4利用静电放电能量公式确定静电放电安全电位差值

    化工容器内部的危险介质，因其物性不同，将会有各自的最小点燃能量值，利用最小点燃能量值，可以导出不同介质的最小静电放电安全电位差值。这是值得设计人员广泛推荐的计算方法。

    容器内部的静电放电过程，是由于带电体表面周围的场强，超过其击穿场强时，就产生介质电离，使带电体上的静电电荷全部或部分消失的现象称为静电放电。引起容器内部静电放电的导体，可以是导体、亚导体及非导体，它们之间的具体静电放电种类，可分为电晕放电、刷形放电、火花放电和传播型刷形放电。无论哪一种类形的静电放电，都遵循静电放电能量公式的规律。其式：

    W=1/2CV²

    式中：W——静电放电能量，J；

    C——导体间的等效电容，F；

    V——导体间的电位差，V。

    式中的物理意义表明，静电放电能量与容器内部的等效电容和电位差平方成正比；只要其值不大于可燃物的最小点燃能量值时，就不会引危险介质，达到控制静电放电的目的。

    一般容器内部的电容计算，按直立圆柱等效电容计算公式求取。其式：

    C＝H/2

    式中：C——直立窗口内部的等效电容，pF；

    H——直立容器简体的高度，mm。

    利用这一公式进行运算处理时，可使工程计算更加简捷，符合设备的实际情况，适用于立式化工容器内的安全静电评价，为抵制静电事故发生，提供可靠的理论依据，使安全控制手段，达到科学量化的设计水准，具有一定的指导意义。

    5设计计算实例

    本计算实例，以抗氧剂装置中的直立容器对象，在设计过程中，针对危险介质的静电问题，设介质最小点燃能W’等于静电放量能量W，运用静电放电能量公式，作进一步的物理方法推导，来确定静电放电安全电位差值的导出公式。其计算公式为：

    式中：V——静电放电安全电位差，kV；

    W’——介质最小点燃能量，mJ；

    C——直立容器的等效电容，pF。

    在计算过程中，对容器内部的电容值、静电放电安全电位差值和介质最小点燃能量值，均采用工程中常用的量纲，为协调计算量纲，应乘以下一个103的调合量级。具体的设计计算实例，由表1所示。计算出安全静电电位差后，要采取措施控制容器内的静电电位差，使其小于安全电位差值。

表1

    6建议

    对HGJ43-91《压力容器中的化学介质毒性危害和爆炸性危险程度分类》及SH/T3501-2002《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》标准，在改版修订时，应在标准附录中增加介质最小点燃能量值及介质击穿场强值，便 于利用静电放电能量公式的计算，准确界定静电放电的安全电位差值，积极预防静电事故发生，提供可靠的科学依据，是至关重要的。望标准职能部门及编辑组织者给予足够的重视，考虑设计者的精确计算需求，使工程设计达到本质安全的目标，期待日后的修订工作。

    7结语

    本文的目的，是引导设计者注重工艺装置及容器设备中的潜在静电危害影响因素，从积极的主观意识上去克服客观存在的静电元凶，避免静电事故发生，有一定的可行性、可靠性，符合科学规律，能够确保生产运行平稳安全，具有一定的引导作用。一般的工艺装置及容器设备，仅对设备的强度、刚度和稳定性考虑得比较全面，而对防止静电危害性考虑得较少；从严格意义上讲，还存在着盲目性，未知其始然，达不到本质安全。为了突出安全意识，有必要将这一问题理论化，充分认识到静电事故的危险性，正确把握静电安全界限，使安全设计与设计品位，双兼并顾，同步呼应，有其一定的现实意义。