靜電引起的火災(zāi)爆炸分析

1、靜電引起的火災(zāi)爆炸分析 在化工、煉油、橡膠、制藥、印刷、金屬粉末等行業(yè)的生產(chǎn)中，因靜電事故所造成的損失是很大的，這不得不引起人們的重視。靜電危害主要有三個(gè)方面，即靜電放電引起火災(zāi)和爆炸，給人以電擊和妨礙生產(chǎn)。其中靜電放電引起火災(zāi)和爆炸是靜電最嚴(yán)重的危害。為了掌握靜電放電引起火災(zāi)和爆炸的機(jī)理，這里先分析一下靜電的特點(diǎn)，有助于了解靜電事故的成因。 一、靜電特點(diǎn) 這里所說的靜電特點(diǎn)是指與靜電危害密切相關(guān)的特點(diǎn)，即靜電電壓的特點(diǎn)和靜電泄漏的特點(diǎn)。 （一）電壓特點(diǎn) 生產(chǎn)工藝過程中所產(chǎn)生靜電的電量都很小，在局部范圍內(nèi)，靜電電量一般都只有微庫侖級(jí)到毫庫侖級(jí)。但是，帶電體的電容可能在很大范圍內(nèi)變化，有時(shí)變得很

2、小，而電壓與電容和電量之間有以下關(guān)系： =qc 在電量保持不變的情況下，電壓和電容保持反比關(guān)系。電容越大，電壓越低；電容越小，則電壓越高。如果產(chǎn)生靜電的兩種物體是平面接觸的，則其間電容相當(dāng)于平板對(duì)平板的電容，其大小為： c=sd 式中：s為平板面積，d為平板間距離。 假設(shè)兩種物體是密接觸產(chǎn)生靜電時(shí)，其間距離d1=2510-8cm,當(dāng)兩物體分離時(shí),其間距離d2=0.1cm,則前后電容之比為： c1c2=d2d10.125*10-8 這就是說,兩種物體分離后,電容減小為原來的四十萬分之一,電壓則增加為原來的四十萬倍。因此,接觸分離產(chǎn)生的靜電高壓是非常危險(xiǎn)的。 例如：油品在輸油管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，靜電電壓

3、并不很高，但當(dāng)注入油罐，特別是注入較大容積油罐時(shí)，由于電容逐漸逐漸減小,而電壓大大升高。一旦發(fā)生靜電放電，將引起燃燒或爆炸。 二、靜電放電引起火災(zāi)和爆炸 從國內(nèi)外大量靜電火災(zāi)和爆炸事故的分析中得出：發(fā)生靜電放電引起火災(zāi)和爆炸，必須具備有可燃物、助燃物或是爆炸性混合物，這是著火的必要條件；其次是必須具有能擊穿電介質(zhì)的靜電電壓，引起放電，產(chǎn)生靜電火花；第三是靜電放電能量必須等于或大于物質(zhì)的最小點(diǎn)火能量，成為物質(zhì)的引火源。這三條是靜電放電引起火災(zāi)和爆炸的最基本的條件，現(xiàn)分述如下： (一)可燃物或爆炸性混合物 可燃物是指凡能與空氣中的氧或其它氧化劑起劇烈反應(yīng)的物質(zhì)。如木材、紙張、汽油、乙炔等。凡能幫助

4、和支持燃燒的物質(zhì)稱為助燃物，如空氣、氧、高錳酸鉀等。 爆炸性混合物是指空氣與可燃?xì)怏w或液體蒸汽相混合，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，當(dāng)爆炸性混合物的濃度處于爆炸上下限范圍內(nèi)時(shí)，遇到著火源便能引起燃燒爆炸。 (二)靜電放電能量 靜電放電能量是靜電場通過火花放電釋放出來的能量。靜電放電能量可用下式計(jì)算。 w=12cu2 式中：w為靜電放電火花能量，c為物體的靜電電容，u為物體的帶電電位。 當(dāng)一體物體產(chǎn)生靜電后，其放電能量必須等于或大于物質(zhì)的最小點(diǎn)火能量時(shí)，才會(huì)引起燃燒或爆炸。物質(zhì)的最小點(diǎn)火能量是指物質(zhì)能引燃的最小火源能量。飽和烴及其衍生物的最小引燃能量大多是0.2

5、mj數(shù)量級(jí)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。工業(yè)粉塵的最小引燃能量一般在10-100mj之間；氣體和蒸汽爆炸性混合物的最小引燃能量多在0.009-0.29mj之間。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)，甲烷的最小點(diǎn)火能量為0.28mj，假如一個(gè)穿著膠鞋的工人，在充滿甲烷氣體的場所工作，其脫去化纖制的工作服時(shí)，人體帶上約3kv的電位，如果人體靜電電容為10010-12f，當(dāng)人體的某一部分觸及接地物體等，則放電的火花能量為： w12cu2=0.5*100*10-12*30002=0.45(mj) 這時(shí)0.45mj的火花放電能量就會(huì)引起甲烷氣體燃燒或爆炸。 從靜電放電引起火災(zāi)和爆炸的三個(gè)基本條件來看，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，而產(chǎn)生靜電放電的能量相當(dāng)小，達(dá)不到物質(zhì)的最小點(diǎn)火能量，燃燒也不可能發(fā)生。相反，產(chǎn)生靜電放電的能量相當(dāng)大，則可燃物或爆炸性混合物的數(shù)量很少或濃度達(dá)不到，也是不能著火的。根據(jù)這個(gè)道理，我們可以采取