防爆粉体静电消除器

2013-05-28高作峰赵延年

电气开关 2013年6期

高作峰，赵延年

(沈阳华兴防爆器材有限公司，辽宁沈阳 110000)

1 引言

聚乙烯、聚丙烯等产品的生产、包装过程中，会有较强的静电产生，一旦人体触碰，轻者身体感到不适，重者可将人体击伤至残，甚至静电产生的火花还会引燃易爆粉尘，造成火灾及人身事故。事故原因多起于接料口产生的静电，静电消除不彻底就会酿成事故隐患，就此问题很多人也提出了不少消除静电的方法及措施，目前采取的主要措施有:

静电接地:将静电通过导线导入大地，对导体上的静电或金属上的自由静电荷具有良好的导通效果;

静电接地方法，操作者佩戴防静电手环、工作台面接静电地线等等，此种方法只能消除导体的静电，不宜消除绝缘体上的静电。

增湿:相对湿度减少RH% =50% ～60%，温度(摄氏)=20～25℃易产生静电环境;

增湿法，在相同环境温度下，提高空气湿度可以消除静电荷，这种方法投入很大。

静电屏蔽:在有静电敏感元件场所，在储存或运输过程中，静电敏感元件经常会暴露于有静电存在的区域中，用静电屏蔽的方法可削弱外界静电;

静电屏蔽法，最常见的方法是用静电屏蔽袋和静电屏蔽周转箱等。

离子中和:绝缘体在空气中容易产生静电，对绝缘体上静电的消除，用静电接地的方法是无效的，在工作环境中采用离子风机或离子风枪等设备使带电离子中和;

离子中和法，即在的正负离子空间予以提供一等电位的工作区域。

以上几种方法都存在弊端，根据现场情况及用户需要，近几年一直在研究这个问题，但没有很好的静电消除产品应用在具有易燃易爆的爆炸性环境场所，本文所阐述的防爆静电消除器已经解决了这一问题。

2 防爆静电消除器

防爆静电消除器是用在易燃易爆爆炸性环境场所，针对本体法聚乙烯、聚丙烯放料包装过程中存在静电危害拟以研发的一种端口型静电消除设备。

防爆静电消除器是通过交流高压发生器将AC220V输入电压升至4kV以上一定值的高压施加于放电极上，放电极以50Hz频率交替产生为正电压和负电压，放电极和接地极之间产生强电场，迫使空气分子被电离，放电极尖端交替产生正、负离子，当带电物体表面为正电位时，负离子将其中和，反之，如果表面为负电位，正离子将其中和，部分正负离子会因接地而导向大地。

2.1 防爆静电消除器应用技术

①应用隔爆兼本安型静电电压传感技术;准确采集静电电量，精准自动释放中和离子流，彻底消除静电。

②应用本安型压力传感器监控通风孔与PLC中央控制系统技术;采用RS485接口，最终实现自动化控制。

③应用复合型防爆结构技术;供电电源、高压电源发生器、承装“隔爆型”;数据采集传感器是“隔爆兼本安型”，PLC控制器、数据显示等元器件是“正压通风型”。

防爆静电消除器安装容易，使用方便，智能，传感灵敏，消电效率高，安全可靠。

在使用过程中，只要输入清洁空气(也可是其他惰性保护气体)压力正常，无论粉体带电的大小和极性如何变化，消除器都能静电消除，并能随时监测，防止喷嘴堵塞，使正压通风防爆功能运行更为可靠。不需要人工干预，使用非常方便。计算机反馈控制方式控制程序见图1。

图1 计算机反馈控制方式

2.2 防爆静电消除器的防爆原理

(1)为了使静电消除器能够应用于石油化工生产过程中，静电消除器必须具备防爆性能。防爆静电消除器由控制器和消电器组成。控制器属于隔爆型电气设备，消电器属于正压通风防爆型电气设备。

(2)隔爆型控制器

控制器安装在聚丙烯生产装置放料包装现场附近的墙壁上，用于实现正压通风防爆功能和消电控制功能。

防爆静电消除器采用气体压力开关和控制器作为安全保护装置。压力开关安装在控制器内部，通过仪表风管测量消电器内部保护气体的压力。当保护气体压力大于最小正压值时，启动正压通风换气过程，当通风换气量达到消电器正压外壳内部总容积5倍(即达到最小换气量)后，给消电器供电，控制消电器進行消电工作;当保护气体压力小于最小正压值时，断开消电器的电源，实现消电器的正压通风防爆功能。保护气体正压值通过数码管显示在隔爆型控制器的玻璃窗中。

保护气体正压值和消电器的工作状态等信息通过RS485总线与外界通信。

(3)正压通风防爆型消电器

消电器安装在聚丙烯出料口，用于消除聚丙烯粉体的静电。

消电器是正压通风型防爆电气设备，消电器正压外壳是由不小于2.5mm的不锈钢板材焊接而成，具备IP6X防护等级，能够防止任何火花和炽热颗粒从外壳或管道喷出。

在消电器中，保护气体从進气口進入消电器内部，当保护气体充满整个消电器后，在气体压力的作用下，保护气体从消电器电晕放电针附近排出，实现消电器的正压通风防爆功能。