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静电事故分析及防范措施

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静电事故分析及防范措施

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静电事故分析及防范措施
两起静电事故及分析(1)
1.静电引爆醋酸乙烯事故案例分析
2002年12月,在江苏丹阳某厂浆料车间,工人用真空泵吸醋酸乙
烯到反应釜,桶中约剩下30kg时,突然发生了爆炸,工人自行扑灭了
大火,1名工人被烧伤。经现场察看,未发现任何曾发生事故的痕迹,
电器开关、照明灯具都是全新的防爆电器。吸料的塑料管悬在半空,管
子上及附近无接地装置,还有一只底部被炸裂的铁桶。
此案例为较典型的静电事故,此次爆炸事故的原因是:醋酸乙烯的
物料在快速流经塑料管道时产生静电积聚,当塑料管接触到零电位桶
时,形成高底压电位差放电,产生火花引爆了空气中的醋酸乙烯蒸气。
具体分析如下:
(1)醋酸乙烯是无色液体,有挥发性,曝光容易聚合成固体。其
蒸气能与空气形成爆炸性混合物,遇火星、高热、氧化剂有火灾危险。
闪点:-7.78℃;爆炸极限:2.6%-13.4%。属于易燃液体。
(2)物料在管道输送过程中有静电积聚现象,塑料管由于其导电
性能差,使静电积聚情况更加严重,物料中及塑料管壁上含有高位静电。
(3)醋酸乙烯蒸气与空气形成可燃性混合气体。
(4)当带有高位静电的塑料管接触到铁桶时,形成放电,产生火
花,引爆可燃性混合气体。
2.静电引爆可燃性混合气体的事故案例分析
2002年7月,江苏姜堰某厂二车间的离心机(封闭式),在刚开始
分离从搪瓷反釜卸出的W-100-1纺织用抗氧化剂和甲苯溶剂时突然发生
爆炸,致使1名职工死亡,1名职工重伤。
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调查发现此物料经过23小时不停地机械搅拌,又经过塑料导管直
接送入离心机,离心机转鼓内垫有非导电体的化纤过滤布袋。因此可以
判断,经长时间搅拌,含有甲苯溶剂的物料产生静电积聚,快速流经塑
料管道时得到加强,当物料进入离心机时带有很高的电位。但如果没有
电火花是不能引爆的。我国安全工程专家崔克清教授指出,低电位点是
转鼓上部暴露的螺丝,当物料冲击到离心机的转鼓时,高压电位与螺丝
顶端的零电位形成高低压电位差放电,产生火花引爆了离心机内混合性
爆炸气体。具体分析如下:
(1)物料在反应釜中经长达20多小时机械搅拌,积聚了静电,由
于该釜是搪瓷反应釜,所积聚的静电不能通过反应釜接地线入地,物料
中含有高位静电。
(2)反应釜与离心机进料口采用塑料管道连接,由于塑料管为绝
缘体,当反应釜内的物料快速流经连接管时,原料液中积聚的静电不但
不能得到有效地释放,反而因为快速流动得到增强。
(3)该离心机脱液和甩干物料为甲类易燃液体甲苯溶剂、W-100-1。
甲苯的闪点为4℃,(易燃液体的燃点高于闪点1-5℃),易挥发,具有
快速成流动时易产生和积聚静电的特性。从反应釜中放出的物料的温度
是10℃左右,具备了闪燃和可燃条件。
(4)离心机中的空气和甲苯蒸气迅速形成爆炸性混合气体。甲苯
的爆炸极限为1.2%~7%(V)。
(5)离心机中过滤袋材质为丙纶纤维,是非导电体,不能将物料
中的静电传导到离心机金属转毂而后及时入地。加之,过滤布袋未能遮
盖住转毂罩壳顶部的螺栓,带有高压静电的物料与紧固螺栓顶端的零电
位形成高低压电位差,在此具备了放电条件,发生放电现象并产生电火
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花,引爆了离心机内爆炸性混合气体。
由上述两起事故的分析可以看出,由静电引起的事故有三个因素:
一是有大量电荷的积聚,这常在管道输送过程中产生;二是有零电位点,
这些地方易被忽视;三是周围有可燃性气体,很多化工原料的蒸气可与
空气混合形成可燃性混合气。在生产中如果注意防止这三个因素同时具
备,就可以防止事故的发生。静电的产生及防范措施(2)
1.静电的产生
当物料在管道中流动时,摩擦的机械能转化为静电能,物料与管道
摩擦界面会形成电偶电层。随着液体的流动,会使液体成为带电液流。
若物料的导电率小,绝缘性能好,则能良好地保持电能,静电在短时间
内不能消除。如果管道足够长,则液流电流将趋近于一个稳定值,从防
止物料静电的观点出发,流动所产生的静电量,往往大于最大电流发生
量IM。
2.静电基本防护措施
(1)减少静电核产生:对接触起电的有关物料,应尽量选用在带
电序列中位置较临近的,或对产生正负电荷的物料加以适当组合,使最
终达到起电最小。在生产工艺设计上,对有关物料应尽量做到接触面积、
压力较小,接触次数较少,运动和分离速度较慢。
(2)使静电荷尽快对地泄漏:在存在静电引爆危险的场所,所有
静电导体必须接地,金属体应与大地作通导性连接,金属以外的静电导
体及亚导体则应作间接。静电导体与大地的总泄漏电阻值在通常情况下
均不应大于106Ω,每组专设的静电接地体的接地电阻值一般不应大于
100Ω。局部环境的相对湿度宜增加至50%以上。生产工艺设备应采用静
电导体或静电亚导体,避免采用静电非导体。对于带高电位的物料,宜
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在接近排放口前的适当位置装设静电缓和器。在某些物料中,可添加少
量适宜的防静电添加剂,以降低其电阻率。在生产现场使用静电导体制
作的操作用具应予接地。
(3)为消除静电非导体的静电,易采用高压电源式、感应式或放
射源式等不同类型的静电消除器。
(4)将带电体进行局部或全部静电屏蔽,同时屏蔽应可靠接地。
(5)在设计和制作工艺装置或设备时,应尽量避免存在静电放电
的条件,如在容器内避免出现细长的导电性突出物和避免物料高速剥离
等。
(6)控制气体中可燃物的浓度,保持在爆炸下限以下。
3.液体物料静电防护措施
(1)控制烃类液体灌装时的流速:灌装铁路罐车时,液体在鹤管
内的允许流速VD≤0.8;灌装汽车罐车时,液体在鹤管内的允许流速
VD≤0.5,V——烃类液体流速,m/s,D——鹤管内经,m。
(2)在输送和罐装过程中,应防止液体的飞散喷溅,从底部或上
部入灌的注油管末端应设计成不易使液体飞散的倒T形等形状或另加导
流板;或在上部灌装时,使液体沿侧壁缓慢下流。
(3)烃类液体中应避免混入其他不相溶的第二项杂质如水等。并
应尽量减少和排除槽底与管道中的积水。当管道内明显存在第二物项
时,其流速应限制在1m/s内。
(4)在贮存罐、罐车等大型容器内,可燃性液体的表面,不允许
存在不接地的导电性漂浮物。
(5)当液体带电很高时,例如在精细过滤器的出口,可先通过缓
和器后再输出进行灌装。带电液体在缓和器内停留的时间,一般可按缓
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和时间3倍来计算。
(6)当设备在灌装、循环或搅拌等工作过程中,禁止进行取样、
检尺或测温等现场操作。在设备停止工作后,需静置一段时间才允许进
行操作。所需静置时间见下表:
溶液体积m3
液体导电率S/m
10
10~50
50~5000
5000
10-8
10-12~10-8
10-14~10-12
10-14
1
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4
10
1
3
5
15
1
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60
120
2
30
120
240
注:若容器内设有专用量槽,则按溶液体积103取值。
对油槽车的静置时间为2min以上。对金属材质制作的取样器、测
温器及检尺等在操作中应接地。有条件时应采用自身具有防静电功能的
工具。
(7)当用软管输送易燃液体时,应使用导电软管或内附金属丝、
网的橡胶管,且在接地时注意静电的导通性。
(8)在使用小型便携式容器灌装易燃绝缘性液体时,宜用金属或
导静电容器,避免采用静电非导体容器。对金属容器及金属漏斗应跨接
并接地。温力崔克清
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