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静电引起的火灾爆炸分析

  
评论: 更新日期:2011年04月22日

    二、静电放电引起火灾和爆炸

    从国内外大量静电火灾和爆炸事故的分析中得出:发生静电放电引起火灾和爆炸,必须具备有可燃物、助燃物或是爆炸性混合物,这是着火的必要条件;其次是必须具有能击穿电介质的静电电压,引起放电,产生静电火花;第三是静电放电能量必须等于或大于物质的最小点火能量,成为物质的引火源。这三条是静电放电引起火灾和爆炸的最基本的条件,现分述如下:
 
    (一)可燃物或爆炸性混合物

    可燃物是指凡能与空气中的氧或其它氧化剂起剧烈反应的物质。如木材、纸张、汽油、乙炔等。凡能帮助和支持燃烧的物质称为助燃物,如空气、氧、高锰酸钾等。 

    爆炸性混合物是指空气与可燃气体或液体蒸汽相混合,遇到火源即能爆炸的混合物。爆炸性混合物有爆炸上限和爆炸下限之分,当爆炸性混合物的浓度处于爆炸上下限范围内时,遇到着火源便能引起燃烧爆炸。 

    (二)静电放电能量

    静电放电能量是静电场通过火花放电释放出来的能量。静电放电能量可用下式计算。 
                                     W=1/2Cu2 

    式中:W为静电放电火花能量,C为物体的静电电容,u为物体的带电电位。 

    当一体物体产生静电后,其放电能量必须等于或大于物质的最小点火能量时,才会引起燃烧或爆炸。物质的最小点火能量是指物质能引燃的最小火源能量。饱和烃及其衍生物的最小引燃能量大多是0.2mJ数量级的,但乙炔的最小引燃能量只有0.019mJ,二硫化碳的只有0.009mJ等。工业粉尘的最小引燃能量一般在10-100mJ之间;气体和蒸汽爆炸性混合物的最小引燃能量多在0.009-0.29mJ之间。 

    根据实验,甲烷的最小点火能量为0.28mJ,假如一个穿着胶鞋的工人,在充满甲烷气体的场所工作,其脱去化纤制的工作服时,人体带上约3kV的电位,如果人体静电电容为100×10-12F,当人体的某一部分触及接地物体等,则放电的火花能量为: 

    W=1/2Cu2=0.5*100*10-12*30002=0.45(mJ) 

    这时0.45mJ的火花放电能量就会引起甲烷气体燃烧或爆炸。 

    从静电放电引起火灾和爆炸的三个基本条件来看,是相互依存,缺一不可的。如果有可燃物或爆炸性混合物的存在,而产生静电放电的能量相当小,达不到物质的最小点火能量,燃烧也不可能发生。相反,产生静电放电的能量相当大,则可燃物或爆炸性混合物的数量很少或浓度达不到,也是不能着火的。根据这个道理,我们可以采取一些措施,防止静电火灾的发生。例如对于具有火灾、爆炸危险性厂房,可采取局部排风或全部通风的方法,以降低易燃气体、蒸气或粉尘在厂房空气中的浓度,这样,就可避免火灾事故的发生。 

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