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1、 4 火災(zāi)爆炸事故的火災(zāi)爆炸事故的技術(shù)預(yù)防措施技術(shù)預(yù)防措施(三三) 化工安全第化工安全第4章章 課程課件課程課件 2 4.5.1 靜電的產(chǎn)生與靜電電荷的積累靜電的產(chǎn)生與靜電電荷的積累4.5.2 靜電的危害及引發(fā)燃燒爆炸事故的條件靜電的危害及引發(fā)燃燒爆炸事故的條件4.5.3 人體靜電人體靜電4.5.4 粉狀物料輸送過(guò)程中產(chǎn)生的靜電粉狀物料輸送過(guò)程中產(chǎn)生的靜電4.5.5 液體在管道內(nèi)流動(dòng)產(chǎn)生的靜電液體在管道內(nèi)流動(dòng)產(chǎn)生的靜電4.5.6 預(yù)防和控制靜電危害的技術(shù)措施預(yù)防和控制靜電危害的技術(shù)措施3防止靜電事故通則防止靜電事故通則gb 12158-2006液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程g
2、b 13348-92石油化工靜電接地設(shè)計(jì)規(guī)范石油化工靜電接地設(shè)計(jì)規(guī)范sh 3097-2000靜電作業(yè)規(guī)范靜電作業(yè)規(guī)范nfpa 77(2000版)版)靜電安全指南靜電安全指南(日本(日本1988) nfpa ( national fire protection association ) 美國(guó)防火協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) 4詳細(xì)了解靜電的參考書 劉尚合等靜電理論與防護(hù)劉尚合等靜電理論與防護(hù) 北京:北京:兵器工業(yè)出版社,兵器工業(yè)出版社,19991999 劉尚合等靜電放電及危害防護(hù)劉尚合等靜電放電及危害防護(hù) 北京:北京:北京郵電大學(xué)出版社,北京郵電大學(xué)出版社,200420045 靜電是指絕緣物質(zhì)(或孤立導(dǎo)體)上攜靜
3、電是指絕緣物質(zhì)(或孤立導(dǎo)體)上攜帶的相對(duì)靜止的電荷。帶的相對(duì)靜止的電荷。 靜電電荷是由不同物體靜電電荷是由不同物體時(shí)產(chǎn)生時(shí)產(chǎn)生的。的。 靜電電荷只能聚積于物體的表面上,不靜電電荷只能聚積于物體的表面上,不能象在導(dǎo)體里的電流那樣容易流動(dòng),因能象在導(dǎo)體里的電流那樣容易流動(dòng),因而稱之為靜電。而稱之為靜電。6(1)靜電的產(chǎn)生機(jī)理 電子掙脫原子核的束縛所需要的電子掙脫原子核的束縛所需要的能能量稱為量稱為電子逸出功(又稱為功函數(shù))電子逸出功(又稱為功函數(shù))。 它反映了原子核對(duì)電子的束縛力或者吸它反映了原子核對(duì)電子的束縛力或者吸引力的大小,不同原子或者說(shuō)是不同物引力的大小,不同原子或者說(shuō)是不同物質(zhì)的電子逸出
4、功是不相同的。質(zhì)的電子逸出功是不相同的。 7 當(dāng)兩種物體在一起互相摩擦,兩者作相當(dāng)兩種物體在一起互相摩擦,兩者作相距小于距小于2510-8cm的緊密接觸時(shí),電子的緊密接觸時(shí),電子受到相反兩個(gè)方向的作用力,作用力之受到相反兩個(gè)方向的作用力,作用力之差差凈作用力就是電子逸出功之差。凈作用力就是電子逸出功之差。 8 由于兩物體各自帶有電荷相反的靜電荷,就形成了雙電層。電子逸出功不同的物質(zhì)接觸形成雙電層電子逸出功不同的物質(zhì)接觸形成雙電層電子逸出功大的物質(zhì)帶負(fù)電荷電子逸出功大的物質(zhì)帶負(fù)電荷那一種物質(zhì)的電子逸出功大?9 雙電層還不是靜電;雙電層還不是靜電; 當(dāng)兩物質(zhì)作相對(duì)運(yùn)動(dòng),如固體間相互摩當(dāng)兩物質(zhì)作相對(duì)
5、運(yùn)動(dòng),如固體間相互摩擦、液體在管道中流動(dòng)、粉狀物料在布擦、液體在管道中流動(dòng)、粉狀物料在布袋中滑動(dòng),部分電子來(lái)不及復(fù)位就隨物袋中滑動(dòng),部分電子來(lái)不及復(fù)位就隨物質(zhì)離開(kāi)了,就各自帶上了質(zhì)離開(kāi)了,就各自帶上了凈電荷凈電荷靜靜電電。10靜電的產(chǎn)生過(guò)程靜電的產(chǎn)生過(guò)程跑的速度慢,沒(méi)有趕上汽車!跑的速度慢,沒(méi)有趕上汽車! 靜電電荷的量靜電電荷的量與相接觸的兩物質(zhì)的電子與相接觸的兩物質(zhì)的電子逸出功之差逸出功之差有關(guān),差別越大即性質(zhì)相差有關(guān),差別越大即性質(zhì)相差越大,靜電電荷越多;越大,靜電電荷越多; 同時(shí)還與移動(dòng)速度大小有關(guān),速度越大,同時(shí)還與移動(dòng)速度大小有關(guān),速度越大,靜電電荷越多。靜電電荷越多。1112靜電帶
6、電序列靜電帶電序列北川序列北川序列 (十)玻璃一頭發(fā)一尼龍一羊毛一人造纖維一綢布一(十)玻璃一頭發(fā)一尼龍一羊毛一人造纖維一綢布一醋酸人造絲一奧綸一紙漿和濾紙一黑橡膠一維尼綸一醋酸人造絲一奧綸一紙漿和濾紙一黑橡膠一維尼綸一可耐尼龍一賽璐路一玻璃紙一聚苯乙烯一聚四氟乙烯可耐尼龍一賽璐路一玻璃紙一聚苯乙烯一聚四氟乙烯(一)(一) 綢布與玻璃棒摩擦帶正(十)電荷,而綢布與玻璃棒摩擦帶正(十)電荷,而與聚四氟乙烯摩擦帶負(fù)(一)電荷與聚四氟乙烯摩擦帶負(fù)(一)電荷 13(2 2)靜電的積累與泄漏)靜電的積累與泄漏 產(chǎn)生的靜電電荷也能通過(guò)導(dǎo)體泄漏掉,泄漏的產(chǎn)生的靜電電荷也能通過(guò)導(dǎo)體泄漏掉,泄漏的快慢與物質(zhì)的電
7、阻率大小有關(guān),只有當(dāng)物體是快慢與物質(zhì)的電阻率大小有關(guān),只有當(dāng)物體是絕緣材料絕緣材料、或、或物體表面是絕緣材料物體表面是絕緣材料或由或由被絕緣被絕緣材料隔離的導(dǎo)電材料隔離的導(dǎo)電材料構(gòu)成時(shí),才能在其表面上材料構(gòu)成時(shí),才能在其表面上積累(積聚)電荷。否則,產(chǎn)生的靜電會(huì)很快積累(積聚)電荷。否則,產(chǎn)生的靜電會(huì)很快泄漏掉而不能積聚起來(lái)。泄漏掉而不能積聚起來(lái)。14 這 里 所 說(shuō) 的 絕 緣 材 料 , 是 指 電 阻 率 大 于這 里 所 說(shuō) 的 絕 緣 材 料 , 是 指 電 阻 率 大 于10l0 cm的材料。的材料。 電阻率在電阻率在10l01015 cm之間者容易產(chǎn)生靜電,之間者容易產(chǎn)生靜電,是
8、是防靜電工作的重點(diǎn)對(duì)象防靜電工作的重點(diǎn)對(duì)象; 當(dāng)電阻率大于當(dāng)電阻率大于1015 cm時(shí),物體就不易產(chǎn)生靜時(shí),物體就不易產(chǎn)生靜電,但一旦帶有靜電,就難以消除。電,但一旦帶有靜電,就難以消除。 物體電阻率物體電阻率106108 cm的材料為導(dǎo)靜電材料,的材料為導(dǎo)靜電材料,即使上面帶上電荷,也可瞬間消失。即使上面帶上電荷,也可瞬間消失。 物體的電阻率小于物體的電阻率小于1104 m時(shí)屬于時(shí)屬于; 電阻率大于電阻率大于11011 m時(shí)屬于時(shí)屬于; 介于二者之間時(shí)屬于介于二者之間時(shí)屬于; 人體電阻在人體電阻在103 數(shù)量級(jí)及以下,屬于靜數(shù)量級(jí)及以下,屬于靜電導(dǎo)體。電導(dǎo)體。15定義為單位寬度、單位長(zhǎng)度材料
9、的表面電阻值,即正方形材料兩對(duì)邊間的表面電阻,單位為歐姆()。定義為單位截面積、單位長(zhǎng)度立方體材料兩個(gè)相對(duì)面間的電阻,單位為m或cm。17幾種液體的電阻率幾種液體的電阻率 名稱名稱電阻率電阻率 cm名稱名稱電阻率電阻率 cm乙烷乙烷石油醚石油醚煤油煤油庚烷庚烷輕油輕油二硫化碳二硫化碳二甲苯二甲苯甲苯甲苯汽油汽油苯苯1.01088.410147.310144.910131.310143.910133.010132.710132.510131.61013三氯乙烯三氯乙烯乙醚乙醚乙醇乙醇正丁醇正丁醇丙酮丙酮醋酸乙酯醋酸乙酯甲醇甲醇醋酸甲酯醋酸甲酯蒸餾水蒸餾水異丙醇異丙醇6.110115.610117
10、.41081.11031.71071.71072.31062.91051.01062.810918 介電常數(shù)介電常數(shù) 也反映電荷泄漏與積累的快慢,當(dāng)也反映電荷泄漏與積累的快慢,當(dāng)流體的相對(duì)介電常數(shù)超過(guò)流體的相對(duì)介電常數(shù)超過(guò)2020,不論是管道連續(xù),不論是管道連續(xù)輸送還是貯運(yùn),當(dāng)有接地裝置時(shí)都不會(huì)產(chǎn)生靜輸送還是貯運(yùn),當(dāng)有接地裝置時(shí)都不會(huì)產(chǎn)生靜電積聚。電積聚。 帶電體上靜電電量泄漏到原來(lái)一半所需要的帶電體上靜電電量泄漏到原來(lái)一半所需要的時(shí)間叫靜電消散半衰期時(shí)間叫靜電消散半衰期t tl/2l/2。靜電消散的半衰。靜電消散的半衰期越長(zhǎng),靜電愈不容易泄漏,危儉性愈大。期越長(zhǎng),靜電愈不容易泄漏,危儉性愈大
11、。 半衰期與液體的介電常數(shù)半衰期與液體的介電常數(shù) 及電阻率及電阻率 成正比,成正比,液體的半衰期可用下式計(jì)算:液體的半衰期可用下式計(jì)算:t1/26.510-14 對(duì)于固體帶電物質(zhì),半衰期可用下式求得:對(duì)于固體帶電物質(zhì),半衰期可用下式求得: t 1/20.69rc19 半衰期反映靜電消散的快慢,它是判斷半衰期反映靜電消散的快慢,它是判斷靜電積聚的重要參數(shù)。靜電積聚的重要參數(shù)。 在有些國(guó)家根據(jù)他們的經(jīng)驗(yàn),規(guī)定靜電在有些國(guó)家根據(jù)他們的經(jīng)驗(yàn),規(guī)定靜電半衰期半衰期t tl l/ /2 20.012s0.012s的,可以認(rèn)為其靜電的,可以認(rèn)為其靜電的積聚是安全的。的積聚是安全的。 在此條件下即使產(chǎn)生靜電,
12、也不致積聚在此條件下即使產(chǎn)生靜電,也不致積聚起來(lái)。起來(lái)。20某些液體的某些液體的 、 v與與t 1/2的關(guān)系的關(guān)系 名稱名稱介電常數(shù)介電常數(shù) 電阻率電阻率 v/ cm半衰期半衰期t 1/2s己烷己烷二甲苯二甲苯甲苯甲苯苯苯庚烷庚烷乙醇乙醇甲醇甲醇水水異丙醇異丙醇1.92.42.42.32.025.733.780.425.011010310132.710131.610134.910137.41082.310611062.81051.21054.61064.11062.41066.41061.210-35.010-64.910-8410-321(3 3)影響靜電產(chǎn)生的因素及靜電的特點(diǎn))影響靜電產(chǎn)生
13、的因素及靜電的特點(diǎn) 凡是加快液體線性流速、增加湍流程度、凡是加快液體線性流速、增加湍流程度、混入互不相溶的液體的因素,如流速、混入互不相溶的液體的因素,如流速、管徑、管材種類、管內(nèi)壁粗糙度、彎頭管徑、管材種類、管內(nèi)壁粗糙度、彎頭多少、濾網(wǎng)密度與材質(zhì)、油中有水等都多少、濾網(wǎng)密度與材質(zhì)、油中有水等都影響產(chǎn)生靜電電荷的速度。影響產(chǎn)生靜電電荷的速度。22 影響靜電泄漏的因素就影響靜電積累,影響靜電泄漏的因素就影響靜電積累,如管道材料或相關(guān)物質(zhì)的電阻率、法蘭如管道材料或相關(guān)物質(zhì)的電阻率、法蘭間是否電氣連接、有無(wú)靜電接地、接地間是否電氣連接、有無(wú)靜電接地、接地電阻大小、空氣濕度、帶電物質(zhì)對(duì)水的電阻大小、空
14、氣濕度、帶電物質(zhì)對(duì)水的親和度等。親和度等。23 內(nèi)容內(nèi)容靜電靜電工業(yè)用電工業(yè)用電產(chǎn)生方式產(chǎn)生方式接觸、分離接觸、分離電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)空間積蓄的能量空間積蓄的能量密度密度小于小于45 j/m3 106 j/m3 電位電位高達(dá)幾千伏甚至高達(dá)幾千伏甚至上萬(wàn)伏上萬(wàn)伏 220伏或伏或380伏伏 電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度 微安(微安( a)數(shù)量)數(shù)量級(jí)級(jí) 安培(安培(a)數(shù)量)數(shù)量級(jí)級(jí) 如此高電位的帶電體若與零電位或低電位物體接觸形成如此高電位的帶電體若與零電位或低電位物體接觸形成不大的間隙時(shí),極易產(chǎn)生靜電放電火花。不大的間隙時(shí),極易產(chǎn)生靜電放電火花。 24部分工序或場(chǎng)所的靜電電位數(shù)值部分工序或場(chǎng)所的靜電電位數(shù)值
15、 電影膠片制造電影膠片制造 15kv15kv及以上及以上 橡膠制造及人造革制造橡膠制造及人造革制造 101015kv15kv 細(xì)小顆粒的研磨,有粉塵的工序細(xì)小顆粒的研磨,有粉塵的工序 101015kv15kv 噴漆噴漆 l0kvl0kv 賽璐珞的摩擦賽璐珞的摩擦 40kv40kv 橡膠輸送帶的運(yùn)轉(zhuǎn)(橡膠輸送帶的運(yùn)轉(zhuǎn)(4m/s4m/s) 45kv45kv 含瀝青的汽油通過(guò)絲織品濾網(wǎng)時(shí)含瀝青的汽油通過(guò)絲織品濾網(wǎng)時(shí) 335kv335kv25(1 1)靜電的危害)靜電的危害(2 2)靜電引發(fā)燃燒爆炸事故的條件靜電引發(fā)燃燒爆炸事故的條件2627(1 1)靜電的危害)靜電的危害引發(fā)燃燒和爆炸引發(fā)燃燒和爆炸
16、 火花放電火花放電是發(fā)生在液態(tài)或固態(tài)導(dǎo)體之間的放電。是發(fā)生在液態(tài)或固態(tài)導(dǎo)體之間的放電。 其特征是有明亮的放電通道,通道內(nèi)有密度很其特征是有明亮的放電通道,通道內(nèi)有密度很高的電流,使其中的氣體完全電離。高的電流,使其中的氣體完全電離。 放電很快且有很響的爆裂聲。放電很快且有很響的爆裂聲。 兩導(dǎo)體之間的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)擊穿強(qiáng)度時(shí),就會(huì)兩導(dǎo)體之間的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)擊穿強(qiáng)度時(shí),就會(huì)發(fā)生火花放電。發(fā)生火花放電。 因?yàn)榘l(fā)生放電的是導(dǎo)體,所有電荷幾乎全部進(jìn)因?yàn)榘l(fā)生放電的是導(dǎo)體,所有電荷幾乎全部進(jìn)入火花,即火花幾乎消耗掉所有的靜電能量。入火花,即火花幾乎消耗掉所有的靜電能量。 282930 當(dāng)導(dǎo)體上有曲率半徑很小的尖
17、端時(shí),即當(dāng)導(dǎo)體上有曲率半徑很小的尖端時(shí),即發(fā)生發(fā)生電暈放電電暈放電。 電暈放電不一定指向某一特定方向。電電暈放電不一定指向某一特定方向。電暈放電時(shí),尖端附近的場(chǎng)強(qiáng)很強(qiáng),尖端暈放電時(shí),尖端附近的場(chǎng)強(qiáng)很強(qiáng),尖端附近氣體發(fā)生電離,電荷可離開(kāi)導(dǎo)體;附近氣體發(fā)生電離,電荷可離開(kāi)導(dǎo)體;而遠(yuǎn)離尖端處場(chǎng)強(qiáng)急劇減弱,電離不完而遠(yuǎn)離尖端處場(chǎng)強(qiáng)急劇減弱,電離不完全,只能形成微小電流。全,只能形成微小電流。 電暈放電的特征是伴有嘶嘶的響聲,有電暈放電的特征是伴有嘶嘶的響聲,有時(shí)有微弱的輝光。時(shí)有微弱的輝光。 31 刷形放電刷形放電發(fā)生在非導(dǎo)體和導(dǎo)體之間,是發(fā)生在非導(dǎo)體和導(dǎo)體之間,是自非導(dǎo)體上的許多點(diǎn)發(fā)出短小火花的放自
18、非導(dǎo)體上的許多點(diǎn)發(fā)出短小火花的放電?;鸹ㄊ怯煞菍?dǎo)體表面能夠流入其中電?;鸹ㄊ怯煞菍?dǎo)體表面能夠流入其中的電荷引起的。其放電總體經(jīng)常有刷子的電荷引起的。其放電總體經(jīng)常有刷子似的形狀。刷形放電的局部能量可能具似的形狀。刷形放電的局部能量可能具有引燃能力。有引燃能力。32333435 場(chǎng)致發(fā)射放電場(chǎng)致發(fā)射放電是從物體表面發(fā)射出電子是從物體表面發(fā)射出電子的放電。其放電能量很小,因此,只有的放電。其放電能量很小,因此,只有涉及敏感度很高的易爆物品時(shí),才具有涉及敏感度很高的易爆物品時(shí),才具有危險(xiǎn)。危險(xiǎn)。 3637 當(dāng)懸浮在空氣中的帶電粒子形成大范圍、當(dāng)懸浮在空氣中的帶電粒子形成大范圍、高電荷密度的電荷云時(shí),
19、會(huì)發(fā)生閃雷狀高電荷密度的電荷云時(shí),會(huì)發(fā)生閃雷狀的所謂雷形放電。的所謂雷形放電。 受壓液體、液化氣高速噴出時(shí),可能發(fā)受壓液體、液化氣高速噴出時(shí),可能發(fā)生雷形放電。生雷形放電。 雷形放電能量很大,引燃危險(xiǎn)也很大。雷形放電能量很大,引燃危險(xiǎn)也很大。 38容易產(chǎn)生靜電的工序和工作狀態(tài)容易產(chǎn)生靜電的工序和工作狀態(tài) 物態(tài)物態(tài)工序和狀態(tài)工序和狀態(tài)固體或粉固體或粉體體摩擦摩擦混合混合攪拌攪拌洗滌洗滌粉碎粉碎切斷切斷研磨研磨篩選篩選切削切削振動(dòng)振動(dòng)過(guò)濾過(guò)濾剝離剝離捕集捕集液壓液壓倒換倒換輸送輸送繞卷繞卷開(kāi)卷開(kāi)卷投入投入包裝包裝涂布涂布印刷印刷穿脫衣服穿脫衣服皮帶輸送皮帶輸送液體液體流送流送注人注人充填充填倒換倒
20、換滴流滴流過(guò)濾過(guò)濾攪拌攪拌吸出吸出洗滌洗滌檢尺檢尺取樣取樣飛濺飛濺噴射噴射搖晃搖晃 檢溫檢溫混入雜質(zhì)混入雜質(zhì)混入水珠混入水珠氣體氣體噴出噴出管內(nèi)輸送管內(nèi)輸送泄漏泄漏噴涂噴涂排放排放高壓洗滌高壓洗滌39 靜電放電釋放的能量多少與許多因素有靜電放電釋放的能量多少與許多因素有關(guān),導(dǎo)體火花放電一般能釋放全部能量,關(guān),導(dǎo)體火花放電一般能釋放全部能量,靜電放電能量可用下式計(jì)算:靜電放電能量可用下式計(jì)算: 式中,式中,e e 靜電放電能量,靜電放電能量,j j; q q 電量,電量,c c; u u 靜電壓,靜電壓,v v; c 電容,電容,f。 25 . 05 . 0cuque40例如:例如:當(dāng)向槽車中裝
21、苯時(shí)產(chǎn)生靜電,測(cè)得靜電壓當(dāng)向槽車中裝苯時(shí)產(chǎn)生靜電,測(cè)得靜電壓為為1000v,電容為,電容為1.010-9f,如發(fā)生靜電放電,如發(fā)生靜電放電,問(wèn)放電能量能否引起苯的燃燒或爆炸?問(wèn)放電能量能否引起苯的燃燒或爆炸? 首先計(jì)算放電的能量首先計(jì)算放電的能量 e = 0.5 cu2 = 0.51.010-910002 = 510-4j = 0.5 mj 已知苯的最小點(diǎn)火能(最小引燃能量)為已知苯的最小點(diǎn)火能(最小引燃能量)為0.2mj,上述數(shù)值大大超過(guò)了苯的最小點(diǎn)火能,上述數(shù)值大大超過(guò)了苯的最小點(diǎn)火能,所以完全可以使之爆炸。所以完全可以使之爆炸。41什么是最小點(diǎn)火能什么是最小點(diǎn)火能emin ? 點(diǎn)燃某可燃
22、物質(zhì)的最小能量為該物質(zhì)的點(diǎn)燃某可燃物質(zhì)的最小能量為該物質(zhì)的最小點(diǎn)火能,其反映了物質(zhì)被點(diǎn)燃的難最小點(diǎn)火能,其反映了物質(zhì)被點(diǎn)燃的難易程度,易程度,emin越小越易被點(diǎn)燃。越小越易被點(diǎn)燃。 物質(zhì)不同,最小點(diǎn)火能也不相同。物質(zhì)不同,最小點(diǎn)火能也不相同。 實(shí)際的最小點(diǎn)火能還與物質(zhì)濃度、氧氣實(shí)際的最小點(diǎn)火能還與物質(zhì)濃度、氧氣濃度有關(guān)。濃度有關(guān)。 42可燃性氣體可燃性氣體 最小點(diǎn)火能量最小點(diǎn)火能量可燃性氣體可燃性氣體 最小點(diǎn)火能量最小點(diǎn)火能量氫氣氫氣0.019乙乙/丙烷丙烷0.31乙炔乙炔0.02丙酮丙酮1.15乙烯乙烯0.096苯苯0.55環(huán)氧乙烷環(huán)氧乙烷0.105甲苯甲苯2.5甲醇甲醇0.215甲乙酮甲
23、乙酮0.53甲烷甲烷0.28四氫呋喃四氫呋喃0.54汽油汽油0.15氨氨0.77部分氣體的最小點(diǎn)火能部分氣體的最小點(diǎn)火能/10-3j 43(2 2)靜電引發(fā)燃燒爆炸事故的條件)靜電引發(fā)燃燒爆炸事故的條件a. 要具備產(chǎn)生靜電的條件;要具備產(chǎn)生靜電的條件;b. 要具備產(chǎn)生火花放電的電位;要具備產(chǎn)生火花放電的電位;c. 有能產(chǎn)生火花放電的條件;有能產(chǎn)生火花放電的條件;d. 放電火花有足夠能量;放電火花有足夠能量;e. 現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境有易燃易爆混合物?,F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境有易燃易爆混合物。 此此5 5個(gè)條件缺一不可,因此要達(dá)到預(yù)防目的,只要消除其中一條即個(gè)條件缺一不可,因此要達(dá)到預(yù)防目的,只要消除其中一條即可防止火災(zāi)爆
24、炸事故??煞乐够馂?zāi)爆炸事故。44預(yù)防靜電事故的措施:預(yù)防靜電事故的措施:減少產(chǎn)生量、泄放、消除減少產(chǎn)生量、泄放、消除45判斷安全電位判斷安全電位 生產(chǎn)過(guò)程中積累靜電的物體是導(dǎo)體時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中積累靜電的物體是導(dǎo)體時(shí) 靜電安全判據(jù)可為靜電安全判據(jù)可為e emaxmax0.40.4e eminmin,由此,由此可知靜電可能引起燃燒爆炸的最低界限,可知靜電可能引起燃燒爆炸的最低界限,以電位表示為:以電位表示為:ceceuminmax8 . 0246d為距離,人手靠近導(dǎo)體,放電容易發(fā)生,dsuqc447 生產(chǎn)過(guò)程中積累靜電的物體是絕緣體時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中積累靜電的物體是絕緣體時(shí)如果絕緣材料發(fā)生放電,其積累的靜電
25、電能一般不能一次全部放出,如果絕緣材料發(fā)生放電,其積累的靜電電能一般不能一次全部放出,可按下述大致標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷是否有引發(fā)燃燒爆炸的危險(xiǎn)??砂聪率龃笾聵?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷是否有引發(fā)燃燒爆炸的危險(xiǎn)。 a a 對(duì)于最小靜電點(diǎn)火能為數(shù)十毫焦耳的危險(xiǎn)物質(zhì),帶電體電位達(dá)對(duì)于最小靜電點(diǎn)火能為數(shù)十毫焦耳的危險(xiǎn)物質(zhì),帶電體電位達(dá)1kv1kv以上,或帶電電荷密度達(dá)以上,或帶電電荷密度達(dá)1 11010-7-7k/mk/m2 2以上就有燃爆危險(xiǎn);以上就有燃爆危險(xiǎn); b b 對(duì)于最小靜電點(diǎn)火能為數(shù)百毫焦耳的危險(xiǎn)物質(zhì),帶電體電位達(dá)對(duì)于最小靜電點(diǎn)火能為數(shù)百毫焦耳的危險(xiǎn)物質(zhì),帶電體電位達(dá)5kv5kv以上,或帶電電荷密度達(dá)以上,或帶電
26、電荷密度達(dá)1 11010-6-6k/mk/m2 2 時(shí)以上就有燃爆危險(xiǎn);時(shí)以上就有燃爆危險(xiǎn); c c 對(duì)帶電體用接地的直徑約為對(duì)帶電體用接地的直徑約為3mm3mm以上的金屬球靠近時(shí),在帶電體以上的金屬球靠近時(shí),在帶電體與金屬球之間產(chǎn)生有光和聲的放電效果時(shí),就有引起燃爆的危險(xiǎn);與金屬球之間產(chǎn)生有光和聲的放電效果時(shí),就有引起燃爆的危險(xiǎn); d d 當(dāng)操作人員(人體)接近帶電體時(shí),人體有靜電電擊的感覺(jué),當(dāng)操作人員(人體)接近帶電體時(shí),人體有靜電電擊的感覺(jué),就有引起燃爆的危險(xiǎn);就有引起燃爆的危險(xiǎn); e e 若帶電體表面電荷密度達(dá)到若帶電體表面電荷密度達(dá)到1 11010-4-4k/mk/m2 2,產(chǎn)生表面
27、放電,放出數(shù),產(chǎn)生表面放電,放出數(shù)百毫焦耳的放電能量,就有引起燃爆的危險(xiǎn)。百毫焦耳的放電能量,就有引起燃爆的危險(xiǎn)。48 (1 1)人體靜電的產(chǎn)生與危害)人體靜電的產(chǎn)生與危害 人體產(chǎn)生靜電的機(jī)理與工藝過(guò)程中完全相同,也是由人體產(chǎn)生靜電的機(jī)理與工藝過(guò)程中完全相同,也是由于摩擦所致。于摩擦所致。 人穿的衣服之間在長(zhǎng)時(shí)間充分接觸和摩擦中帶了靜電,人穿的衣服之間在長(zhǎng)時(shí)間充分接觸和摩擦中帶了靜電,在脫衣時(shí),兩件帶有異性電荷的衣服在彼此脫離接觸在脫衣時(shí),兩件帶有異性電荷的衣服在彼此脫離接觸時(shí)就會(huì)發(fā)生靜電放電。時(shí)就會(huì)發(fā)生靜電放電。 不僅衣服摩擦可以產(chǎn)生靜電,而且穿著膠底鞋在絕緣不僅衣服摩擦可以產(chǎn)生靜電,而且穿
28、著膠底鞋在絕緣地板上來(lái)回走動(dòng)后人體也會(huì)帶上靜電,人坐在人造革地板上來(lái)回走動(dòng)后人體也會(huì)帶上靜電,人坐在人造革等絕緣材料為表面的椅子上活動(dòng)后起立時(shí)人體也會(huì)帶等絕緣材料為表面的椅子上活動(dòng)后起立時(shí)人體也會(huì)帶上靜電,即使用干抹布抹絕緣桌面后,也能使人體帶上靜電,即使用干抹布抹絕緣桌面后,也能使人體帶上靜電。據(jù)報(bào)道,人穿塑料鞋在橡膠板上來(lái)回走動(dòng)可上靜電。據(jù)報(bào)道,人穿塑料鞋在橡膠板上來(lái)回走動(dòng)可使人體帶電使人體帶電2 23kv3kv。49表表3-5-5 3-5-5 工作環(huán)境的人體帶電工作環(huán)境的人體帶電 人體活動(dòng)方式人體活動(dòng)方式環(huán)境環(huán)境溫、溫、濕度濕度人體對(duì)地人體對(duì)地電阻(電阻( )人體對(duì)地電人體對(duì)地電容(容(
29、pfpf)人體對(duì)地電壓(人體對(duì)地電壓(v v)穿塑料涼鞋穿塑料涼鞋站在紅橡膠站在紅橡膠地板上走動(dòng)地板上走動(dòng)慢步約慢步約2020米米252564%64%10101212180(180(雙腳雙腳) )120(120(單腳單腳) )-900-900(雙)(雙)-1500-1500(單)(單)快步約快步約2020米米-1200-1200(雙)(雙)-2000-2000(單)(單)快步約快步約4040米米-1500-1500(雙)(雙)-2800-2800(單)(單)穿塑料涼鞋穿塑料涼鞋在紅橡膠地在紅橡膠地板上撣桌椅板上撣桌椅后后用干抹布抽用干抹布抽撣干凈的漆撣干凈的漆桌面桌面252559%59%101
30、01212180(180(雙腳雙腳) )120(120(單腳單腳) )+2500+2500(雙)(雙)+3700+3700(單)(單)用干抹布抽用干抹布抽撣人造革椅撣人造革椅子面子面+2800+2800(雙)(雙)+3800+3800(單)(單)用干抹布抽用干抹布抽撣紅橡膠板撣紅橡膠板鋪設(shè)的工作鋪設(shè)的工作臺(tái)面臺(tái)面+2200+2200(雙)(雙)+3400+3400(單)(單)50表表3-5-6 3-5-6 靜電電擊人體的反應(yīng)靜電電擊人體的反應(yīng) 人體帶人體帶電電位電電位(v v)靜電放電時(shí)靜電放電時(shí)人體感覺(jué)程度人體感覺(jué)程度備注備注人體帶電人體帶電電位(電位(v v)靜電放電時(shí)靜電放電時(shí)人體感覺(jué)程
31、度人體感覺(jué)程度備注備注10001000沒(méi)有感覺(jué)沒(méi)有感覺(jué) 70007000手指手掌有強(qiáng)烈手指手掌有強(qiáng)烈痛感,麻痹干痛感,麻痹干 20002000手指外側(cè)有感覺(jué),手指外側(cè)有感覺(jué),但不痛但不痛產(chǎn)生微弱產(chǎn)生微弱放電聲放電聲80008000從手掌到前臂有從手掌到前臂有麻痹感麻痹感 30003000有微弱針刺痛感有微弱針刺痛感 90009000手腕有強(qiáng)烈同感,手腕有強(qiáng)烈同感,手有很強(qiáng)的麻痹手有很強(qiáng)的麻痹感感 40004000手指有微痛感,手指有微痛感,如針扎之痛感如針扎之痛感可見(jiàn)到放可見(jiàn)到放電火花電火花1000010000整個(gè)手都痛,感整個(gè)手都痛,感到電流流過(guò)到電流流過(guò) 50005000手掌到手臂前半手掌
32、到手臂前半部有電擊痛感部有電擊痛感放電火花放電火花從手指延從手指延伸伸1100011000手指強(qiáng)烈麻痹,手指強(qiáng)烈麻痹,整個(gè)手有強(qiáng)烈電整個(gè)手有強(qiáng)烈電擊感擊感 60006000手指劇烈痛感,手指劇烈痛感,受電擊后手臂感受電擊后手臂感覺(jué)沉重覺(jué)沉重 51 人體靜電對(duì)生產(chǎn)的危害同樣是引發(fā)火災(zāi),而人人體靜電對(duì)生產(chǎn)的危害同樣是引發(fā)火災(zāi),而人的位置不固定,經(jīng)常出現(xiàn)在高度危險(xiǎn)的場(chǎng)所,的位置不固定,經(jīng)常出現(xiàn)在高度危險(xiǎn)的場(chǎng)所,因此防范人體靜電的危害在安全管理工作中十因此防范人體靜電的危害在安全管理工作中十分重要。分重要。 西安某廠用浸了汽油的鋸末擦精密車間的地板,西安某廠用浸了汽油的鋸末擦精密車間的地板,汽油蒸氣充
33、滿了這個(gè)汽油蒸氣充滿了這個(gè)40m40m2 2的房間。由于工作人的房間。由于工作人員穿著員穿著滌綸衣服滌綸衣服和和泡沫塑料涼鞋泡沫塑料涼鞋活動(dòng),使衣服活動(dòng),使衣服和拖鞋上都帶上較高靜電,這時(shí)恰好有人踢到和拖鞋上都帶上較高靜電,這時(shí)恰好有人踢到地面上一小段露頭的舊穿線鐵管,于是立即發(fā)地面上一小段露頭的舊穿線鐵管,于是立即發(fā)生放電,放電火花引起汽油蒸氣與空氣混合物生放電,放電火花引起汽油蒸氣與空氣混合物的燃燒爆炸,傷亡多人,室內(nèi)設(shè)備和儀器也嚴(yán)的燃燒爆炸,傷亡多人,室內(nèi)設(shè)備和儀器也嚴(yán)重?zé)龤АS纱丝梢?jiàn),人體靜電放電有時(shí)危害是重?zé)龤?。由此可?jiàn),人體靜電放電有時(shí)危害是很大的。很大的。52(2 2)消除人體靜
34、電的措施)消除人體靜電的措施 消除人體靜電的措施包括:消除人體靜電的措施包括: 穿防靜電工作服、人體接地、工作地面穿防靜電工作服、人體接地、工作地面導(dǎo)靜電化以及加強(qiáng)防靜電安全操作等。導(dǎo)靜電化以及加強(qiáng)防靜電安全操作等。53 穿防止靜電的工作服裝穿防止靜電的工作服裝 在有靜電危害的場(chǎng)所工作人員(包括臨時(shí)人員)應(yīng)穿在有靜電危害的場(chǎng)所工作人員(包括臨時(shí)人員)應(yīng)穿戴防靜電工作服、鞋和手套,不得穿用化纖衣物。穿戴防靜電工作服、鞋和手套,不得穿用化纖衣物。穿防靜電的工作服不僅可以少產(chǎn)生靜電,降低人體電位,防靜電的工作服不僅可以少產(chǎn)生靜電,降低人體電位,同時(shí)可以避免服裝上帶高電位所引起的其他危害。同時(shí)可以避免
35、服裝上帶高電位所引起的其他危害。禁禁止穿羊毛或化纖厚襪;止穿羊毛或化纖厚襪;穿防靜電工作服或手套和帽子,穿防靜電工作服或手套和帽子,不穿厚毛衣,可穿棉制品服裝不穿厚毛衣,可穿棉制品服裝。防靜電鞋的電阻值應(yīng)防靜電鞋的電阻值應(yīng)小于小于10107 7 ,并大于,并大于10105 5 。穿防靜電鞋可保持人體接地,穿防靜電鞋可保持人體接地,防止人體形成較高的靜電電位防止人體形成較高的靜電電位。要特別注意:嚴(yán)禁在要特別注意:嚴(yán)禁在鞋內(nèi)外粘貼絕緣墊,并應(yīng)定期作檢查。另外,在防爆鞋內(nèi)外粘貼絕緣墊,并應(yīng)定期作檢查。另外,在防爆廠房?jī)?nèi),應(yīng)避免穿脫衣服、靴、鞋、梳頭及劇烈活動(dòng),廠房?jī)?nèi),應(yīng)避免穿脫衣服、靴、鞋、梳頭及
36、劇烈活動(dòng),因?yàn)檫@些動(dòng)作可能產(chǎn)生靜電放電而引起火災(zāi)爆炸事故。因?yàn)檫@些動(dòng)作可能產(chǎn)生靜電放電而引起火災(zāi)爆炸事故。在有靜電危險(xiǎn)的場(chǎng)所,不得攜帶與工作無(wú)關(guān)的金屬物在有靜電危險(xiǎn)的場(chǎng)所,不得攜帶與工作無(wú)關(guān)的金屬物品,如鑰匙、硬幣、手表、戒指等,也不許穿帶釘子品,如鑰匙、硬幣、手表、戒指等,也不許穿帶釘子的鞋等進(jìn)人現(xiàn)場(chǎng),不準(zhǔn)使用化纖材料制作的拖布或抹的鞋等進(jìn)人現(xiàn)場(chǎng),不準(zhǔn)使用化纖材料制作的拖布或抹布擦洗物體或地面。布擦洗物體或地面。54 人體接地人體接地 在人體必須接地的場(chǎng)所,應(yīng)裝設(shè)金屬接在人體必須接地的場(chǎng)所,應(yīng)裝設(shè)金屬接地棒地棒消電裝置。工作人員隨時(shí)用手接消電裝置。工作人員隨時(shí)用手接觸接地棒,以清除人體所帶有
37、的靜電。觸接地棒,以清除人體所帶有的靜電。在坐著工作的場(chǎng)合,工作人員可佩帶接在坐著工作的場(chǎng)合,工作人員可佩帶接地的腕帶。防靜電的場(chǎng)所入口處、外側(cè),地的腕帶。防靜電的場(chǎng)所入口處、外側(cè),應(yīng)有裸露的金屬接地物,如采用接地的應(yīng)有裸露的金屬接地物,如采用接地的金屬門、門簾、扶手、支架等。在油罐、金屬門、門簾、扶手、支架等。在油罐、精餾塔的爬梯入口應(yīng)留一小段不涂漆,精餾塔的爬梯入口應(yīng)留一小段不涂漆,供工作人員觸摸接地。供工作人員觸摸接地。57腕帶圓柱型不銹鋼電極電阻表戴腕帶情況下人體接地電阻檢測(cè)58 工作地面導(dǎo)靜電化工作地面導(dǎo)靜電化 地面保持一定的導(dǎo)電性,才能使人體有效接地。地面保持一定的導(dǎo)電性,才能使人
38、體有效接地。 工作地面導(dǎo)靜電化就是使用導(dǎo)電工作地面,其電阻的工作地面導(dǎo)靜電化就是使用導(dǎo)電工作地面,其電阻的阻值既要小到能防止人體靜電的積累,又要考慮不會(huì)阻值既要小到能防止人體靜電的積累,又要考慮不會(huì)由于誤觸動(dòng)力電導(dǎo)致人體嚴(yán)重傷害,故電阻值應(yīng)適當(dāng)。由于誤觸動(dòng)力電導(dǎo)致人體嚴(yán)重傷害,故電阻值應(yīng)適當(dāng)。目前國(guó)內(nèi)外定為一般場(chǎng)合為目前國(guó)內(nèi)外定為一般場(chǎng)合為10108 8 ,有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)的,有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所為場(chǎng)所為10106 6 。 國(guó)內(nèi)一般要求為國(guó)內(nèi)一般要求為3 310104 4 r r10106 6 。當(dāng)空氣相對(duì)濕度。當(dāng)空氣相對(duì)濕度在在30%30%以下時(shí),每班灑水至少以下時(shí),每班灑水至少1 12 2次
39、,使混凝土地面、次,使混凝土地面、嵌木地板濕潤(rùn),使橡膠、塑料貼面及油漆地面形成水嵌木地板濕潤(rùn),使橡膠、塑料貼面及油漆地面形成水膜,增加導(dǎo)電性。膜,增加導(dǎo)電性。59表表3-5-7 3-5-7 不同地面材料的泄漏電阻不同地面材料的泄漏電阻 材料名稱材料名稱泄漏電阻泄漏電阻 材料名稱材料名稱泄漏電阻泄漏電阻 導(dǎo)電性水磨石導(dǎo)電性水磨石導(dǎo)電性橡膠導(dǎo)電性橡膠石石混凝土混凝土導(dǎo)電性聚氯乙烯導(dǎo)電性聚氯乙烯105 107104 108104 109105 1010107 1011一般涂漆地面一般涂漆地面橡膠貼面橡膠貼面木膠合板木膠合板瀝青瀝青聚氯乙烯貼面聚氯乙烯貼面109 1012109 10131010 10
40、131011 10131012 101560 對(duì)粉狀物料進(jìn)行篩選、輸送、攪混、氣流烘干、對(duì)粉狀物料進(jìn)行篩選、輸送、攪混、氣流烘干、旋風(fēng)分離及袋式除塵等加工處理,過(guò)程中免不旋風(fēng)分離及袋式除塵等加工處理,過(guò)程中免不了有物料顆粒之間或物料與器壁、管壁、布袋了有物料顆粒之間或物料與器壁、管壁、布袋之間的相互碰撞和摩擦,接觸與分離反復(fù)進(jìn)行,之間的相互碰撞和摩擦,接觸與分離反復(fù)進(jìn)行,它們之間就會(huì)產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象,粉體及器壁它們之間就會(huì)產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象,粉體及器壁會(huì)分別帶上不同符號(hào)的靜電。會(huì)分別帶上不同符號(hào)的靜電。 對(duì)于完全分散的粉粒,其能保持的最大表面電對(duì)于完全分散的粉粒,其能保持的最大表面電荷密度為荷密
41、度為10c10cm m2 2( (微庫(kù)米微庫(kù)米2 2) )。 61圖圖3-5-2 3-5-2 粉體物料從斜導(dǎo)槽上流過(guò)時(shí)帶靜電的情況粉體物料從斜導(dǎo)槽上流過(guò)時(shí)帶靜電的情況(a)流動(dòng)摩擦起電;流動(dòng)摩擦起電;(b)金屬容器上的感應(yīng)電荷;金屬容器上的感應(yīng)電荷;(c)等效電路等效電路 62圖圖3-5-2 3-5-2 粉體物料從斜導(dǎo)槽上流過(guò)時(shí)帶靜電的情況粉體物料從斜導(dǎo)槽上流過(guò)時(shí)帶靜電的情況(a)流動(dòng)摩擦起電;流動(dòng)摩擦起電;(b)金屬容器上的感應(yīng)電荷;金屬容器上的感應(yīng)電荷;(c)等效電路等效電路 kcur(a)(b)(c)6364 20012001年,石家莊某制藥集團(tuán)的一車間內(nèi),在離年,石家莊某制藥集團(tuán)的一車
42、間內(nèi),在離心機(jī)放料過(guò)程中發(fā)生靜電火災(zāi),分析事故原因心機(jī)放料過(guò)程中發(fā)生靜電火災(zāi),分析事故原因時(shí),發(fā)現(xiàn)離心機(jī)與雙錐之間垂直高度為時(shí),發(fā)現(xiàn)離心機(jī)與雙錐之間垂直高度為3.5m3.5m,落差大造成放料速度過(guò)快,與普通化纖接料袋落差大造成放料速度過(guò)快,與普通化纖接料袋的摩擦速度過(guò)快,短時(shí)間內(nèi)積聚大量的電荷是的摩擦速度過(guò)快,短時(shí)間內(nèi)積聚大量的電荷是造成靜電火花放電的主要原因之一。造成靜電火花放電的主要原因之一。 也是在也是在20012001年,河北一工廠車間向預(yù)先裝(投)年,河北一工廠車間向預(yù)先裝(投)好丙酮的反應(yīng)釜內(nèi)投加粉狀反應(yīng)物,直接從塑好丙酮的反應(yīng)釜內(nèi)投加粉狀反應(yīng)物,直接從塑料編織袋中放出,粉體流動(dòng)產(chǎn)
43、生的靜電使編織料編織袋中放出,粉體流動(dòng)產(chǎn)生的靜電使編織袋靜電電位高達(dá)袋靜電電位高達(dá)2000v2000v,接觸反應(yīng)釜時(shí)放電產(chǎn),接觸反應(yīng)釜時(shí)放電產(chǎn)生的火花將丙酮蒸汽引爆。生的火花將丙酮蒸汽引爆。65 又如,某廠采用氣流烘干可燃性粉體物料,又如,某廠采用氣流烘干可燃性粉體物料,氣流溫度氣流溫度8080,烘干后用袋式除塵器捕捉細(xì)粉。,烘干后用袋式除塵器捕捉細(xì)粉。因?yàn)榉哿隙氯舜鼮V的網(wǎng)眼,便停止運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)將因?yàn)榉哿隙氯舜鼮V的網(wǎng)眼,便停止運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)將布袋上的粉塵抖落下來(lái),抖落后再開(kāi)車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),布袋上的粉塵抖落下來(lái),抖落后再開(kāi)車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),突然發(fā)生了粉塵與空氣混合物的燃燒與爆炸。突然發(fā)生了粉塵與空氣混合物的燃燒與爆炸。
44、據(jù)分析是因?yàn)檫^(guò)濾袋由化纖織物制成,粉狀物據(jù)分析是因?yàn)檫^(guò)濾袋由化纖織物制成,粉狀物料長(zhǎng)時(shí)間與布袋摩擦并穿過(guò)布袋網(wǎng)眼與其分離,料長(zhǎng)時(shí)間與布袋摩擦并穿過(guò)布袋網(wǎng)眼與其分離,使布袋帶上靜電,在撣落的過(guò)程中,又使靜電使布袋帶上靜電,在撣落的過(guò)程中,又使靜電電壓進(jìn)一步升高,達(dá)到數(shù)萬(wàn)伏,這樣,當(dāng)重新電壓進(jìn)一步升高,達(dá)到數(shù)萬(wàn)伏,這樣,當(dāng)重新開(kāi)車時(shí),布袋被空氣吹脹,很可能與金屬框架開(kāi)車時(shí),布袋被空氣吹脹,很可能與金屬框架之間發(fā)生靜電放電而引起燃爆事故之間發(fā)生靜電放電而引起燃爆事故66 圖圖3-5-3 3-5-3 液體與管壁形成雙電荷層及沖流電流液體與管壁形成雙電荷層及沖流電流(a a)管內(nèi)流動(dòng)液體形成雙電荷層;)
45、管內(nèi)流動(dòng)液體形成雙電荷層;(b)(b)管內(nèi)壁突起帶電情況管內(nèi)壁突起帶電情況r管壁沖流電流i(a)(b)管壁沖流電流i流動(dòng)液體67火花放電火花放電68 固體管壁表面上吸附的電荷層固體管壁表面上吸附的電荷層,只有幾個(gè),只有幾個(gè)分子大小厚度,稱為固定電荷層;而液體內(nèi)的分子大小厚度,稱為固定電荷層;而液體內(nèi)的電荷層電荷層,有許多個(gè)分子甚至幾毫米的厚度,有許多個(gè)分子甚至幾毫米的厚度,稱為擴(kuò)散電荷層。稱為擴(kuò)散電荷層。 液體流動(dòng)使雙電荷層分離,帶著擴(kuò)散層電荷流液體流動(dòng)使雙電荷層分離,帶著擴(kuò)散層電荷流動(dòng),形成微弱的電流動(dòng),形成微弱的電流沖流電流沖流電流。 對(duì)于弱的紊流流動(dòng),沖流電流為:對(duì)于弱的紊流流動(dòng),沖流電
46、流為: uir08 75. 14/3004. 0udimr69 對(duì)于強(qiáng)的紊流流動(dòng),沖流電流為:對(duì)于強(qiáng)的紊流流動(dòng),沖流電流為:式中式中 圓周率,圓周率, = 3.1416= 3.1416; r r液體的相對(duì)介電常數(shù);液體的相對(duì)介電常數(shù); 0 0真空的介電常數(shù),真空的介電常數(shù), 0 0 8.858.851010-12-12f/m;f/m; 液體與管道的接觸電勢(shì),與流體種類和管道材料有關(guān);液體與管道的接觸電勢(shì),與流體種類和管道材料有關(guān); d d管道內(nèi)徑;管道內(nèi)徑; m m液體的密度;液體的密度; 液體的粘滯系數(shù);液體的粘滯系數(shù); 液體的平均流速。液體的平均流速。 875. 1875. 0020. 0
47、udimru70 從公式看,液體的相對(duì)介電常數(shù)越大,越有利從公式看,液體的相對(duì)介電常數(shù)越大,越有利于沖流電流的增加。介電常數(shù)特別小時(shí),液體于沖流電流的增加。介電常數(shù)特別小時(shí),液體的電阻率也特別大,電荷的流動(dòng)性很弱,不容的電阻率也特別大,電荷的流動(dòng)性很弱,不容易產(chǎn)生靜電,但已有的靜電電荷也不容易消散。易產(chǎn)生靜電,但已有的靜電電荷也不容易消散。 沖流電流與液體流速有關(guān),流速越大則沖流電沖流電流與液體流速有關(guān),流速越大則沖流電流越大,且紊流程度越大,流速的影響越大。流越大,且紊流程度越大,流速的影響越大。 在紊流狀態(tài)下,沖流電流也隨著管道直徑的增在紊流狀態(tài)下,沖流電流也隨著管道直徑的增大而增大。大而
48、增大。71 液體流經(jīng)一段管道后,由于沖流電流的液體流經(jīng)一段管道后,由于沖流電流的存在,必然造成管路一端有較多的正電存在,必然造成管路一端有較多的正電荷,另一端有較多的負(fù)電荷,若管壁是荷,另一端有較多的負(fù)電荷,若管壁是絕緣的,則管路兩端就會(huì)產(chǎn)生電壓,叫絕緣的,則管路兩端就會(huì)產(chǎn)生電壓,叫做做沖流電壓沖流電壓。沖流電壓與液體流經(jīng)管道。沖流電壓與液體流經(jīng)管道的長(zhǎng)度成正比,與管徑的平方成反比。的長(zhǎng)度成正比,與管徑的平方成反比。72 如果如果,細(xì)小的水滴在液內(nèi)運(yùn),細(xì)小的水滴在液內(nèi)運(yùn)動(dòng)或沉降時(shí),與水滴粘附比較緊密的電動(dòng)或沉降時(shí),與水滴粘附比較緊密的電荷層隨水滴運(yùn)動(dòng),相反極性的電荷留在荷層隨水滴運(yùn)動(dòng),相反極性
49、的電荷留在油液中,結(jié)果油和水都帶了電。油液中,結(jié)果油和水都帶了電。水霧電荷密度隨污染程度變化曲線水霧電荷密度隨污染程度變化曲線 液滴濺潑到不能較好浸潤(rùn)的固體表面時(shí)液滴濺潑到不能較好浸潤(rùn)的固體表面時(shí),要要,滾動(dòng)過(guò)程也是緊密接觸,滾動(dòng)過(guò)程也是緊密接觸與分離的過(guò)程,同樣會(huì)產(chǎn)生靜電。與分離的過(guò)程,同樣會(huì)產(chǎn)生靜電。74圖圖4-5-4 液體沖擊起電示意圖液體沖擊起電示意圖75電荷云水流水76 禁止液體采用禁止液體采用的方法注入容器中。的方法注入容器中。 原因:當(dāng)液體從噴嘴高速噴射出來(lái)時(shí),原因:當(dāng)液體從噴嘴高速噴射出來(lái)時(shí),液態(tài)微粒與噴嘴之間進(jìn)行迅速的摩擦與液態(tài)微粒與噴嘴之間進(jìn)行迅速的摩擦與分離。摩擦的瞬間產(chǎn)
50、生雙電層,液體把分離。摩擦的瞬間產(chǎn)生雙電層,液體把其中的一層電荷帶走,另一層電荷留在其中的一層電荷帶走,另一層電荷留在噴嘴上,結(jié)果使液態(tài)微粒和噴嘴分別帶噴嘴上,結(jié)果使液態(tài)微粒和噴嘴分別帶了不同符號(hào)的電荷。了不同符號(hào)的電荷。 例如噴射水霧或蒸汽時(shí),其中的小水滴例如噴射水霧或蒸汽時(shí),其中的小水滴離開(kāi)噴嘴后就會(huì)帶上靜電,它們懸浮于離開(kāi)噴嘴后就會(huì)帶上靜電,它們懸浮于空氣中便會(huì)形成帶電的霧云??諝庵斜銜?huì)形成帶電的霧云。 用水沖刷油罐或油船用水沖刷油罐或油船都有可能由于靜電都有可能由于靜電引發(fā)火災(zāi),這是因?yàn)閲娚鋾r(shí)內(nèi)部空間形引發(fā)火災(zāi),這是因?yàn)閲娚鋾r(shí)內(nèi)部空間形成浮游的帶電霧云,如果空間內(nèi)蒸氣的成浮游的帶電霧云
51、,如果空間內(nèi)蒸氣的濃度處在燃爆極限濃度范圍內(nèi),則會(huì)由濃度處在燃爆極限濃度范圍內(nèi),則會(huì)由此而引起火災(zāi)爆炸事故。此而引起火災(zāi)爆炸事故。77圖圖4-5-3 液體噴射起電示意圖液體噴射起電示意圖78電荷云液滴液體分裂管路液流模擬蒸汽噴射環(huán)境中人體帶電實(shí)驗(yàn)?zāi)M蒸汽噴射環(huán)境中人體帶電實(shí)驗(yàn) 80 一般采取三方面的措施:一般采取三方面的措施: 減少靜電的產(chǎn)生量;減少靜電的產(chǎn)生量; 加速靜電的泄漏或中和;加速靜電的泄漏或中和; 靜電屏蔽。靜電屏蔽。81 甲、乙類液體進(jìn)入儲(chǔ)罐、反應(yīng)器或槽車甲、乙類液體進(jìn)入儲(chǔ)罐、反應(yīng)器或槽車時(shí),或者在管道輸送時(shí),為減少靜電的時(shí),或者在管道輸送時(shí),為減少靜電的產(chǎn)生量,初始流速應(yīng)小于產(chǎn)
52、生量,初始流速應(yīng)小于1m/s,只有當(dāng),只有當(dāng)液面浸沒(méi)入口管液面浸沒(méi)入口管后,才能提高流速,后,才能提高流速,但最高流速也應(yīng)小于但最高流速也應(yīng)小于6 m/s。甲、乙類液體(閃點(diǎn)甲、乙類液體(閃點(diǎn)28;28閃點(diǎn)閃點(diǎn)60) 82原中石化總公司規(guī)定:原中石化總公司規(guī)定: 鐵路罐(槽)車浸沒(méi)裝油速度應(yīng)滿足下鐵路罐(槽)車浸沒(méi)裝油速度應(yīng)滿足下式關(guān)系:式關(guān)系:vd0.8; 汽車罐(槽)車浸沒(méi)裝油速度應(yīng)滿足汽車罐(槽)車浸沒(méi)裝油速度應(yīng)滿足vd 0.5 流速的單位為流速的單位為m/s,管徑單位為,管徑單位為m。 這也說(shuō)明這也說(shuō)明與與有關(guān)有關(guān)83表表3-5-8 最大流速與管徑的關(guān)系最大流速與管徑的關(guān)系 管徑(管徑
53、(mmmm)101025255050100100200200400400600600流速(流速(m/sm/s)8 85.015.013.63.62.52.51.81.81.31.31.01.0按照按照v d0.8的最大安全流速的最大安全流速84 德國(guó)德國(guó)p pt tb b對(duì)烴類燃油進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),歸結(jié)對(duì)烴類燃油進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),歸結(jié)出如下流速公式出如下流速公式 或或 v v2 2d d0.640.64式中式中v平均流速,平均流速,ms-1; d管道直徑,管道直徑,m。 以此公式計(jì)算,不同管徑的允許最大流以此公式計(jì)算,不同管徑的允許最大流速見(jiàn)表速見(jiàn)表3-5-93-5-9。dv/18 . 085表表3-5-
54、9 不同管徑允許最大流速不同管徑允許最大流速 管徑d/m限制流速/ms-122d0.010.0250.050.100.200.400.6084.93.52.51.81.31.0642412.256.253.241.691.00.640.600.610.6250.6480.6760.6086表表3-5-10 3-5-10 其他情況的管內(nèi)流速其他情況的管內(nèi)流速序號(hào)序號(hào)情情 況況 描描 述述流流 速速1 1(1 1)油料中帶有水分雜質(zhì)時(shí),甲乙類兩種以油料中帶有水分雜質(zhì)時(shí),甲乙類兩種以上油品混送上油品混送1m/s1m/s(2 2)甲乙類液體進(jìn)入儲(chǔ)罐、槽車的初速度甲乙類液體進(jìn)入儲(chǔ)罐、槽車的初速度2 2(
55、1 1)入口管浸入入口管浸入200mm200mm后后6m/s6m/s(2 2)液體中添加了抗靜電劑,同時(shí)具有專門液體中添加了抗靜電劑,同時(shí)具有專門靜電消除器、報(bào)警裝置靜電消除器、報(bào)警裝置87表表3-5-12 3-5-12 液體電阻率與允許流速的關(guān)系液體電阻率與允許流速的關(guān)系 液體電阻率(液體電阻率( m m)允許速度(允許速度(m/sm/s)10105 5101010105 510109 95 510109 91.21.288輸送高電阻率液體應(yīng)自底部注人或自器壁緩緩流輸送高電阻率液體應(yīng)自底部注人或自器壁緩緩流入器內(nèi);盡量減少過(guò)濾器,并安裝在管路的起入器內(nèi);盡量減少過(guò)濾器,并安裝在管路的起端,否
56、則還應(yīng)采取其他防靜電相應(yīng)措施。端,否則還應(yīng)采取其他防靜電相應(yīng)措施。在有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所,設(shè)備管道盡可能光滑平在有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所,設(shè)備管道盡可能光滑平整無(wú)棱角,管徑無(wú)驟變;凹凸不平會(huì)局部加速整無(wú)棱角,管徑無(wú)驟變;凹凸不平會(huì)局部加速流體流速。流體流速。89 皮帶傳動(dòng)應(yīng)用導(dǎo)電皮帶,運(yùn)轉(zhuǎn)速度要慢,皮帶傳動(dòng)應(yīng)用導(dǎo)電皮帶,運(yùn)轉(zhuǎn)速度要慢,要防止過(guò)載打滑、脫落,防止皮帶與皮帶罩相要防止過(guò)載打滑、脫落,防止皮帶與皮帶罩相互摩擦;在傳動(dòng)裝置中,采用三角皮帶或直接互摩擦;在傳動(dòng)裝置中,采用三角皮帶或直接用軸傳動(dòng),以減少或避免因平面皮帶摩擦面積用軸傳動(dòng),以減少或避免因平面皮帶摩擦面積和強(qiáng)度過(guò)大產(chǎn)生過(guò)多靜電。和強(qiáng)度過(guò)
57、大產(chǎn)生過(guò)多靜電。 防止不同油品相混及油中摻水夾氣。實(shí)踐防止不同油品相混及油中摻水夾氣。實(shí)踐證明,油中含水證明,油中含水5%5%,會(huì)使起電效應(yīng)增大,會(huì)使起電效應(yīng)增大10105050倍。油品采用空氣調(diào)合也是很不安全的。倍。油品采用空氣調(diào)合也是很不安全的。90 為了避免液體在容器內(nèi)噴濺,應(yīng)從底部注為了避免液體在容器內(nèi)噴濺,應(yīng)從底部注油或?qū)⒂凸苎由熘寥萜鞯撞炕蛞好嫦?。油或?qū)⒂凸苎由熘寥萜鞯撞炕蛞好嫦隆?為了減輕從油槽車頂部注油時(shí)的沖擊,而減少為了減輕從油槽車頂部注油時(shí)的沖擊,而減少注油時(shí)產(chǎn)生的靜電,應(yīng)改變注油管出口處的幾注油時(shí)產(chǎn)生的靜電,應(yīng)改變注油管出口處的幾何形狀,如何形狀,如t t形、錐形、斜口形
58、、曲線錐形等,形、錐形、斜口形、曲線錐形等,這樣做對(duì)降低油槽內(nèi)油面的電位有一定的效果。這樣做對(duì)降低油槽內(nèi)油面的電位有一定的效果。為了降低罐內(nèi)油面電位,過(guò)濾器不宜離管出口為了降低罐內(nèi)油面電位,過(guò)濾器不宜離管出口太近。太近。91 靜電接地連接是為靜電荷靜電接地連接是為靜電荷提供一條導(dǎo)入大地的通路。提供一條導(dǎo)入大地的通路。 接地是最常用、最簡(jiǎn)單、最有效的防止靜電積接地是最常用、最簡(jiǎn)單、最有效的防止靜電積累的方法累的方法。 儲(chǔ)罐、儲(chǔ)槽、管網(wǎng)、反應(yīng)釜、分離設(shè)備(離心儲(chǔ)罐、儲(chǔ)槽、管網(wǎng)、反應(yīng)釜、分離設(shè)備(離心機(jī)、分餾塔)、通風(fēng)機(jī)械、空氣壓縮機(jī)、裝桶機(jī)、分餾塔)、通風(fēng)機(jī)械、空氣壓縮機(jī)、裝桶機(jī)、機(jī)泵、操作臺(tái)等都
59、要有可靠的接地措施,機(jī)、機(jī)泵、操作臺(tái)等都要有可靠的接地措施,接地電阻不大于接地電阻不大于100100 ,同時(shí)要保證與接地體,同時(shí)要保證與接地體的連接線無(wú)斷裂、無(wú)銹蝕,尤其要注意螺絲固的連接線無(wú)斷裂、無(wú)銹蝕,尤其要注意螺絲固定的連接點(diǎn)。定的連接點(diǎn)。 92 槽罐車等在裝卸易燃易爆化工原料時(shí)的臨時(shí)接槽罐車等在裝卸易燃易爆化工原料時(shí)的臨時(shí)接地,在與槽罐車連接時(shí)要接到導(dǎo)電良好的位置,地,在與槽罐車連接時(shí)要接到導(dǎo)電良好的位置,最好接在專用連接夾頭、蝶形螺栓等處,絕對(duì)最好接在專用連接夾頭、蝶形螺栓等處,絕對(duì)不能與絕緣體處連接。不能與絕緣體處連接。 裝設(shè)接地裝置時(shí)應(yīng)注意,接地裝置與冒出液體裝設(shè)接地裝置時(shí)應(yīng)注意
60、,接地裝置與冒出液體蒸氣的地點(diǎn)要保持一定距離,接地電阻不應(yīng)大蒸氣的地點(diǎn)要保持一定距離,接地電阻不應(yīng)大于于1010歐姆,敷設(shè)在地下的部分不宜涂刷防腐油歐姆,敷設(shè)在地下的部分不宜涂刷防腐油漆。漆。 管道系統(tǒng)的末端、分叉、變徑、主控閥門、過(guò)管道系統(tǒng)的末端、分叉、變徑、主控閥門、過(guò)濾器,以及直線管道每隔濾器,以及直線管道每隔200200300 m300 m處,均應(yīng)處,均應(yīng)設(shè)接地點(diǎn)。設(shè)接地點(diǎn)。 車間內(nèi)管道系統(tǒng)的接地點(diǎn)應(yīng)不少于兩個(gè),接地車間內(nèi)管道系統(tǒng)的接地點(diǎn)應(yīng)不少于兩個(gè),接地點(diǎn)、跨接點(diǎn)的具體位置可與管道固定托架位置點(diǎn)、跨接點(diǎn)的具體位置可與管道固定托架位置一致。一致。93 土壤有強(qiáng)烈腐蝕性的地區(qū),應(yīng)采用銅或
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