化工装置生产中静电风险安全防控技术探讨

摘要： 本文深入探讨了化工生产中静电风险的产生原因、危害表现以及安全防控技术。通过对静电的基本特性、化工生产过程中的静电产生环节进行分析，结合化工生产实际，提出了一系列针对性的安全防控措施，包括静电接地、增湿、使用抗静电剂、人体静电防护、优化工艺设计、静电屏蔽等。同时，阐述了这些防控措施的有效性和重要性，为化工企业提高静电安全防控水平和确保化工生产装置安全稳定运行具有重要意义。

关键词：化工生产；静电风险；安全防控；技术措施

一、引言

化工生产过程中，由于涉及到众多易燃易爆物质以及复杂的生产工艺操作，静电产生的风险成为了一个不可忽视的安全隐患。静电放电可能引发火灾、爆炸等严重事故，给企业和员工的生命财产安全带来巨大威胁。因此，深入研究化工生产装置中的静电风险，并采取行之有效的安全防控技术，对于确保化工生产装置安全稳定运行具有重要意义。

二、静电的基本特性

（一）静电的产生

静电是处于相对静止的电荷。静电起电主要是由于物体之间的摩擦、接触与分离、静电感应、介质极化和带电微粒的附着等原因，使物体正负荷推动平衡或电荷分布不均，在宏观上呈现带电的过程。

静电起电方式有剥离起电、感应起电、极化起电、沉降起电、流动起电、摩擦起电、滴下起电、喷射起电、喷雾起电、碰撞起电、破裂起电、吸附起电等，在化工生产过程中，常见的静电起电环节有流体流动、物料搅拌、物体过滤、液气喷射、粉尘飞扬等。

（二）静电的积聚

静电积聚是由于某种起电因素使物体上静电起电的速率超过静电消散的速度而在其上呈现静电荷的积累过程。人体、物料、环境或设备设施等一旦有静电产生后，如果没有及时导走，就会在物体上积累。静电积累的程度与物体的导电性、环境湿度、表面粗糙度等因素有关。导电性差的物体容易积累静电，而湿度较低时，静电的消散速度会变慢，从而增加了静电积累的风险。

（三）静电的放电

静电放电是两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起的两物体间的静电荷的快速转移的过程。静电放电可以分为电晕放电、传播型刷形放电、辉光放电、火花放电、尖端放电、刷形放电、沿面放电等不同形式。其中，火花放电、传播刷形放电具有较高的能量，容易引发火灾、爆炸等危险。

电晕放电特点及引燃性：

当电极相距较远，在物体表面的尖端或突出部位电场较强处较易发生。有时有声光，气体介质在物体尖端附近局部电离，不形成放电通道。感应电晕单次脉冲放电能量小于20μJ，有源电晕单次脉冲放电能量较此大若干倍，其引燃、引爆能力甚小。

刷形放电特点及引燃性：

在带电电位较高的静电非导体与导体间较易发生。有声光，放电通道在静电非导体表面附近形成许多分叉，在单位空间内释放的能量较小，一般每次放电能量不过4mJ，引燃、引爆能力中等。

火花放电特点及引燃性：

要发生在相距较近的带电金属导体间。有声光，放电通道一般不形成分叉，电极上有明显放电集中点，释放能量比较集中，引燃、引爆能力很强。

传播形刷形放电特点及引燃性

仅发生在具有高速起电的场合，当静电非导体的厚度小于8mm，其表面电荷密度大于或等于2.7×10-4C/m2时较易发生。放电时有声光，将静电非导体上一定范围内所带的大师电荷释放，放电能量大，引燃、引爆能力强。

三、化工装置生产中静电风险的产生原因

（一）物料特性

易燃易爆物质

化工生产中常涉及到各种易燃易爆的液体、气体和固体，如汽油、乙醇、氢气、甲烷以及可燃性粉尘等。这些物质的最小点火能量较低，非常容易被静电火花引燃。

高电阻率物质

一些化工原料和产品具有较高的电阻率，如塑料、橡胶、合成纤维等。这些物质在生产过程中容易积累静电，且难以消散或导走。

（二）工艺过程

流体输送

在液体或气体的输送过程中，由于流体与管道内壁的摩擦、流体的湍流等原因，会产生静电。特别是在高速输送、管道弯曲、阀门开启等情况下，静电产生的风险更大。

搅拌混合

搅拌器在搅拌液体或固体物料时，会使物料之间发生摩擦和碰撞，从而产生静电。搅拌速度越快、物料的电阻率越高，静电产生的风险就越大。

过滤分离

在过滤、离心分离等过程中，物料与过滤介质或离心机内壁的摩擦会产生静电。此外，过滤介质的堵塞、离心机的不平衡等也会增加静电产生的风险。

喷雾干燥

在喷雾干燥过程中，液体物料被雾化成微小的液滴，液滴与空气的摩擦以及液滴之间的碰撞会产生静电。同时，干燥后的粉末物料也容易积累静电。

（三）环境因素

湿度

环境湿度对静电的产生和消散有很大影响。在低湿度环境下，静电的消散速度变慢，静电非常容易积聚。一般来说，相对湿度在 65% 以上时，静电产生的风险会明显降低。

温度

温度的变化也会影响静电的产生和积累。在高温环境下，物质的电阻率会降低，静电的消散速度加快；而在低温环境下，物质的电阻率会升高，静电的积累风险增加。

气压

气压的变化对静电的产生也有一定影响。在低气压环境下，空气的电离程度增加，容易产生静电。

四、化工生产中静电风险的危害表现

（一）火灾爆炸

静电火花放电是化工装置生产中引发火灾爆炸的主要原因之一。当静电火花放电时遇到易燃易爆物质与空气的混合物时，极有可能会引发火灾或爆炸事故，造成严重的人员伤亡和财产损失。

（二）设备损坏

静电放电可能会对化工生产中的设备造成损坏，如对电子设备的信号干扰、损坏，仪表的失灵，导致测量数据不准确，引起生产装置工艺异常波动或引发自动停车系统动作导致装置停车等。此外，静电放电还可能引起设备的腐蚀和磨损，缩短设备的使用寿命。

（三）人员伤害

静电放电对人体也有一定的危害，可能会引起人体的电击伤害。特别是在易燃易爆环境中，人体静电放电可能会引发火灾或爆炸事故，对人员的生命安全造成严重威胁。

五、化工生产中静电风险的安全防控技术

（一）减少静电荷产生

对接触起电的物料，应尽量选用在带电序列中位置较低邻近的，或对产生正负电荷的加以适当组合，使最终达到静电起电最小。在生产工艺的设计上，对有关物料应尽量做到接触面积和压力较小，接触次数较少，运动和分离速度较慢。

（二）静电接地

静电接地使带电体上的电荷向大地泄漏、消散，是最广泛的静电防控技术之一。通过将化工生产中的设备、管道、容器等金属物体与接地装置连接，可以及时导走静电，防止静电积累。对金属物体应采用金属导体与大地做导通性连接，对金属以外的静电导体及亚导体则应作间接接地。防静电接地线不得利用电源零线、不得与防直击雷地线共用。

石油生产、天然气化工厂等危化品生产经营储存装置可能产生静电危害的容器、储罐、塔、装卸设施、管线等应做防静电接地。已有防雷接地（储罐、球罐、塔、容器、装置等），可不另做防静电接地。

静电导体与大地间的总泄漏电阻值在通常情况下均不应大于1×106Ω，每组专设的静电接地体的接地电阻值一般不应大于100Ω，接地体的埋设深度应符合设计要求等。

防静电接地装置每年应进行一次检测和记录，与防雷共用接地时，参照防雷检测相关规定执行。

（二）增湿

增加环境湿度是降低静电风险的有效方法之一。在相对湿度较高的环境下，静电的消散速度加快，从而减少了静电积累的风险。化工企业可以通过安装加湿器、喷淋装置等方式来增加环境湿度，一般要求相对湿度保持在 80% 以上。增湿可以防止静电危害的发生，但这种方法不得用在气体爆炸危险场所0区区域。

（三）使用抗静电剂

抗静电剂是一种能够降低物体表面电阻率、提高静电消散速度的化学物质。在化工生产中，可以将抗静电剂添加到易燃易爆物质中，或者涂覆在设备、管道、容器等表面，以减少静电的产生和积累。抗静电剂的种类包括表面活性剂型、高分子型、导电填料型等。

六、结论

化工生产中的静电风险是一个不可忽视的安全隐患，必须采取有效的安全防控技术来加以控制。通过对静电的基本特性、化工生产中静电风险的产生原因、危害表现以及安全防控技术的分析，可以看出，静电接地、增湿、使用抗静电剂、优化工艺设计、静电消除器和人员防护等措施是有效的静电防控技术。化工企业应根据自身的实际情况，选择合适的静电防控技术，并加强对静电安全的管理和监督，确保化工生产的安全稳定运行。同时，政府部门也应加强对化工企业的监管，督促企业落实静电安全防控措施，提高化工行业的整体安全水平。

参考文献：

1、GB 12158-2006 防止静电事故通用导则

2、SY/T 7385-2017 防静电安全技术规范