氫氣易燃易爆特性與氫氣球充灌放氣時(shí)靜電防護(hù)措施

1、氫氣易燃易爆特性與氫氣球充灌放氣時(shí)靜電防護(hù)措施 1氫氣的易燃易爆特性 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb6944-86危急貨物分類與品名編號(hào)將氫氣劃分為危急品第二類。氫氣是以燃燒、爆炸為主要特征的危急氣體(表1)。 1.1最小點(diǎn)火能 指可燃物質(zhì)處在最敏感條件下,點(diǎn)燃所需的最小能量。最小點(diǎn)火能越低,點(diǎn)燃所需的能量越小,火災(zāi)危急性也就越大。氫氣的最小點(diǎn)火能為0.02mj,只需很小的能量如靜電火花,就足以引起燃燒、爆炸。 1.2爆炸極限 指遇火種時(shí)會(huì)產(chǎn)生爆炸的空氣中含有該種氣體的體積比范圍。氫氣的爆炸極限為4.0%75.6%。氫氣爆炸極限的下限很低,范圍寬,遇火極易爆炸。 1.3相對(duì)密度和擴(kuò)散系數(shù) 氫氣對(duì)空氣的相對(duì)密度很

2、小,為0.07;擴(kuò)散系數(shù)很大,為0.634cm2/s。一旦大量泄漏,便可逸散在空中快速大范圍擴(kuò)散,與空氣形成爆炸混合物,且遇火爆炸燃燒后的火焰簡(jiǎn)單順風(fēng)快速擴(kuò)散擴(kuò)展。 2氫氣球充灌、放氣過(guò)程中的靜電現(xiàn)象 引起可燃燒的火源有直接火源和間接火源。由于靜電看不見(jiàn)、摸不著,簡(jiǎn)單被忽視,所以靜電火花是引起氫氣球發(fā)生火災(zāi)事故的重要隱患,必需引起高度重視。 2.1氣體帶電性 當(dāng)氣體從容器、管道口或其破損處高速噴出時(shí)產(chǎn)生靜電的性質(zhì)為氣體帶電性。氣體中一般都混有固體或液體雜質(zhì)。這些雜質(zhì)與氣體一起高速噴出,使雜質(zhì)與氣體一起在容器內(nèi)(管道內(nèi))運(yùn)動(dòng),與容器內(nèi)壁(管內(nèi)壁)發(fā)生摩擦和碰撞,在相向分別時(shí),微粒和容器壁(管壁)

3、分別帶上等量異號(hào)的電荷,即產(chǎn)生靜電。氫氣從鋼瓶、制氫缸、球皮中高速噴出時(shí),瓶?jī)?nèi)部存有鐵銹、水、螺栓襯墊處的石墨或氧化鋁等雜質(zhì)都是產(chǎn)生靜電的主要原因。 2.2影響氫氣高速噴出時(shí)產(chǎn)生靜電量大小的因素 (1)與氫氣流速有關(guān)。氫氣的流噴速度越大,帶電量越大。 (2)與所含雜質(zhì)的量有關(guān)。所含的液體或固體雜質(zhì)越多,帶電量越多。 (3)與容器、管道和噴出嘴的材料性質(zhì)以及內(nèi)表面的污染狀況或吸附層等有關(guān)。一般塑料比橡膠帶電量多。 2.3氫氣球充灌、收球過(guò)程中產(chǎn)生高電位的途徑 (1)由于氣體的帶電性,充灌時(shí)氫氣從鋼瓶或制氫缸噴出通過(guò)橡皮管到球皮的過(guò)程中,氫氣瓶(制氫缸)、導(dǎo)管、球皮由于靜電作用而帶有高電位。 (2

4、)收球放氣時(shí),氫氣從球皮中噴出后,球皮由于靜電作用而產(chǎn)生高電位。在實(shí)際工作中我們遇到2次收球時(shí)由靜電火花引起的球皮燃燒現(xiàn)象。如:在有瀝青隔水層的樓面上,將氫氣基本放完后將球皮折疊起來(lái)時(shí)發(fā)生球皮燃燒。這是因?yàn)榍蚱じ咚俜艢夂髱в写罅快o電電荷,在絕緣的樓面上靜電不能順當(dāng)導(dǎo)除,折疊球皮時(shí)球皮面積減小,單位面積的靜電電量越來(lái)越大而產(chǎn)生靜電火花引起球皮燃燒。 (3)人體帶電。人體任何時(shí)候都帶有靜電。當(dāng)人體所穿衣物是用電阻率高的化纖制成時(shí),將帶有很高的電位。假如人體帶電與鋼瓶、球皮帶電極性相反,電位差將很大,極易產(chǎn)生靜電火花。另外,假如施放人員在充灌、放氣過(guò)程中有脫衣動(dòng)作也簡(jiǎn)單產(chǎn)生靜電火花。一般狀況下,脫衣

5、時(shí)產(chǎn)生的靜電電位很高。 3氫氣球充灌、放氣過(guò)程中防止靜電火花的措施 空氣擊穿的電場(chǎng)強(qiáng)度為3500kv/m,相當(dāng)于2個(gè)帶異號(hào)電荷的平板,相差1cm、電壓為35kv時(shí)的兩極之間的電場(chǎng)強(qiáng)度。假如其中1個(gè)帶電體帶有尖端或接觸面積很小時(shí),則電壓降低到幾千伏就可以使空氣擊穿,產(chǎn)生電火花。因此,氫氣球充灌、放氣過(guò)程中防止靜電火花就是要避免達(dá)到空氣的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度。 (1)充灌氫氣球時(shí),必需具備靜電導(dǎo)除措施。氫氣瓶(制氫缸)應(yīng)良好接地,靜電電阻100。實(shí)際工作中可以用導(dǎo)線就近與防雷接地體或金屬水管連接。 (2)掌握充灌時(shí)氫氣的流速,越小越好,一般應(yīng)8m/s,以盡可能減小靜電量。 (3)使用含雜質(zhì)少的氫氣。用制氫缸制氫充灌時(shí),必需經(jīng)冷卻削減水汽含量,并在充灌前清除接口、道 管、球皮內(nèi)的污物。 (4)操作人員應(yīng)盡可能穿著防靜電服,嚴(yán)禁穿尼龍、化纖等易產(chǎn)生靜電的服裝。嚴(yán)禁在氫氣球充灌、放氣現(xiàn)場(chǎng)脫衣,并要經(jīng)常觸摸接地金屬物釋放人體靜電。 (5)由于尖端物體在較小的電場(chǎng)強(qiáng)度下就會(huì)產(chǎn)生放電,所以應(yīng)避免尖端、銳器接近氣瓶、導(dǎo)管、球皮等。 (6)收球時(shí),讓氫氣球倒懸自然排放,切忌人為擠