【壓縮機網(wǎng)】一、前言
工藝壓縮機的壓縮介質(zhì)有氫氣、氧氣、氮氣、甲烷、乙烷及天然氣等所有可能會(huì )使用到的氣體。氣體是可壓縮的，也就是說(shuō)只要需要這些氣體，從制取到使用就都離不開(kāi)壓縮機和膨脹機。國內各大壓縮機制造廠(chǎng)及空分廠(chǎng)都生產(chǎn)各類(lèi)工藝壓縮機，工藝氣體大多具有危險性。據統計，氧氣壓縮機事故率z*高，主要表現為燃缸。為此，本文對一些石化企業(yè)氧氣壓縮機的使用情況進(jìn)行了調查總結，并查閱了大量資料，為氧氣壓縮機安全運行積累了一定的經(jīng)驗，有效控制了事故率。
二、氧氣壓縮機典型工藝參數
針對氧氣壓縮機染缸事故分析，某石化廠(chǎng)4M12型氧氣壓縮機主要工藝參數見(jiàn)表1。
三、氧氣壓縮機燃缸的原因分析
氧氣壓縮機每次著(zhù)火燒缸的部位，均是在壓縮機四級的填料函與活塞桿接觸面之間。燃燒部位由于處在有氧氣有壓力的環(huán)境中，每次著(zhù)火連設備本體都燒掉了，為判斷事故的原因帶來(lái)較大困難。經(jīng)走訪(fǎng)多家石化企業(yè)，總結出氧氣壓縮機著(zhù)火燒缸的原因如下：
?。?）燃缸三要素分析
燃燒必須同時(shí)具備助燃物、可燃物和著(zhù)火源三個(gè)條件。在生產(chǎn)過(guò)程中壓縮的氧氣是不可避免的助燃物，而且任何可燃物在高壓氧氣中都會(huì )降低其著(zhù)火點(diǎn)，氧氣壓力及純度越高其著(zhù)火點(diǎn)越低，幾種金屬材料在氧氣中的著(zhù)火溫度見(jiàn)表2。根據4M12型氧氣壓縮機的運行環(huán)境、特點(diǎn)以及每次發(fā)生燃燒事故時(shí)的部位，可燃物大致統計有潤滑油、碳黑粉塵和填料函中的四氟填料。因為四級壓力z*高，在高壓氧氣環(huán)境下，它們的著(zhù)火點(diǎn)較在空氣中將大幅度下降。據分析著(zhù)火原因：一是活塞桿或活塞偏磨導致局部溫度升高，達到可燃物的著(zhù)火點(diǎn)；二是機組在運行過(guò)程中產(chǎn)生的靜電不能有效導入地下， 一旦放電產(chǎn)生靜電火花，就會(huì )引燃可燃物；另外，排氣溫度過(guò)高也可能使可燃物達到著(zhù)火點(diǎn)。
?。?）氧氣壓縮機運行情況分析
1）氧氣壓縮機在運行中，機組溫度升高，如果冷卻器、缸套、填料函斷水，特別是填料函斷水（溫度沒(méi)有儀表監測，不易被人察覺(jué)），將會(huì )使局部溫度升高，達到可燃物的著(zhù)火點(diǎn)，氧氣中有機物及密封材料的著(zhù)火溫度見(jiàn)表3。
2）刮油器變形或擋油板松動(dòng)，將增大活塞桿帶油機率，油在高壓氧氣中，著(zhù)火點(diǎn)顯著(zhù)降低，形成易燃物。
3）活塞環(huán)、導向環(huán)磨損，氣缸橢圓度增大，將造成活塞桿偏磨，局部溫度升高達到可燃物的著(zhù)火點(diǎn)。
?。?）設備零部件分析
如果活塞桿表面粗糙度和材質(zhì)不合格，活塞桿、導向環(huán)硬度不夠，刮油器質(zhì)量差，同樣是氧氣壓縮機著(zhù)火燒缸的隱患。
?。?）從人的因素分析
填料函，刮油器組裝不符合要求，巡回檢查不力，異常情況沒(méi)有及時(shí)發(fā)現和處理，也可能造成機組燃燒事故的發(fā)生。
綜上所述，氧氣壓縮機著(zhù)火燒缸的因果關(guān)聯(lián)關(guān)系如下圖所示。
四、防范措施
根據分析結論，燃燒必備三條件中，壓縮介質(zhì)氧氣是助燃物，在生產(chǎn)中是不可避免的。為防止氧氣壓縮機著(zhù)火燒缸，從消除可燃物與著(zhù)火源入手， 應制定防止氧氣壓縮機著(zhù)火燒缸的相應措施，并認真加以落實(shí)，其具體情況如下。
1）配備活塞桿內外吹氮，增加填料函內吹氮起到降低填料函內氧氣的含量，從而保證可燃物著(zhù)火點(diǎn)不降低；增加外吹氮降低活塞桿溫度，減少碳黑粉塵及油霧的附著(zhù)。
2）加強對活塞桿溫度的監測，確保其溫度≤60℃，建議配備紅外線(xiàn)測溫儀，定時(shí)對檢測活塞桿溫度，測溫時(shí)儀器與手感相結合；如其溫度高于規定值，立即停車(chē)處理，對其活塞桿、填料函檢修后，必須用氮氣試車(chē)，待新裝配的填料函與活塞桿磨合，且活塞桿溫度在60℃以?xún)?，方能投入壓縮氧氣。
3）建全氧氣壓縮機導電設施，制作大小為1m2的銅板，埋入近2m深的地下，確保靜電不積累。
4）制定活塞桿脫脂制度，活塞桿上附著(zhù)碳黑、油霧不及時(shí)除掉，很容易帶入填料函，給機組著(zhù)火埋下隱患。由于四氯化碳具有在氧氣中不燃燒，以及較強的脫脂性和易揮發(fā)性，是清除活塞桿上碳黑和油跡z*合適的溶液。一是開(kāi)車(chē)之前必須先脫脂，二是檢修裝配時(shí)嚴把脫脂關(guān)。
5）嚴格執行檢修規程，確保檢修質(zhì)量，對關(guān)鍵部位（如活塞桿、填料函的裝配等) 由主檢負責，技術(shù)人員把關(guān)，同時(shí)制定相應的檢修考核制度。
6）強化操作人員的責任心，嚴格控制工藝指標，勤巡回檢查，發(fā)現異常情況（如填料函漏氧、活塞桿帶油等），及時(shí)采取相應措施。
7）確保零部件符合質(zhì)量要求。在使用（如活塞桿、填料和刮油器等）部件時(shí)嚴格檢查，杜絕使用不合格品。定期檢查和更換活塞桿環(huán)、導向環(huán)等易損件。
8）將填料函冷卻水改為一次水冷卻，改用一次冷卻從而改善了因循環(huán)水雜質(zhì)多、 水溫高而造成的填料函冷卻效果差；同時(shí)規定對冷卻水管定期更換，以防結垢堵塞水管造成填料函斷水。
五、結語(yǔ)
本文通過(guò)對氧氣壓縮機燃缸事故分析和研究，運用有關(guān)的吹氮、導電、脫脂等方面的技術(shù)實(shí)施和措施落實(shí)，并做出全面的分析，得到能夠使氧氣壓縮機安全運行的幾點(diǎn)措施及注意事項，能夠有效降低事故的發(fā)生。作為壓縮機制造廠(chǎng)，應把氧氣壓縮機的安全使用要領(lǐng)體現到氧氣壓縮機的設計中，并對操作者進(jìn)行系統的培訓。
參考文獻
[1] 劉亞波. 氧氣壓縮機燃爆原因分析及修復情況[J]. 中氮肥，2012，9（5）：53-55.
[2] 劉文軍. 4M16型氧氣壓縮機氧側系統進(jìn)水事故分析[J]. 可靠性與故障分析，2004（6）：32-34.
[3] 活塞式壓縮機設計編寫(xiě)組. 活塞式壓縮機設計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1974.
[4] 黃仕年. 化工機器[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1984.
[5] 汪云英，張湘亞．泵和壓縮機[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，1985.
[6] 王元斌. 王立陽(yáng)壓縮機的安裝工藝及要點(diǎn)分析[J]. 中小企業(yè)管理與科技，2010（19）：35-37.
來(lái)源：■文/景衛東
【壓縮機網(wǎng)】一、前言
工藝壓縮機的壓縮介質(zhì)有氫氣、氧氣、氮氣、甲烷、乙烷及天然氣等所有可能會(huì )使用到的氣體。氣體是可壓縮的，也就是說(shuō)只要需要這些氣體，從制取到使用就都離不開(kāi)壓縮機和膨脹機。國內各大壓縮機制造廠(chǎng)及空分廠(chǎng)都生產(chǎn)各類(lèi)工藝壓縮機，工藝氣體大多具有危險性。據統計，氧氣壓縮機事故率z*高，主要表現為燃缸。為此，本文對一些石化企業(yè)氧氣壓縮機的使用情況進(jìn)行了調查總結，并查閱了大量資料，為氧氣壓縮機安全運行積累了一定的經(jīng)驗，有效控制了事故率。
二、氧氣壓縮機典型工藝參數
針對氧氣壓縮機染缸事故分析，某石化廠(chǎng)4M12型氧氣壓縮機主要工藝參數見(jiàn)表1。
三、氧氣壓縮機燃缸的原因分析
氧氣壓縮機每次著(zhù)火燒缸的部位，均是在壓縮機四級的填料函與活塞桿接觸面之間。燃燒部位由于處在有氧氣有壓力的環(huán)境中，每次著(zhù)火連設備本體都燒掉了，為判斷事故的原因帶來(lái)較大困難。經(jīng)走訪(fǎng)多家石化企業(yè)，總結出氧氣壓縮機著(zhù)火燒缸的原因如下：
?。?）燃缸三要素分析
燃燒必須同時(shí)具備助燃物、可燃物和著(zhù)火源三個(gè)條件。在生產(chǎn)過(guò)程中壓縮的氧氣是不可避免的助燃物，而且任何可燃物在高壓氧氣中都會(huì )降低其著(zhù)火點(diǎn)，氧氣壓力及純度越高其著(zhù)火點(diǎn)越低，幾種金屬材料在氧氣中的著(zhù)火溫度見(jiàn)表2。根據4M12型氧氣壓縮機的運行環(huán)境、特點(diǎn)以及每次發(fā)生燃燒事故時(shí)的部位，可燃物大致統計有潤滑油、碳黑粉塵和填料函中的四氟填料。因為四級壓力z*高，在高壓氧氣環(huán)境下，它們的著(zhù)火點(diǎn)較在空氣中將大幅度下降。據分析著(zhù)火原因：一是活塞桿或活塞偏磨導致局部溫度升高，達到可燃物的著(zhù)火點(diǎn)；二是機組在運行過(guò)程中產(chǎn)生的靜電不能有效導入地下， 一旦放電產(chǎn)生靜電火花，就會(huì )引燃可燃物；另外，排氣溫度過(guò)高也可能使可燃物達到著(zhù)火點(diǎn)。
?。?）氧氣壓縮機運行情況分析
1）氧氣壓縮機在運行中，機組溫度升高，如果冷卻器、缸套、填料函斷水，特別是填料函斷水（溫度沒(méi)有儀表監測，不易被人察覺(jué)），將會(huì )使局部溫度升高，達到可燃物的著(zhù)火點(diǎn)，氧氣中有機物及密封材料的著(zhù)火溫度見(jiàn)表3。
2）刮油器變形或擋油板松動(dòng)，將增大活塞桿帶油機率，油在高壓氧氣中，著(zhù)火點(diǎn)顯著(zhù)降低，形成易燃物。
3）活塞環(huán)、導向環(huán)磨損，氣缸橢圓度增大，將造成活塞桿偏磨，局部溫度升高達到可燃物的著(zhù)火點(diǎn)。
?。?）設備零部件分析
如果活塞桿表面粗糙度和材質(zhì)不合格，活塞桿、導向環(huán)硬度不夠，刮油器質(zhì)量差，同樣是氧氣壓縮機著(zhù)火燒缸的隱患。
?。?）從人的因素分析
填料函，刮油器組裝不符合要求，巡回檢查不力，異常情況沒(méi)有及時(shí)發(fā)現和處理，也可能造成機組燃燒事故的發(fā)生。
綜上所述，氧氣壓縮機著(zhù)火燒缸的因果關(guān)聯(lián)關(guān)系如下圖所示。
四、防范措施
根據分析結論，燃燒必備三條件中，壓縮介質(zhì)氧氣是助燃物，在生產(chǎn)中是不可避免的。為防止氧氣壓縮機著(zhù)火燒缸，從消除可燃物與著(zhù)火源入手， 應制定防止氧氣壓縮機著(zhù)火燒缸的相應措施，并認真加以落實(shí)，其具體情況如下。
1）配備活塞桿內外吹氮，增加填料函內吹氮起到降低填料函內氧氣的含量，從而保證可燃物著(zhù)火點(diǎn)不降低；增加外吹氮降低活塞桿溫度，減少碳黑粉塵及油霧的附著(zhù)。
2）加強對活塞桿溫度的監測，確保其溫度≤60℃，建議配備紅外線(xiàn)測溫儀，定時(shí)對檢測活塞桿溫度，測溫時(shí)儀器與手感相結合；如其溫度高于規定值，立即停車(chē)處理，對其活塞桿、填料函檢修后，必須用氮氣試車(chē)，待新裝配的填料函與活塞桿磨合，且活塞桿溫度在60℃以?xún)?，方能投入壓縮氧氣。
3）建全氧氣壓縮機導電設施，制作大小為1m2的銅板，埋入近2m深的地下，確保靜電不積累。
4）制定活塞桿脫脂制度，活塞桿上附著(zhù)碳黑、油霧不及時(shí)除掉，很容易帶入填料函，給機組著(zhù)火埋下隱患。由于四氯化碳具有在氧氣中不燃燒，以及較強的脫脂性和易揮發(fā)性，是清除活塞桿上碳黑和油跡z*合適的溶液。一是開(kāi)車(chē)之前必須先脫脂，二是檢修裝配時(shí)嚴把脫脂關(guān)。
5）嚴格執行檢修規程，確保檢修質(zhì)量，對關(guān)鍵部位（如活塞桿、填料函的裝配等) 由主檢負責，技術(shù)人員把關(guān)，同時(shí)制定相應的檢修考核制度。
6）強化操作人員的責任心，嚴格控制工藝指標，勤巡回檢查，發(fā)現異常情況（如填料函漏氧、活塞桿帶油等），及時(shí)采取相應措施。
7）確保零部件符合質(zhì)量要求。在使用（如活塞桿、填料和刮油器等）部件時(shí)嚴格檢查，杜絕使用不合格品。定期檢查和更換活塞桿環(huán)、導向環(huán)等易損件。
8）將填料函冷卻水改為一次水冷卻，改用一次冷卻從而改善了因循環(huán)水雜質(zhì)多、 水溫高而造成的填料函冷卻效果差；同時(shí)規定對冷卻水管定期更換，以防結垢堵塞水管造成填料函斷水。
五、結語(yǔ)
本文通過(guò)對氧氣壓縮機燃缸事故分析和研究，運用有關(guān)的吹氮、導電、脫脂等方面的技術(shù)實(shí)施和措施落實(shí)，并做出全面的分析，得到能夠使氧氣壓縮機安全運行的幾點(diǎn)措施及注意事項，能夠有效降低事故的發(fā)生。作為壓縮機制造廠(chǎng)，應把氧氣壓縮機的安全使用要領(lǐng)體現到氧氣壓縮機的設計中，并對操作者進(jìn)行系統的培訓。
參考文獻
[1] 劉亞波. 氧氣壓縮機燃爆原因分析及修復情況[J]. 中氮肥，2012，9（5）：53-55.
[2] 劉文軍. 4M16型氧氣壓縮機氧側系統進(jìn)水事故分析[J]. 可靠性與故障分析，2004（6）：32-34.
[3] 活塞式壓縮機設計編寫(xiě)組. 活塞式壓縮機設計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1974.
[4] 黃仕年. 化工機器[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1984.
[5] 汪云英，張湘亞．泵和壓縮機[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，1985.
[6] 王元斌. 王立陽(yáng)壓縮機的安裝工藝及要點(diǎn)分析[J]. 中小企業(yè)管理與科技，2010（19）：35-37.
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