摘 要:通過對氧氣壓縮機運行條件及發生燃爆事故的原因分析,提出預防燃爆事故發生的措施。
關鍵詞:氧氣 壓縮機 燃爆 預防
0前 言
工業上用的氧氣普遍采用深冷法生產,經過壓縮機壓縮后由管網送到用戶或充裝到鋼瓶中使用。小型空分裝置的氧氣壓縮多采用多級立式單作用活塞壓縮機。氧氣壓縮機在運轉過程中易發生燃燒、爆炸事故,造成生命、財產的重大損失。因此,預防此類事故的發生天然氣報警器,有著十分重要意義。
1結構和運行條件
小型空分裝置的氧氣壓縮機多為多級立式單作用活塞壓縮機,下部為機座和曲軸箱,其上是連接活塞氣缸部分的中間體氧氣,中間體的上、下部設有密封函,中部設有擋油盤,以防止曲軸箱潤滑油帶入壓縮機上部的集氣盒。在正常情況下,氧氣壓縮機的壓縮介質是無水的99. 5%以上的氧氣和微量雜質(氮氣、氬氣等)。氧氣壓縮機的工藝控制指標要求非常嚴格,各級排氣溫度不能超過165~180℃,進氣溫度不能超過40℃。
2燃爆條件及原因分析
2.1 燃爆發生的條件
物質燃燒需具備三個必要條件,即:可燃物、助燃物和燃燒溫度。氧氣壓縮機活塞環的材質為聚四氟乙烯(其自燃溫度>425℃);壓縮機中與氧氣接觸的部件均為銅或不銹鋼,高溫高壓高純度的氧氣在氧壓機內高速流動時不會產生火花; 氧氣壓縮機所有與氧氣接觸的氣缸、管線、閥門等均要求嚴格脫脂。從以上分析可知氧氣,在氧氣壓縮機運行過程中,除存在助燃物--高純度的氧氣外,其余兩種燃燒條件并不具備。因此,從理論上看,氧氣壓縮機是能夠安全、穩定、長周期運行的(在此不對因活塞桿偏心引起的氧氣壓縮機燃爆事故進行討論)。
2.2 燃爆原因分析
氧氣壓縮機在對氧氣進行壓縮的過程中,設備內充滿了高純度的助燃物--氧氣,如果再具備可燃物和燃燒溫度這兩個條件,則必然導致燃爆事故的發生。
2.2.1 可燃物的來源
氧氣壓縮機運行時,可能帶入的可燃物主要是油脂。氧氣壓縮機的氣缸部分是無油潤滑,機械傳動部分為有油潤滑。眾所周知,潤滑油的滲透性是很強的,若活塞桿下密封函的刮油環效果差,潤滑油極易順著活塞桿滲透到氣缸的填料密封函處并積累起來?,F在新型的氧氣壓縮機與舊型的氧氣壓縮機相比(如ZW-3. 47 /165與2-1. 67/150),由3級壓縮變為5級壓縮,其活塞行程更短,轉速更快,打氣量更大,使得活塞桿往復運行的頻率增加,帶油的可能性加大。雖然在活塞桿中部設置有擋油盤,形成阻止潤滑油滲透到氣缸填料密封函的最后屏障,但擋油盤在運行中稍有損壞,則潤滑油滲透到氣缸填料密封函將難以避免。
另外,設備檢修過程中不慎帶油也是可燃物進入壓縮機的途徑之一。
2.2.2 高溫的形成
氧氣壓縮機氣缸部分的缸套、集氣盒、進排氣腔等均由鑄鐵制造,低壓氧氣輸送管道多為碳鋼管,裝置經長時間運行后,因老化腐蝕會產生鐵銹粉末。氧氣壓縮機正常運行時,活塞環也會因老化磨損而產生細小顆粒。這些微粒雜質在高壓高純度氧氣流的脈沖下與輸氧管的管壁發生碰撞摩擦可能產生靜電火花酒精檢測儀,進而導致燃燒反應的發生。這些微粒雜質的直徑很小氧氣,與氧氣接觸的比表面積非常大,一旦發生燃燒會十分劇烈。
2.2.3 燃爆的發生
在氧氣壓縮機內有油脂等可燃物存在的條件下,上述燃燒產生的高溫將引發油脂強烈的氧化反應,燃爆中心會被燃燒產生的高溫熔化,并在氧氣壓縮機的最薄弱處發生爆炸,造成設備嚴重損壞,甚至人員傷亡。
整個燃爆過程往往在很短的時間內結束,因為氧氣壓縮機中的可燃物畢竟是少量的,可燃物與氧氣反應完全后燃爆過程就結束了。因此,設備的損壞程度同可燃物的總量成正比。
3預防措施
通過以上的分析可知,要避免氧氣壓縮機燃爆事故的發生,重點在切斷可燃物的來源和防止微粒雜質在氧氣壓縮機內聚集兩個方面。具體措施如下。
3.1 強化工藝管理
(1)加強巡回檢查,確保氧氣壓縮機的各項工藝指標在正常范圍內。
(2)密切觀察氧氣壓縮機運行時下密封函及活塞桿是否帶油,如有帶油現象立即停車處理。
(3)定時對各級活塞桿的表面用易揮發的有機溶劑進行脫脂處理。
3.2 強化檢修管理
(1)設置嚴禁油脂的氧氣壓縮機檢修區(包括專用鉗臺、工器具等)。
(2)檢修人員嚴格分開,氣缸部分的人員與傳動部分的檢修人員不能交叉工作。
(3)氣缸部分的檢修人員嚴禁戴手套工作并須穿著無油污的工作裝。
(4)氧氣壓縮機的缸蓋打開后應進行遮蓋防止雜質進入。
(5)所有工器具、零部件、墊片、閥門等在檢修后必須嚴格脫脂。
(6)氧氣壓縮機在更換活塞環后應先進行逐級吹掃后再試車,以吹除氣腔、管線內的微粒雜質,有條件的可用氮氣進行吹掃和試車。
(7)定期對氧氣壓縮機進口過濾器進行檢查。
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