??? 靜電在我們的日常生活中可以說是無處不在,人走過化纖地毯產(chǎn)生的靜電大約是35000伏,翻閱塑料說明書產(chǎn)生的靜電大約7000伏,最高時產(chǎn)生的靜電甚至達幾萬伏。在生活中,靜電能使人體受到傷害;在化工行業(yè)中,靜電能引發(fā)火災(zāi)爆炸事故,造成損失。靜電引發(fā)的儲罐火災(zāi)占全部火災(zāi)爆炸的10%以上。在日常安全檢查中,我們發(fā)現(xiàn)許多企業(yè)不重視危險化學(xué)品儲罐區(qū)靜電的防治,一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸事故,后果慘重。本文通過對靜電產(chǎn)生的原因進行分析,提出預(yù)防措施,用以指導(dǎo)企業(yè)加強儲罐區(qū)的安全管理,防止火災(zāi)爆炸事故發(fā)生。
??? 一、儲罐區(qū)靜電產(chǎn)生的原因
??? 危險化學(xué)品儲罐區(qū)生產(chǎn)作業(yè)的過程,通常包括易燃、可燃液體的裝卸、輸送、調(diào)合、采樣、檢尺、測溫及設(shè)備清洗等各種環(huán)節(jié)。易燃、可燃液體貯罐(槽)車、汽車罐(槽)車,鶴管以及設(shè)備、管線等設(shè)施都需要重點加強靜電防護。
??? 1、危險化學(xué)品的電阻率影響靜電產(chǎn)生
??? 據(jù)有關(guān)資料介紹,液體的電阻率在1010~1015?·m時,能產(chǎn)生危險的靜電,而在 1013?·m是產(chǎn)生的靜電最大。高于1015?·m以及低于1010?·m時,靜電的產(chǎn)生和積聚小到可以忽視的程度。特別是電阻率在106?·m以下時,對靜電來說就等于是導(dǎo)體的作用了,這時可以不考慮靜電問題。
??? 原油、重油的電阻率是109~1010?·m,產(chǎn)生靜電的危險性小;汽油、煤油、清油、噴氣燃料等的電阻率為1012~1013?·m,是最容易產(chǎn)生靜電的物質(zhì),需要特別注意。比較產(chǎn)生靜電的傾向,煤油>噴氣燃料>汽油。
??? 2、裝卸危險化學(xué)品方式造成靜電
??? 裝卸危險化學(xué)品方式可分為兩種:一種為底部裝卸法,另外一種為上部裝卸法。這兩種方法相比,后者產(chǎn)生靜電量更大。不但因液體分離而產(chǎn)生新的電荷,更主要的是電荷沒有充分的時間馳張,所以表層電荷密度較高,同時還因危險化學(xué)品沖擊至罐壁造成噴濺飛沫而產(chǎn)生靜電。上部灌裝所產(chǎn)生的靜電量遠遠大于下部灌裝的靜電量。所以使用下部灌裝可以有效的減少靜電的產(chǎn)生。
??? 3、不同危險化學(xué)品相混合會增加靜電的產(chǎn)生量
??? 不同的危險化學(xué)品之間混合,不但會造成化學(xué)品之間發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng),同時,由于化學(xué)品的密度和顆粒性質(zhì)各有不同,導(dǎo)致輸送或混合的時候,化學(xué)品顆粒之間發(fā)生摩擦,更易導(dǎo)致靜電的產(chǎn)生。例如某廠用管線向罐中輸送航空煤油,同時又使用另一管線向同一罐中輸送危險化學(xué)品,后者管線中有殘留的殘渣也被送入罐中。當時流速雖然僅有2m/s,但卻因引起了重大的爆炸事故,損失達50余萬元。
??? 4、罐底的沉積水會增加靜電電量
??? 如罐底有沉積水,底部裝入危險化學(xué)品方式會攪起沉積水,從而產(chǎn)生很高的靜電電位。水是靜電的良導(dǎo)體,但當少量的水摻雜在危險化學(xué)品中,因為水滴與危險化學(xué)品相對流動時要產(chǎn)生靜電,反而使危險化學(xué)品靜電量增加。
??? 5、靜電逸散時間因素
??? 危險化學(xué)品儲罐在注入危險化學(xué)品過程中,從停止注入到大液面產(chǎn)生最大靜電電位,往往需要經(jīng)過一段時間,這個時間通常稱為延遲時間。為了安全,當需要直接測量液位或危險化學(xué)品液溫時,應(yīng)該躲過罐內(nèi)靜電荷的逸散時間。罐的容量越大,靜電逸散時間越長。一般規(guī)定在3~5min以后再進行測量比較安全。5、消除靜電產(chǎn)生的附加源
??? 危險化學(xué)品含水或者不同危險化學(xué)品相混合并通過壓縮空氣時,靜電的發(fā)生量將增大。危險化學(xué)品中含水5%會使電效應(yīng)增大10~50倍。危險化學(xué)品通氣調(diào)和也是十分危險的。因此,危險化學(xué)品的灌裝和輸出要避免危險化學(xué)品與水,空氣混合以及不同危險化學(xué)品相混合。
??? 危險化學(xué)品罐或管道內(nèi)混有雜質(zhì)時,能產(chǎn)生較多的靜電,因此要注意清除雜質(zhì)。例如裝危險化學(xué)品前應(yīng)將儲罐底部積水和其他雜物清除干凈。帶電物中,嚴防不接地的金屬物出現(xiàn)。
??? 二、靜電的危害
??? 危險化學(xué)品在管線輸送中,雖然有靜電的產(chǎn)生,但由于管線中充滿危險化學(xué)品而沒有足夠的空氣,不具備爆炸著火的條件。當把帶有電荷的危險化學(xué)品裝入儲罐,則因電荷不能迅速泄掉便積聚起來,使液面具有一個較高的電位,這時若液面上部空間形成了爆炸混合氣體,就可能發(fā)生火災(zāi)爆炸。另外,靜電放電會造成計算機、自動控制裝置等電子設(shè)備的故障和誤動作。在儲罐區(qū),靜電所引起的電擊雖然不會致人死亡,但是往往會導(dǎo)致二次事故,因此也要加以防范。
??? 三、靜電危害的消除措施
??? 消除靜電的主要途徑有兩條;一是創(chuàng)造條件加速靜電泄漏或中和;二是控制工藝過程,限制靜電的產(chǎn)生。第一條途徑包括兩種方法,泄漏法和中和法。接地、增濕、加入抗靜電劑等屬于泄漏法,運用感應(yīng)靜電消除器、高壓靜電消除器、放射線靜電消除器及離子流靜電消除器等均屬于中和法。第二條途徑就是工藝控制法,包括材料選擇、工藝設(shè)計、設(shè)備結(jié)構(gòu)及操作管理等方面所采取的措施。針對儲罐區(qū)的特點,靜電的預(yù)防主要包括以下幾個方面。
??? 1、靜電接地: 接地是消除靜電災(zāi)害最簡單、最常用的方法,主要用來消除導(dǎo)體上的靜電。為了防止靜電火花造成事故,應(yīng)根據(jù)國家標準和行業(yè)規(guī)范采取正確的接地措施。
??? (1)儲罐內(nèi)的各金屬構(gòu)件,尤其是金屬浮體如果接地不良,容易形成孤立導(dǎo)體。當帶有靜電荷的危險化學(xué)品注入儲罐時,它將收集聚電荷,對地形成電位,在一定的條件下,極易發(fā)生火花放電而導(dǎo)致危害。例如在高電位情況下,靜電放電可以引起火花,長度可達20~30cm,5OOV靜電產(chǎn)生的火花可使苯蒸氣著火。某化工廠在使用管道輸送甲醇時,由于未采用金屬浮頂油罐,使液體表面產(chǎn)生并聚集大量靜電,造成高壓放電引發(fā)火災(zāi)。
??? (2)金屬取樣器及檢尺工具必須可靠接地,也是為了防止形成孤立導(dǎo)體。操作平臺上設(shè)置的接地端子應(yīng)避開氣體排放口。使用導(dǎo)電性繩索的取樣器的接地方式見圖 3所示。在取樣器端也可使用焊接。接地線的安裝是在作業(yè)開始前進行,作業(yè)結(jié)束后方可拆除。作業(yè)過程中最好使用具有防靜電性能的材料制成的工具。
??? ? (3)大于50m3,直徑2.5m以上的立式罐,應(yīng)在罐體對應(yīng)兩點處接地,接地點沿外圍的距離應(yīng)不大于30m,接地點不要裝在進液口附近。
??? (4)為防止靜電感應(yīng)而帶靜電,浮頂儲罐的浮頂應(yīng)與儲罐本體(外壁)之間進行跨接。一般是采用25mm2的銅芯軟絞線,沿斜梯敷設(shè)至罐壁。防風(fēng)雨密封的儲罐壁一側(cè)的端頭應(yīng)使用導(dǎo)電性橡膠材料制造。浮頂?shù)囊粋?cè)尚應(yīng)用10mm2的銅絞線每隔3m跨接一次。
??? (5)危險化學(xué)品其電阻率一般在1011?·m以上屬靜電非導(dǎo)體。帶電體上電荷的消散需要一個相當長的時間(稱為逸散時間),因此當罐壁使用防腐涂料時,只要涂料的電阻率小于被儲介質(zhì)的電阻率就不會妨礙電荷的逸散。