化工安全火灾爆炸事故的技术预防措施.ppt

化工安全,4 火灾爆炸事故的技术预防措施(三),化工安全第4章 课程课件,2,4.5 静电的危害及防范措施,内 容4.5.1 静电的产生与静电电荷的积累4.5.2 静电的危害及引发燃烧爆炸事故的条件4.5.3 人体静电4.5.4 粉状物料输送过程中产生的静电4.5.5 液体在管道内流动产生的静电4.5.6 预防和控制静电危害的技术措施,4.5 静电的危害及防范措施,3,有关防范静电危害的标准,防止静电事故通则GB 12158-2006液体石油产品静电安全规程GB 13348-92石油化工静电接地设计规范SH 3097-2000静电作业规范NFPA 77（2000版）静电安全指南（日本1988）NFPA（National Fire Protection Association）美国防火协会标准,4,详细了解静电的参考书,刘尚合等静电理论与防护 北京：兵器工业出版社，1999刘尚合等静电放电及危害防护 北京：北京邮电大学出版社，2004,4.5 静电的危害及防范措施,5,4.5.1 静电的产生与静电电荷的积累,静电是指绝缘物质（或孤立导体）上携带的相对静止的电荷。静电电荷是由不同物体接触-分离时产生的。静电电荷只能聚积于物体的表面上，不能象在导体里的电流那样容易流动，因而称之为静电。,4.5 静电的危害及防范措施,6,（1）静电的产生机理,电子挣脱原子核的束缚所需要的最小能量称为电子逸出功（又称为功函数）。它反映了原子核对电子的束缚力或者吸引力的大小，不同原子或者说是不同物质的电子逸出功是不相同的。,4.5 静电的危害及防范措施,7,当两种物体在一起互相摩擦，两者作相距小于2510-8cm的紧密接触时，电子受到相反两个方向的作用力，作用力之差净作用力就是电子逸出功之差。2510-8cm=2.5nm，是材料间可以发生电荷转移或电荷交换的距离最大距离。,8,由于两物体各自带有电荷相反的静电荷，就形成了双电层。,电子逸出功不同的物质接触形成双电层,电子逸出功大的物质带负电荷,那一种物质的电子逸出功大？,4.5 静电的危害及防范措施,平衡状态,9,双电层还不是静电；当两物质作相对运动，如固体间相互摩擦、液体在管道中流动、粉状物料在布袋中滑动，部分电子来不及复位就随物质离开了，就各自带上了净电荷静电。,4.5 静电的危害及防范措施,10,静电的产生过程,4.5 静电的危害及防范措施,跑的速度慢，没有赶上汽车！,静电电荷的量与相接触的两物质的电子逸出功之差有关，差别越大即性质相差越大，静电电荷越多；同时还与移动速度大小有关，速度越大，静电电荷越多。,11,4.5 静电的危害及防范措施,12,静电带电序列北川序列,（十）玻璃一头发一尼龙一羊毛一人造纤维一绸布一醋酸人造丝一奥纶一纸浆和滤纸一黑橡胶一维尼纶一可耐尼龙一赛璐路一玻璃纸一聚苯乙烯一聚四氟乙烯（一）绸布与玻璃棒摩擦带正（十）电荷，而与聚四氟乙烯摩擦带负（一）电荷,4.5 静电的危害及防范措施,13,（2）静电的积累与泄漏,产生的静电电荷也能通过导体泄漏掉，泄漏的快慢与物质的电阻率大小有关，只有当物体是绝缘材料、或物体表面是绝缘材料或由被绝缘材料隔离的导电材料构成时，才能在其表面上积累（积聚）电荷。否则，产生的静电会很快泄漏掉而不能积聚起来。,4.5 静电的危害及防范措施,14,这里所说的绝缘材料，是指电阻率大于10l0cm的材料。电阻率在10l01015 cm之间者容易产生静电，是防静电工作的重点对象；当电阻率大于1015 cm时，物体就不易产生静电，但一旦带有静电，就难以消除。物体电阻率106108cm的材料为导静电材料，即使上面带上电荷，也可瞬间消失。,4.5 静电的危害及防范措施,物体的电阻率小于1104m时属于静电导体；电阻率大于11011m时属于静电非导体；介于二者之间时属于静电亚导体；人体电阻在103数量级及以下，属于静电导体。,15,4.5 静电的危害及防范措施,表面电阻率定义为单位宽度、单位长度材料的表面电阻值，即正方形材料两对边间的表面电阻，单位为欧姆（）。体电阻率定义为单位截面积、单位长度立方体材料两个相对面间的电阻，单位为m或cm。,4.5 静电的危害及防范措施,17,几种液体的电阻率,4.5 静电的危害及防范措施,18,介电常数也反映电荷泄漏与积累的快慢，当流体的相对介电常数超过20，不论是管道连续输送还是贮运，当有接地装置时都不会产生静电积聚。带电体上静电电量泄漏到原来一半所需要的时间叫静电消散半衰期tl/2。静电消散的半衰期越长，静电愈不容易泄漏，危俭性愈大。半衰期与液体的介电常数及电阻率成正比，液体的半衰期可用下式计算：t1/26.510-14 对于固体带电物质，半衰期可用下式求得：t 1/20.69RC,4.5 静电的危害及防范措施,19,半衰期反映静电消散的快慢，它是判断静电积聚的重要参数。在有些国家根据他们的经验，规定静电半衰期tl/20.012s的，可以认为其静电的积聚是安全的。在此条件下即使产生静电，也不致积聚起来。,4.5 静电的危害及防范措施,20,某些液体的、v与t 1/2的关系,4.5 静电的危害及防范措施,21,（3）影响静电产生的因素及静电的特点,影响静电产生的因素凡是加快液体线性流速、增加湍流程度、混入互不相溶的液体的因素，如流速、管径、管材种类、管内壁粗糙度、弯头多少、滤网密度与材质、油中有水等都影响产生静电电荷的速度。,4.5 静电的危害及防范措施,22,影响静电泄漏的因素,影响静电泄漏的因素就影响静电积累，如管道材料或相关物质的电阻率、法兰间是否电气连接、有无静电接地、接地电阻大小、空气湿度、带电物质对水的亲和度等。,4.5 静电的危害及防范措施,23,静电与工业用电的区别,如此高电位的带电体若与零电位或低电位物体接触形成不大的间隙时，极易产生静电放电火花。,4.5 静电的危害及防范措施,24,部分工序或场所的静电电位数值,电影胶片制造 15kV及以上 橡胶制造及人造革制造 1015kV 细小颗粒的研磨，有粉尘的工序 1015kV 喷漆 l0kV 赛璐珞的摩擦 40kV 橡胶输送带的运转（4m/s）45kV 含沥青的汽油通过丝织品滤网时 335kV,4.5 静电的危害及防范措施,25,4.5.2 静电的危害及引发燃烧爆炸事故的条件,（1）静电的危害（2）静电引发燃烧爆炸事故的条件,4.5 静电的危害及防范措施,26,4.5 静电的危害及防范措施,27,（1）静电的危害引发燃烧和爆炸,火花放电是发生在液态或固态导体之间的放电。其特征是有明亮的放电通道，通道内有密度很高的电流，使其中的气体完全电离。放电很快且有很响的爆裂声。两导体之间的电场强度超过击穿强度时，就会发生火花放电。因为发生放电的是导体，所有电荷几乎全部进入火花，即火花几乎消耗掉所有的静电能量。,4.5 静电的危害及防范措施,28,4.5 静电的危害及防范措施,29,4.5 静电的危害及防范措施,30,当导体上有曲率半径很小的尖端时，即发生电晕放电。电晕放电不一定指向某一特定方向。电晕放电时，尖端附近的场强很强，尖端附近气体发生电离，电荷可离开导体；而远离尖端处场强急剧减弱，电离不完全，只能形成微小电流。电晕放电的特征是伴有嘶嘶的响声，有时有微弱的辉光。,4.5 静电的危害及防范措施,31,刷形放电发生在非导体和导体之间，是自非导体上的许多点发出短小火花的放电。火花是由非导体表面能够流入其中的电荷引起的。其放电总体经常有刷子似的形状。刷形放电的局部能量可能具有引燃能力。,4.5 静电的危害及防范措施,32,4.5 静电的危害及防范措施,33,4.5 静电的危害及防范措施,34,4.5 静电的危害及防范措施,35,4.5 静电的危害及防范措施,场致发射放电是从物体表面发射出电子的放电。其放电能量很小，因此，只有涉及敏感度很高的易爆物品时，才具有危险。,36,4.5 静电的危害及防范措施,37,当悬浮在空气中的带电粒子形成大范围、高电荷密度的电荷云时，会发生闪雷状的所谓雷形放电。受压液体、液化气高速喷出时，可能发生雷形放电。雷形放电能量很大，引燃危险也很大。,静电火花引燃，造成火灾甚至爆炸，是其最大的危害。,4.5 静电的危害及防范措施,38,容易产生静电的工序和工作状态,4.5 静电的危害及防范措施,39,静电放电释放的能量多少与许多因素有关，导体火花放电一般能释放全部能量，静电放电能量可用下式计算：式中，E 静电放电能量，J；Q 电量，C；U 静电压，V；C 电容，F。,4.5 静电的危害及防范措施,40,例如：当向槽车中装苯时产生静电，测得静电压为1000V，电容为1.010-9F，如发生静电放电，问放电能量能否引起苯的燃烧或爆炸？首先计算放电的能量 E=0.5 CU2=0.51.010-910002=510-4J=0.5 mJ 已知苯的最小点火能（最小引燃能量）为0.2mJ，上述数值大大超过了苯的最小点火能，所以完全可以使之爆炸。,4.5 静电的危害及防范措施,41,什么是最小点火能Emin？,点燃某可燃物质的最小能量为该物质的最小点火能，其反映了物质被点燃的难易程度，Emin越小越易被点燃。物质不同，最小点火能也不相同。实际的最小点火能还与物质浓度、氧气浓度有关。,4.5 静电的危害及防范措施,42,部分气体的最小点火能/10-3J,4.5 静电的危害及防范措施,43,（2）静电引发燃烧爆炸事故的条件,a.要具备产生静电的条件；b.要具备产生火花放电的电位；c.有能产生火花放电的条件；d.放电火花有足够能量；e.现场环境有易燃易爆混合物。此5个条件缺一不可，因此要达到预防目的，只要消除其中一条即可防止火灾爆炸事故。,4.5 静电的危害及防范措施,44,预防静电事故的措施：减少产生量、泄放、消除,4.5 静电的危害及防范措施,45,判断安全电位,生产过程中积累静电的物体是导体时 静电安全判据可为Emax0.4Emin，由此可知静电可能引起燃烧爆炸的最低界限，以电位表示为：,4.5 静电的危害及防范措施,46,D为距离，人手靠近导体，放电容易发生，,4.5 静电的危害及防范措施,47,生产过程中积累静电的物体是绝缘体时如果绝缘材料发生放电，其积累的静电电能一般不能一次全部放出，可按下述大致标准进行判断是否有引发燃烧爆炸的危险。a 对于最小静电点火能为数十毫焦耳的危险物质，带电体电位达1kV以上，或带电电荷密度达110-7k/m2以上就有燃爆危险；b 对于最小静电点火能为数百毫焦耳的危险物质，带电体电位达5kV以上，或带电电荷密度达110-6k/m2 时以上就有燃爆危险；c 对带电体用接地的直径约为3mm以上的金属球靠近时，在带电体与金属球之间产生有光和声的放电效果时，就有引起燃爆的危险；d 当操作人员（人体）接近带电体时，人体有静电电击的感觉，就有引起燃爆的危险；e 若带电体表面电荷密度达到110-4k/m2，产生表面放电，放出数百毫焦耳的放电能量，就有引起燃爆的危险。,4.5 静电的危害及防范措施,48,4.5.3 人体静电,（1）人体静电的产生与危害人体产生静电的机理与工艺过程中完全相同，也是由于摩擦所致。人穿的衣服之间在长时间充分接触和摩擦中带了静电，在脱衣时，两件带有异性电荷的衣服在彼此脱离接触时就会发生静电放电。不仅衣服摩擦可以产生静电，而且穿着胶底鞋在绝缘地板上来回走动后人体也会带上静电，人坐在人造革等绝缘材料为表面的椅子上活动后起立时人体也会带上静电，即使用干抹布抹绝缘桌面后，也能使人体带上静电。据报道，人穿塑料鞋在橡胶板上来回走动可使人体带电23kV。,4.5 静电的危害及防范措施,49,表3-5-5 工作环境的人体带电,4.5 静电的危害及防范措施,50,表3-5-6 静电电击人体的反应,4.5 静电的危害及防范措施,51,人体静电对生产的危害同样是引发火灾，而人的位置不固定，经常出现在高度危险的场所，因此防范人体静电的危害在安全管理工作中十分重要。西安某厂用浸了汽油的锯末擦精密车间的地板，汽油蒸气充满了这个40m2的房间。由于工作人员穿着涤纶衣服和泡沫塑料凉鞋活动，使衣服和拖鞋上都带上较高静电，这时恰好有人踢到地面上一小段露头的旧穿线铁管，于是立即发生放电，放电火花引起汽油蒸气与空气混合物的燃烧爆炸，伤亡多人，室内设备和仪器也严重烧毁。由此可见，人体静电放电有时危害是很大的。,4.5 静电的危害及防范措施,52,（2）消除人体静电的措施,消除人体静电的措施包括：穿防静电工作服、人体接地、工作地面导静电化以及加强防静电安全操作等。,4.5 静电的危害及防范措施,53,穿防止静电的工作服装 在有静电危害的场所工作人员（包括临时人员）应穿戴防静电工作服、鞋和手套，不得穿用化纤衣物。穿防静电的工作服不仅可以少产生静电，降低人体电位，同时可以避免服装上带高电位所引起的其他危害。禁止穿羊毛或化纤厚袜；穿防静电工作服或手套和帽子，不穿厚毛衣，可穿棉制品服装。防静电鞋的电阻值应小于107，并大于105。穿防静电鞋可保持人体接地，防止人体形成较高的静电电位。要特别注意：严禁在鞋内外粘贴绝缘垫，并应定期作检查。另外，在防爆厂房内，应避免穿脱衣服、靴、鞋、梳头及剧烈活动，因为这些动作可能产生静电放电而引起火灾爆炸事故。在有静电危险的场所，不得携带与工作无关的金属物品，如钥匙、硬币、手表、戒指等，也不许穿带钉子的鞋等进人现场，不准使用化纤材料制作的拖布或抹布擦洗物体或地面。,4.5 静电的危害及防范措施,54,人体接地 在人体必须接地的场所，应装设金属接地棒消电装置。工作人员随时用手接触接地棒，以清除人体所带有的静电。在坐着工作的场合，工作人员可佩带接地的腕带。防静电的场所入口处、外侧，应有裸露的金属接地物，如采用接地的金属门、门帘、扶手、支架等。在油罐、精馏塔的爬梯入口应留一小段不涂漆，供工作人员触摸接地。,4.5 静电的危害及防范措施,57,戴腕带情况下人体接地电阻检测,4.5 静电的危害及防范措施,58,工作地面导静电化 地面保持一定的导电性，才能使人体有效接地。工作地面导静电化就是使用导电工作地面，其电阻的阻值既要小到能防止人体静电的积累，又要考虑不会由于误触动力电导致人体严重伤害，故电阻值应适当。目前国内外定为一般场合为108，有火灾爆炸危险的场所为106。国内一般要求为3104R106。当空气相对湿度在30%以下时，每班洒水至少12次，使混凝土地面、嵌木地板湿润，使橡胶、塑料贴面及油漆地面形成水膜，增加导电性。,4.5 静电的危害及防范措施,59,表3-5-7 不同地面材料的泄漏电阻,4.5 静电的危害及防范措施,60,4.5.4 粉状物料输送过程中产生的静电,对粉状物料进行筛选、输送、搅混、气流烘干、旋风分离及袋式除尘等加工处理，过程中免不了有物料颗粒之间或物料与器壁、管壁、布袋之间的相互碰撞和摩擦，接触与分离反复进行，它们之间就会产生电子转移现象，粉体及器壁会分别带上不同符号的静电。对于完全分散的粉粒，其能保持的最大表面电荷密度为10Cm2(微库米2)。,4.5 静电的危害及防范措施,61,图3-5-2 粉体物料从斜导槽上流过时带静电的情况(a)流动摩擦起电；(b)金属容器上的感应电荷；(c)等效电路,4.5 静电的危害及防范措施,62,图3-5-2 粉体物料从斜导槽上流过时带静电的情况(a)流动摩擦起电；(b)金属容器上的感应电荷；(c)等效电路,4.5 静电的危害及防范措施,63,4.5 静电的危害及防范措施,64,2001年，石家庄某制药集团的一车间内，在离心机放料过程中发生静电火灾，分析事故原因时，发现离心机与双锥之间垂直高度为3.5m，落差大造成放料速度过快，与普通化纤接料袋的摩擦速度过快，短时间内积聚大量的电荷是造成静电火花放电的主要原因之一。也是在2001年，河北一工厂车间向预先装（投）好丙酮的反应釜内投加粉状反应物，直接从塑料编织袋中放出，粉体流动产生的静电使编织袋静电电位高达2000V，接触反应釜时放电产生的火花将丙酮蒸汽引爆。,4.5 静电的危害及防范措施,65,又如，某厂采用气流烘干可燃性粉体物料，气流温度80，烘干后用袋式除尘器捕捉细粉。因为粉料堵塞了袋滤的网眼，便停止运转来将布袋上的粉尘抖落下来，抖落后再开车运转时，突然发生了粉尘与空气混合物的燃烧与爆炸。据分析是因为过滤袋由化纤织物制成，粉状物料长时间与布袋摩擦并穿过布袋网眼与其分离，使布袋带上静电，在掸落的过程中，又使静电电压进一步升高，达到数万伏，这样，当重新开车时，布袋被空气吹胀，很可能与金属框架之间发生静电放电而引起燃爆事故,4.5 静电的危害及防范措施,66,4.5.5、液体在管道内流动产生的静电,图3-5-3 液体与管壁形成双电荷层及冲流电流（a）管内流动液体形成双电荷层；(b)管内壁突起带电情况,4.5 静电的危害及防范措施,67,4.5 静电的危害及防范措施,火花放电,68,固体管壁表面上吸附的电荷层很薄，只有几个分子大小厚度，称为固定电荷层；而液体内的电荷层较厚，有许多个分子甚至几毫米的厚度，称为扩散电荷层。液体流动使双电荷层分离，带着扩散层电荷流动，形成微弱的电流冲流电流。对于弱的紊流流动，冲流电流为：,4.5 静电的危害及防范措施,69,对于强的紊流流动，冲流电流为：式中圆周率，=3.1416；r液体的相对介电常数；0真空的介电常数，0 8.8510-12F/m;液体与管道的接触电势，与流体种类和管道材料有关；d管道内径；m液体的密度；液体的粘滞系数；液体的平均流速。,4.5 静电的危害及防范措施,70,从公式看，液体的相对介电常数越大，越有利于冲流电流的增加。介电常数特别小时，液体的电阻率也特别大，电荷的流动性很弱，不容易产生静电，但已有的静电电荷也不容易消散。冲流电流与液体流速有关，流速越大则冲流电流越大，且紊流程度越大，流速的影响越大。在紊流状态下，冲流电流也随着管道直径的增大而增大。,4.5 静电的危害及防范措施,71,液体流经一段管道后，由于冲流电流的存在，必然造成管路一端有较多的正电荷，另一端有较多的负电荷，若管壁是绝缘的，则管路两端就会产生电压，叫做冲流电压。冲流电压与液体流经管道的长度成正比，与管径的平方成反比。,4.5 静电的危害及防范措施,72,如果油中混有水，细小的水滴在液内运动或沉降时，与水滴粘附比较紧密的电荷层随水滴运动，相反极性的电荷留在油液中，结果油和水都带了电。实验证明，汽油中含水6%时，起电强度增加250倍。同理，互不相容的液体混合也会增加静电强度。,4.5 静电的危害及防范措施,水雾电荷密度随污染程度变化曲线,液滴溅泼到不能较好浸润的固体表面时，液滴要滚动，滚动过程也是紧密接触与分离的过程，同样会产生静电。,74,4.5 静电的危害及防范措施,图4-5-4 液体冲击起电示意图,75,4.5 静电的危害及防范措施,76,禁止液体采用喷射的方法注入容器中。原因：当液体从喷嘴高速喷射出来时，液态微粒与喷嘴之间进行迅速的摩擦与分离。摩擦的瞬间产生双电层，液体把其中的一层电荷带走，另一层电荷留在喷嘴上，结果使液态微粒和喷嘴分别带了不同符号的电荷。,4.5 静电的危害及防范措施,例如喷射水雾或蒸汽时，其中的小水滴离开喷嘴后就会带上静电，它们悬浮于空气中便会形成带电的雾云。用水冲刷油罐或油船都有可能由于静电引发火灾，这是因为喷射时内部空间形成浮游的带电雾云，如果空间内蒸气的浓度处在燃爆极限浓度范围内，则会由此而引起火灾爆炸事故。,77,4.5 静电的危害及防范措施,图4-5-3 液体喷射起电示意图,78,4.5 静电的危害及防范措施,模拟蒸汽喷射环境中人体带电实验,80,4.5.6、预防和控制静电危害的技术措施,一般采取三方面的措施：减少静电的产生量；加速静电的泄漏或中和；静电屏蔽。,4.5 静电的危害及防范措施,81,（1）减少静电的产生量,限制液体流速 甲、乙类液体进入储罐、反应器或槽车时，或者在管道输送时，为减少静电的产生量，初始流速应小于1m/s，只有当液面浸没入口管0.2 m后，才能提高流速，但最高流速也应小于6 m/s。甲、乙类液体（闪点28；28闪点60）,4.5 静电的危害及防范措施,82,原中石化总公司规定：铁路罐（槽）车浸没装油速度应满足下式关系：vd0.8；汽车罐（槽）车浸没装油速度应满足vd 0.5流速的单位为m/s，管径单位为m。这也说明安全流速与管径大小有关,4.5 静电的危害及防范措施,83,表3-5-8 最大流速与管径的关系,4.5 静电的危害及防范措施,按照V D0.8的最大安全流速,84,德国PTB对烃类燃油进行的实验，归结出如下流速公式 或 v2d0.64式中v平均流速，ms-1；d管道直径，m。以此公式计算，不同管径的允许最大流速见表3-5-9。,4.5 静电的危害及防范措施,85,表3-5-9 不同管径允许最大流速,4.5 静电的危害及防范措施,86,表3-5-10 其他情况的管内流速,4.5 静电的危害及防范措施,87,表3-5-12 液体电阻率与允许流速的关系,4.5 静电的危害及防范措施,88,避免采用喷射方式注入有机液体。输送高电阻率液体应自底部注人或自器壁缓缓流入器内；尽量减少过滤器，并安装在管路的起端，否则还应采取其他防静电相应措施。管道光滑顺直。在有火灾爆炸危险场所，设备管道尽可能光滑平整无棱角，管径无骤变；凹凸不平会局部加速流体流速。,4.5 静电的危害及防范措施,89,皮带传动应用导电皮带，运转速度要慢，要防止过载打滑、脱落，防止皮带与皮带罩相互摩擦；在传动装置中，采用三角皮带或直接用轴传动，以减少或避免因平面皮带摩擦面积和强度过大产生过多静电。防止不同油品相混及油中掺水夹气。实践证明，油中含水5%，会使起电效应增大1050倍。油品采用空气调合也是很不安全的。,4.5 静电的危害及防范措施,90,为了避免液体在容器内喷溅，应从底部注油或将油管延伸至容器底部或液面下。为了减轻从油槽车顶部注油时的冲击，而减少注油时产生的静电，应改变注油管出口处的几何形状，如T形、锥形、斜口形、曲线锥形等，这样做对降低油槽内油面的电位有一定的效果。为了降低罐内油面电位，过滤器不宜离管出口太近。,4.5 静电的危害及防范措施,91,（2）加速静电的泄漏或中和,静电接地连接 静电接地连接是为静电荷提供一条导入大地的通路。接地是最常用、最简单、最有效的防止静电积累的方法。储罐、储槽、管网、反应釜、分离设备（离心机、分馏塔）、通风机械、空气压缩机、装桶机、机泵、操作台等都要有可靠的接地措施，接地电阻不大于100，同时要保证与接地体的连接线无断裂、无锈蚀，尤其要注意螺丝固定的连接点。,4.5 静电的危害及防范措施,92,槽罐车等在装卸易燃易爆化工原料时的临时接地，在与槽罐车连接时要接到导电良好的位置，最好接在专用连接夹头、蝶形螺栓等处，绝对不能与绝缘体处连接。装设接地装置时应注意，接地装置与冒出液体蒸气的地点要保持一定距离，接地电阻不应大于10欧姆，敷设在地下的部分不宜涂刷防腐油漆。管道系统的末端、分叉、变径、主控阀门、过滤器，以及直线管道每隔200300 m处，均应设接地点。车间内管道系统的接地点应不少于两个，接地点、跨接点的具体位置可与管道固定托架位置一致。,4.5 静电的危害及防范措施,93,土壤有强烈腐蚀性的地区，应采用铜或镀锌的接地体。储罐、储槽等的梯子进门处，应接地并留出1m左右的裸露金属，作为操作人员手握连接体，用于人体静电的释放处。接地只能消除带电导体表面的自由电荷，对于非导体静电荷的消除是无效的。,4.5 静电的危害及防范措施,94,95,静电接地报警装置主要适用于油库付油台、加油站、铁路油槽车、码头、油船、液化气装卸站、油产品的桶装站及化工厂、仓库等需要静电保护，防爆等级不高于“iaCT6”的场所。,96,97,墙壁安装示意图立柱安装示意图,静电接地报警装置作业连接示意图,98,99,100,101,凡加工、贮存、运输能产生静电物料的金属设备和管道，如各种贮罐、反应器、混合器、物料输送设备、过滤器、吸附器、粉碎机械等金属体，应连成一个连续的导电整体，以保持各处静电电位相等。特别要注意的是用法兰连接的管道，如果垫圈是绝缘的，要保证两侧电路相通，如果螺栓少于五个，应该用导线进行跨接，确保连接电阻小。使用铜质垫圈时，连接效果最好。一般法兰间接触电阻大于10时，应跨线连接。,4.5 静电的危害及防范措施,102,103,104,105,106,107,108,109,110,增加空气湿度。空气中水蒸气的浓度提高可在物体表面形成一层导电的液膜，降低静电非导体的绝缘性，提高静电经物体表面泄放的能力，即降低物体的泄漏电阻，有利于把所产生的静电导入大地。通风调湿、地面洒水、喷放水蒸气等是车间增加空气湿度常用的方法。在有爆炸性气体出现的场所，空气湿度增加也可以提高爆炸性混合物的最小引燃能量，有利于防爆。醋酸纤维素、硝酸纤维素、纸张和橡胶等极性强的固体物质易被水润湿形成水膜，增湿泄放静电的效果好。纯涤纶、聚四氟乙烯、聚氯乙烯等被水润湿性差的效果不太明显。实践证明，如果工艺条件允许，空气相对湿度保持在70为宜。,4.5 静电的危害及防范措施,111,油罐车、液化石油气槽车、天然气槽车及其它易燃液体移动式容器的停留、停泊处，不仅仅要设置静电接地装置及时接地，而且在关闭电路、发动机之后与打开罐盖之前，要经一定时间静止后再注液或放液，让静电电荷被充分泄放。所用的导液软管必须具有符合要求的导电性。对于输送氢、乙炔、丙烷、城市煤气和氯等气体物料，不宜使用胶皮管，应采用接地金属管。,4.5 静电的危害及防范措施,112,输送液体物料时，在管道末端加缓冲器，以利用流速减慢时静电消散。对电阻率在1012 m以上的液体物料，可用下式计算所采用的缓冲器的长度和直径，并能得到可实际应用的结构尺寸式中 DH缓冲段管道直径，m；LH缓冲段管道长度，m;DR输送管道直径，m；U液体流速，m/s；r液体相对介电常数；液体的电阻率。,4.5 静电的危害及防范措施,113,电阻率高的液体在接地的金属储罐或容器中产生的静电也不能马上消散掉，液体内部的电荷要经过一定时间后才能移动到器壁，之后才能导入大地，显然这个过程需要时间。图3-5-4所示为往油罐注油过程静电电压的变化情况，当油量达到油罐容积90%时，停止注油，经过23.6s油面静电位才达到最大值，又持续了54.4 s电荷才衰减掉。图3-5-4 泵送停止后罐内电位变化情况,4.5 静电的危害及防范措施,114,我国石油化工系统规定的静置时间,4.5 静电的危害及防范措施,本表有错误，请修改为下页表,我国石油化工系统规定的静置时间（储罐中液体需最少静置时间）,每米西门子(S/m),116,在不导电或低导电性能的物质中，掺入导电性能较好的填料和防静电剂，或在物质表层涂抹防静电剂等方法增加其导电性，降低其电阻，从而消除生产过程中产生静电的火灾危险性。抗静电添加剂可使非导体材料增加吸湿性或离子性，使其电阻率降低至104106m以下。有些添加剂本身就具有良好的导电性，能将非导体上的静电荷导出。抗静电添加剂种类繁多，如无机盐表面活性剂、无机半导体、有机半导体、高聚物、电解质高分子成膜物等等。抗静电添加剂应根据使用对象、目的、物料工艺状况以及成本、毒性、腐蚀性和使用场合的有救性等具体情况进行选择。,4.5 静电的危害及防范措施,117,在易燃易爆危险性较高的场所工作的人员，应先触摸接地金属器件，导除人体所带静电后方可进入。同时还要穿防静电工作服和导电性能适中的胶底鞋。,4.5 静电的危害及防范措施,118,防静电工作服是指为防止服装上的静电积累，用防静电织物为面料而缝制的工作服。防静电织物是在纺织时，大致等间隔地或均匀地混入导电纤维或防静电合成纤维或两者混合交织而成的织物。导电纤维是指全部或部分使用金属或有机物的导电材料或亚导电材料制成的纤维的总称，其体积电阻率v介于104109cm之间。接照导电成分在纤维中的分布情况又可将导电纤维分为导电成分均一型、导电成分覆盖型和导电成分复合型3类。目前，绝大多数防静电织物是采用导电纤维制作的，其中尤以导电成分复合型，即复合纤维使用最多。,4.5 静电的危害及防范措施,119,一般认为穿纯棉工作服可防止服装静电积累，因而就安全，实际这种观点具有片面性。只有当空气相对湿度高于50时才基本如此；而当相对湿度比较低时，纯棉制品的带电量明显增大。试验表明，在相对湿度低于30时，纯棉织物的带电量与涤纶相当；而当相对湿度低于20时，棉织物的带电量甚至会高于某些化纤织物。所以在气候干燥地区，不能指望在任何情况下都能用纯棉制品消除服装静电危害。,4.5 静电的危害及防范措施,120,静电的中和,静电中和法是采用静电消除器产生相反的静电电荷，中和过程所产生的静电。静电消除器有自感应式、外接电源式、放射线式和离子流式四种。,4.5 静电的危害及防范措施,图4-5-6 消电器结构示意图1一聚乙烯；2一钢管；3一消电电极镶针螺柱（每排三只）,图4-5-7 离子流式静电消除器消电图,123,4.6 预防雷击的安全技术,4.6.1 名词术语4.6.2 雷电的产生、分类及其危害4.6.3 防雷的基本措施4.6.4 化工工艺装置和储罐区防雷的措施,4.6 预防雷击的安全技术,124,125,126,127,128,4.6.1 名词解释,接闪器直接截受雷击的避雷针、避雷带（线）、避雷网，以及用作接闪的金属屋面和金属构件等。引下线连接接闪器与接地装置的金属导体。接地体埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。接地线从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导线。,4.6 预防雷击的安全技术,129,130,131,132,133,134,135,136,137,接地装置接地体和接地线的总和。防雷装置接闪器、引下线、接地装置、过电压保护器及其它连接导体的总和。直击雷雷电直接击到建筑物上，产生电效应、热效应和机械力者。雷电感应雷电放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花。,4.6 预防雷击的安全技术,138,静电感应由于雷云先导的作用，使附近导体上感应出与先导通道符号相反得电荷，雷云主放电时，先导通道中的电荷迅速中荷，在导体上感应电荷得到释放，如不就近泄入大地中就会产生很高的电位。电磁感应由于雷电流迅速变化在其周围产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势。,4.6 预防雷击的安全技术,139,雷电波侵入由于雷电波对架空线路或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些管线侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。过电压保护用来限制存在于某两物体之间的冲击过电压的一种设备，如放电间隙、避雷器或半导体器具。,4.6 预防雷击的安全技术,140,4.6.2 雷电的产生、分类及其危害,（1）雷电的产生、分类直击雷 当云层与地面或地面的凸出物之间接近时，将在地面或其凸出物上感应出异性导电性电荷，当电场强度达到空气击穿的强度时，雷云与地面之间放电形成的雷击为直击雷击。,4.6 预防雷击的安全技术,141,142,感应雷击 感应雷击又称为雷电感应或感应过电压。分为静电感应和电磁感应两种。,4.6 预防雷击的安全技术,143,静电感应是由于雷云先导的作用，使附近导体上（架空线路或凸出导体）感应出与先导通道符号相反得电荷，雷云主放电时，先导通道中的电荷迅速中和，在导体上感应电荷得到释放（失去束缚），以高压冲击波的形式，沿线路或导电凸出物极快地传播，如果不就近泄入大地中就会产生很高的电位。,4.6 预防雷击的安全技术,144,电磁感应是由于雷击后雷电流迅速变化在其周围产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势。开口状的导体则在开口处引起火花放电；闭合导体回路则在环路内产生很大的冲击波。,4.6 预防雷击的安全技术,145,雷电侵入波 雷电波侵入是由于雷电波对架空线路或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些线路或管线迅速传播，如侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。球雷 球雷是雷电形成的发红光、橙光、白光或其它颜色的火球，火球直径约20cm，球雷存在时间为数秒钟到数分钟，是一团处于特殊状态下的气体。在雷雨季节，球雷可能从门、窗、烟囱等通道侵入室内。球雷横向移动可能使避雷针时期防范作用。,4.6 预防雷击的安全技术,146,避雷针放电原理 本仪器通过比较球状铜块与尖状铜块放电的现象来说明避雷针就是利用尖端放电来避免强烈火花放电的原理制成的。,148,（2）雷电的危害,电性质的破坏作用热性质的破坏作用机械性质的破坏作用,4.6 预防雷击的安全技术,149,电性质的破坏作用,雷电放电产生数十万至数百万伏的冲击电压或外部过电压，可击穿电气设备的绝缘，损坏电气设备和线路，造成大规模停电。绝缘损坏会引起短路，导致火灾或爆炸事故。二次反击的放电火花也能够引起火灾和爆炸。绝缘的损坏还为高压窜入低压、设备漏电造成了危险条件，并可能造成严重触电事故。巨大的雷流流入地下，会在雷击地点或其连接的导体导致接触电压或跨步电压的触电事故。,4.6 预防雷击的安全技术,150,热性质的破坏作用,强大雷电流通过导体时，在极短的时间内转换为大量热能，产生的高温会造成易燃物燃烧或金属熔化飞溅，而引起火灾、爆炸，高大的化工设备或储罐尤其要注意防范。,4.6 预防雷击的安全技术,151,机械性质的破坏作用,由于热效应使漏电通道中木材纤维缝隙和其他结构中缝隙里的空气剧烈膨胀，并使水分及其他物质分解为气体，因而在雷击物体内部出现强大的机械压力，使被击物体遭受严重破坏或造成爆裂。,4.6 预防雷击的安全技术,152,4.6.3 防雷的基本措施,4.6.3.1 工业建筑物和构筑物分类 4.6.3.2 直击雷击的防护措施 4.6.3.3 雷电感应的防护措施 4.6.3.4 雷电侵入波的保护措施 4.6.3.5 避雷针的保护范围,4.6 预防雷击的安全技术,153,4.6.3.1 工业建筑物和构筑物分类,4.6 预防雷击的安全技术,第一类工业建筑物和构筑物 使用或储存大量危险物质（如火药、炸药、易爆性物质），电火花能够引起强烈爆炸，造成人身伤亡和重大损失的工业建筑物和构筑物为第一类工业建筑物和构筑物。火药制造车间、乙炔站、电石库、汽油提炼车间等都归为此类。凡划为0区和10区爆炸危险场所也属于这里一类。,154,第二类工业建筑物和构筑物 虽然使用或贮存爆炸危险物质，但不易被火花引起爆炸，或者不至于造成人身伤亡和重大财产损失的工业建筑物和构筑物为第二类工业建筑物和构筑物。如油漆制造车间、氧气站、易燃品库等。凡划为1区和11区爆炸危险场所也属于这里一类。第三类工业建筑物和构筑物 除第一类和第二类以外，且需要防雷的建筑物和构筑物都属于第三类工业建筑物和构筑物。,4.6 预防雷击的安全技术,155,4.6.3.2 直击雷击的防护措施,避雷针 避雷针的防护原理是接闪器位置最高，将雷电引向自身，使其他设备免遭雷击。多用于保护工业与民用高层建筑以及发电厂、变电所的屋外配电装置、油品燃料储罐等。,4.6 预防雷击的安全技术,156,避雷线 避雷线是沿线路架设在杆塔顶端并具有良好接地的金属导线，位置高于输电线，起到接闪器的作用，它是输电线路主要的防雷保护措施。避雷带、避雷网 它们是在建筑物时沿屋角、屋脊、檐角和屋檐等易受雷击部位敷设的金属网络，主要用于保护高大的建筑物。避雷装置的接地线易单设，接地电阻一般不应高于10。,4.6 预防雷击的安全技术,157,4.6.3.3 雷电感应的防护措施,接地防止雷电感应产生的高压，可将室内外的金属设备、金属管道、结构钢筋予以接地。对于金属屋顶，可将屋顶妥善接地；对于钢筋混凝土屋顶，可将屋面钢筋焊成612m的网络，连成通路接地；对于非金属屋顶，可在屋顶上加装边长612m的金属网格予以接地。,4.6 预防雷击的安全技术,158,跨接全部接地为防止雷电感应放电平行管道相距不到0.1 m时，每2030m用金属线跨接；交叉管道相距不到0.1 m时，也用金属线跨接；管道与金属设备或金属结构之间距离小于0.1 m时，同样用金属线跨接。,4.6 预防雷击的安全技术,160,4.6.3.4 雷电侵入波的保护措施,防止雷电波的防护装置有阀型避雷针、管型避雷针和保