氢气易燃易爆特性与氢气球充灌放气时静电防护措施

1、氢气易燃易爆特性与氢气球充灌放气时静电防护措施 1氢气的易燃易爆特性 国家标准gb6944-86危急货物分类与品名编号将氢气划分为危急品第二类。氢气是以燃烧、爆炸为主要特征的危急气体(表1)。 1.1最小点火能 指可燃物质处在最敏感条件下,点燃所需的最小能量。最小点火能越低,点燃所需的能量越小,火灾危急性也就越大。氢气的最小点火能为0.02mj,只需很小的能量如静电火花,就足以引起燃烧、爆炸。 1.2爆炸极限 指遇火种时会产生爆炸的空气中含有该种气体的体积比范围。氢气的爆炸极限为4.0%75.6%。氢气爆炸极限的下限很低,范围宽,遇火极易爆炸。 1.3相对密度和扩散系数 氢气对空气的相对密度很

2、小,为0.07;扩散系数很大,为0.634cm2/s。一旦大量泄漏,便可逸散在空中快速大范围扩散,与空气形成爆炸混合物,且遇火爆炸燃烧后的火焰简单顺风快速扩散扩展。 2氢气球充灌、放气过程中的静电现象 引起可燃烧的火源有直接火源和间接火源。由于静电看不见、摸不着,简单被忽视,所以静电火花是引起氢气球发生火灾事故的重要隐患,必需引起高度重视。 2.1气体带电性 当气体从容器、管道口或其破损处高速喷出时产生静电的性质为气体带电性。气体中一般都混有固体或液体杂质。这些杂质与气体一起高速喷出,使杂质与气体一起在容器内(管道内)运动,与容器内壁(管内壁)发生摩擦和碰撞,在相向分别时,微粒和容器壁(管壁)

3、分别带上等量异号的电荷,即产生静电。氢气从钢瓶、制氢缸、球皮中高速喷出时,瓶内部存有铁锈、水、螺栓衬垫处的石墨或氧化铝等杂质都是产生静电的主要原因。 2.2影响氢气高速喷出时产生静电量大小的因素 (1)与氢气流速有关。氢气的流喷速度越大,带电量越大。 (2)与所含杂质的量有关。所含的液体或固体杂质越多,带电量越多。 (3)与容器、管道和喷出嘴的材料性质以及内表面的污染状况或吸附层等有关。一般塑料比橡胶带电量多。 2.3氢气球充灌、收球过程中产生高电位的途径 (1)由于气体的带电性,充灌时氢气从钢瓶或制氢缸喷出通过橡皮管到球皮的过程中,氢气瓶(制氢缸)、导管、球皮由于静电作用而带有高电位。 (2

4、)收球放气时,氢气从球皮中喷出后,球皮由于静电作用而产生高电位。在实际工作中我们遇到2次收球时由静电火花引起的球皮燃烧现象。如:在有沥青隔水层的楼面上,将氢气基本放完后将球皮折叠起来时发生球皮燃烧。这是因为球皮高速放气后带有大量静电电荷,在绝缘的楼面上静电不能顺当导除,折叠球皮时球皮面积减小,单位面积的静电电量越来越大而产生静电火花引起球皮燃烧。 (3)人体带电。人体任何时候都带有静电。当人体所穿衣物是用电阻率高的化纤制成时,将带有很高的电位。假如人体带电与钢瓶、球皮带电极性相反,电位差将很大,极易产生静电火花。另外,假如施放人员在充灌、放气过程中有脱衣动作也简单产生静电火花。一般状况下,脱衣

5、时产生的静电电位很高。 3氢气球充灌、放气过程中防止静电火花的措施 空气击穿的电场强度为3500kv/m,相当于2个带异号电荷的平板,相差1cm、电压为35kv时的两极之间的电场强度。假如其中1个带电体带有尖端或接触面积很小时,则电压降低到几千伏就可以使空气击穿,产生电火花。因此,氢气球充灌、放气过程中防止静电火花就是要避免达到空气的击穿电场强度。 (1)充灌氢气球时,必需具备静电导除措施。氢气瓶(制氢缸)应良好接地,静电电阻100。实际工作中可以用导线就近与防雷接地体或金属水管连接。 (2)掌握充灌时氢气的流速,越小越好,一般应8m/s,以尽可能减小静电量。 (3)使用含杂质少的氢气。用制氢缸制氢充灌时,必需经冷却削减水汽含量,并在充灌前清除接口、道 管、球皮内的污物。 (4)操作人员应尽可能穿着防静电服,严禁穿尼龙、化纤等易产生静电的服装。严禁在氢气球充灌、放气现场脱衣,并要经常触摸接地金属物释放人体静电。 (5)由于尖端物体在较小的电场强度下就会产生放电,所以应避免尖端、锐器接近气瓶、导管、球皮等。 (6)收球时,让氢气球倒悬自然排放,切忌人为挤