壓力：0.40.6MPa電源頻率：50Hz; 斷電壓力：100Pa電源功率：100W; 最小氣流：20L/min;外形體積： 使用溫度：040寬度：616mm 針體電壓：8kV高度：420mm 外形體積：直徑240mm厚度：180mm 高度：282mm4.2 除靜電的基本原理AJS-2系列全自動粉體靜電消除器一般有兩種工作模式：靜電場自平衡離子注入方式和計算機反饋控制離子注入方式。這兩種工作模式都具有很強的消電能力。對于小本休聚丙烯和放料包裝過程中的靜電危害，一般靜電場自動平衡離子注入方式就足以使聚丙烯粉料直接裝袋時袋子表面靜電電位降到國家靜電安全管理指標(biāo)以下。當(dāng)靜電消除器工作時，消電器相鄰的離子噴嘴能發(fā)出極性相反的離子，在粉料通過區(qū)域形成近中性的離子云帶有靜電電荷的粉料通過端口時，它會產(chǎn)生一個準(zhǔn)靜態(tài)靜電場，在這個電場的作用下，中性離子云中與粉體電荷極性相反的離子由于受到電場力的作用會快速向粉體流運動，而中性離子云中與粉料電荷極性相同的離子由于受到電場的作用會快速背離粉料流，因此在這個粉料靜電場的作用下，消電器產(chǎn)生的中性離子云自動與粉料靜電荷進行著平衡，極少量沒有被消除的靜電荷由靜電傳感器進行檢測，控制器根據(jù)檢測的剩余電量重新調(diào)節(jié)輸出離子量。整個靜電消除過程就從檢測粉料的剩余電量到調(diào)節(jié)輸出離子量的循環(huán)，由于循環(huán)同期僅為數(shù)十毫秒，跟蹤速度較快，所以能夠最大限度地消除粉料的靜電。所以，消電器這種工作方式消電能力是很強的。自安裝以來，由于消除了靜電，放料口再也沒有發(fā)生放料著火事故，從而確保了裝置的安全生產(chǎn)，消除了閃蒸罐放料口的隱患，有效地預(yù)防了事故的發(fā)生。經(jīng)過一段時間的生產(chǎn)操作，發(fā)現(xiàn)AJS-2型靜電消除器也存在一些不足之處有待改進。主要是AJS-2型的離子噴嘴易堵塞，生產(chǎn)中順著閃蒸罐壁淌下的水、油、粉料經(jīng)常堵塞噴嘴，不能產(chǎn)生離子云，影響了靜電消除器的正常使用，應(yīng)加強管理。5、結(jié)論1 AJS-2型靜電消除器具有正壓通風(fēng)防爆性能，而且安裝簡單，使用方便，工作效率高。2 安裝靜電消除器后，明顯降低了放料口粉料靜電電位，提高了放料過程的安全性，有效地控制了閃蒸崗位爆燃事故的發(fā)生，保證裝置的安全生產(chǎn)。3 安裝靜電消除器后，在提高安全性的同時，加快了放料包裝速度，提高了工作效率。參考文獻1 聚丙烯廠.聚丙烯裝置