??? 4利用靜電放電能量公式確定靜電放電安全電位差值

??? 化工容器內(nèi)部的危險介質(zhì)，因其物性不同，將會有各自的最小點燃能量值，利用最小點燃能量值，可以導(dǎo)出不同介質(zhì)的最小靜電放電安全電位差值。這是值得設(shè)計人員廣泛推薦的計算方法。

??? 容器內(nèi)部的靜電放電過程，是由于帶電體表面周圍的場強(qiáng)，超過其擊穿場強(qiáng)時，就產(chǎn)生介質(zhì)電離，使帶電體上的靜電電荷全部或部分消失的現(xiàn)象稱為靜電放電。引起容器內(nèi)部靜電放電的導(dǎo)體，可以是導(dǎo)體、亞導(dǎo)體及非導(dǎo)體，它們之間的具體靜電放電種類，可分為電暈放電、刷形放電、火花放電和傳播型刷形放電。無論哪一種類形的靜電放電，都遵循靜電放電能量公式的規(guī)律。其式：

??? W=1/2CV²

??? 式中：W——靜電放電能量，J；

??? C——導(dǎo)體間的等效電容，F(xiàn)；

??? V——導(dǎo)體間的電位差，V。

??? 式中的物理意義表明，靜電放電能量與容器內(nèi)部的等效電容和電位差平方成正比；只要其值不大于可燃物的最小點燃能量值時，就不會引危險介質(zhì)，達(dá)到控制靜電放電的目的。

??? 一般容器內(nèi)部的電容計算，按直立圓柱等效電容計算公式求取。其式：

??? C＝H/2

??? 式中：C——直立窗口內(nèi)部的等效電容，pF；

??? H——直立容器簡體的高度，mm。

??? 利用這一公式進(jìn)行運(yùn)算處理時，可使工程計算更加簡捷，符合設(shè)備的實際情況，適用于立式化工容器內(nèi)的安全靜電評價，為抵制靜電事故發(fā)生，提供可靠的理論依據(jù)，使安全控制手段，達(dá)到科學(xué)量化的設(shè)計水準(zhǔn)，具有一定的指導(dǎo)意義。

??? 5設(shè)計計算實例

??? 本計算實例，以抗氧劑裝置中的直立容器對象，在設(shè)計過程中，針對危險介質(zhì)的靜電問題，設(shè)介質(zhì)最小點燃能W’等于靜電放量能量W，運(yùn)用靜電放電能量公式，作進(jìn)一步的物理方法推導(dǎo)，來確定靜電放電安全電位差值的導(dǎo)出公式。其計算公式為：

??? 式中：V——靜電放電安全電位差，kV；

??? W’——介質(zhì)最小點燃能量，mJ；

??? C——直立容器的等效電容，pF。

??? 在計算過程中，對容器內(nèi)部的電容值、靜電放電安全電位差值和介質(zhì)最小點燃能量值，均采用工程中常用的量綱，為協(xié)調(diào)計算量綱，應(yīng)乘以下一個103的調(diào)合量級。具體的設(shè)計計算實例，由表1所示。計算出安全靜電電位差后，要采取措施控制容器內(nèi)的靜電電位差，使其小于安全電位差值。

表1

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??? 6建議

??? 對HGJ43-91《壓力容器中的化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸性危險程度分類》及SH/T3501-2002《石油化工有毒、可燃介質(zhì)管道工程施工及驗收規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，在改版修訂時，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)附錄中增加介質(zhì)最小點燃能量值及介質(zhì)擊穿場強(qiáng)值，便 于利用靜電放電能量公式的計算，準(zhǔn)確界定靜電放電的安全電位差值，積極預(yù)防靜電事故發(fā)生，提供可靠的科學(xué)依據(jù)，是至關(guān)重要的。望標(biāo)準(zhǔn)職能部門及編輯組織者給予足夠的重視，考慮設(shè)計者的精確計算需求，使工程設(shè)計達(dá)到本質(zhì)安全的目標(biāo)，期待日后的修訂工作。

??? 7結(jié)語

??? 本文的目的，是引導(dǎo)設(shè)計者注重工藝裝置及容器設(shè)備中的潛在靜電危害影響因素，從積極的主觀意識上去克服客觀存在的靜電元兇，避免靜電事故發(fā)生，有一定的可行性、可靠性，符合科學(xué)規(guī)律，能夠確保生產(chǎn)運(yùn)行平穩(wěn)安全，具有一定的引導(dǎo)作用。一般的工藝裝置及容器設(shè)備，僅對設(shè)備的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性考慮得比較全面，而對防止靜電危害性考慮得較少；從嚴(yán)格意義上講，還存在著盲目性，未知其始然，達(dá)不到本質(zhì)安全。為了突出安全意識，有必要將這一問題理論化，充分認(rèn)識到靜電事故的危險性，正確把握靜電安全界限，使安全設(shè)計與設(shè)計品位，雙兼并顧，同步呼應(yīng)，有其一定的現(xiàn)實意義。