本安型人体静电消除器在油田中的应用

1问题的提出在石油、化工、印刷、纺织、橡胶、火工品及信息电子等领域,静电释放会击穿电子器件、干扰弱电系统。这不仅可能影响生产效率和产品质量,还可能点燃易燃易爆气体或粉尘,引发火灾和爆炸事故。因此,提高静电防护技术水平一直是加强工业生产安全的一个重要议题。本文从静电产生的机理入手,阐述静电放电给油田生产带来的主要危害,分析本安型人体静电消除器在油田中的应用,供同行参考。2静电放电的危害2.1静电放电概念静电是两种介电常数不同的物质接触、分离、摩擦或电场感应、介质极化、带电微粒附着等,使得物体之间或物体内部带电粒子扩散、转移或迁移而形成物体表面电荷的集聚,从而呈现带电的现象[1]。静电电荷释放有消散和放电两种方式。一旦电荷累积处与大地之间建立良好通路,累积电荷能安全的释放到大地,称为静电消散。如果电荷持续累计到一定量且不能很快安全消散时,就会发生静电放电;或者说具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移,称为静电放电。2.2危害静电对人身健康的危害主要表现为皮肤过敏、心律失调、头痛失眠、烦躁不安等症状。静电放电更大的危害体现在引发火灾上。生产过程中产生的静电可以由几伏到几万伏,对大多数可燃性气体、蒸气、粉体等与空气的爆炸性混合物来说,它们的点火能量在0.3mJ以下,当静电电压在3kV以上时,就能被点燃。汽油、乙醚等的蒸汽与空气的混合物,甚至在0.3kV时就能引起燃烧或爆炸。其中,液体静电的产生及引爆过程一般通过以下流程:液体的流动通过管道、过滤器、喷嘴、搅拌设备等产生静电系统内产生静电积聚物体表面形成电动势放电产生火花、电晕引燃可燃性气体或蒸气发生爆炸。由静电引发的重特大火灾案例如表1所示。3不同静电电位放电特征静电积聚到一定程度就要放电,表2给出了不同静电电位放电特征。4本安型静电消除器4.1基本概念本质安全型简称本安型,是最安全的防爆型式,其内部短路或外部短路均不会引发周围环境中的易燃易爆气体爆炸[2]。本安型人体静电消除器采用注塑一体的硅胶触摸接触体(触摸球)、高敏导电网组、加强导电散流管组成无源式电路,无任何外接电源和触点,不会产生火花,完全利用人体上的静电驱使放电电路工作,以达到消除静电的目的。表1静电引发的重特大火灾案例时间地点火灾原因火灾损失1987年3月哈尔滨某亚麻厂车间粉尘的排出通道不畅,高浓度的粉尘被静电火花点燃引发火灾58人遇难,177人受伤,直接经济损失880多万元1998年5月吉林省某油化场的甲酚车间静电电压过高,放电引起火灾烧伤2人,直接经济损失18.5万元2001年6月山西省某染化有限责任公司汽车罐车在装氯苯时,产生冲击静电和喷溅静电,导致氯苯混合蒸气爆炸1人重伤,经济损失14万元2004年9月某石油天然气企业仓储分公司输送油品时发生摩擦静电,放电火花点燃高浓度油气,导致爆炸6人受伤,两名生命垂危,经济损失重大2005年8月四川某酒厂酒库灌装原度酒时产生静电,放电火花点燃乙醇混合蒸气导致爆炸6人遇难,1人重伤,财产损失479万元 表2不同静电电位放电特征电压等级/kV现象<3静电放电过程发生,但人体难以察觉>3人体能够感觉到轻微麻木<6产生“劈啪”的放电声>8有“劈啪”放电声,同时产生快速的电弧火花4.2优点本安型人体静电消除器由表层经过特殊处理的304不锈钢管和特制的半导体触摸球(内置防静电元器件)、安装底座、接地导线、接地电碳棒等组成。它具有如下优点。(1)性价比高和寿命长:人体静电消除器采用了放电更加安全的加强导电散流管和工作性能更加稳定的硅胶材质触摸球。(2)“触摸消除静电”不锈钢警示牌,美观大方、坚