壓縮機是化工、石化生產(chǎn)必不可少的動力設備。從能量的觀點來看，壓縮機是屬于將原動機的動力能轉變?yōu)闅怏w壓力能的機器。
壓縮機在運轉過程中，難免會出現(xiàn)一些故障，甚至事故。今天將重點介紹壓縮機中燃燒爆炸事故。在化工、石化生產(chǎn)中，壓縮機發(fā)生燃燒爆炸事故的危險性極大，不但嚴重影響安全穩(wěn)定生產(chǎn)，造成極為嚴重的經(jīng)濟損失，而且還會造成人員傷亡和建筑物的毀壞。因此，壓縮機的燃燒爆炸事故已引起人們的高度重視。石油化工用壓縮機的壓縮介質(zhì)絕大多數(shù)是易燃易爆的氣體，而且在高壓條件下極易泄漏。可燃性氣體通過缸體連接處、吸排氣閥門、設備和管道的法蘭、焊口和密封等缺陷部位泄漏；空氣進入到壓縮機系統(tǒng)，形成爆炸性混合物，此時，如果在操作、維護和檢修過程中操作、維護不當或檢修不合理，達到爆炸極限濃度的可燃性氣體和空氣的混合物一遇火源就會發(fā)生異常激烈燃燒，甚至引起爆炸事故。對于氧氣壓縮機，如果氧氣流中混入可燃性氣體、油脂、鐵銹、紙屑等雜質(zhì)和金屬物體，當潤滑液突然中斷或供給過于不足時，將造成氣缸“干磨”導致高溫，氣缸內(nèi)的可燃物在高壓、高溫情況下，很快與氧反應而引起自燃。由于熱的集聚和高壓氧的助燃，可使燃燒加劇，造成極為嚴重的氣缸燃燒爆炸事故。石油化工用壓縮機和空氣壓縮機的氣缸潤滑大都采用礦物潤滑油，它是一種可燃物。當氣體的溫度劇升，超過潤滑油的閃點后就會產(chǎn)生強烈的氧化，將有燃燒爆炸的危險。另外，呈懸浮狀存在的潤滑油分子，在高溫高壓條件下，很容易與空氣中的氧發(fā)生反應，特別是附著在排氣閥、排氣管道灼熱金屬壁面上的油膜，其氧化就更為加劇，生成酸、瀝青及其他化合物。它們與氣體中的粉塵、機械摩擦產(chǎn)生的金屬微粒結合在一起，在氣缸蓋、活塞環(huán)槽、氣閥、排氣管道、緩沖罐、油水分離器和貯氣罐中沉積下來形成積炭。積炭是一種易燃物，在高溫過熱、意外機械撞擊、氣流沖擊、電器短路、外部火災及靜電火花等條件下都有可能引起積炭自燃，甚至爆炸。積炭燃燒后產(chǎn)生大量的CO，當壓縮機系統(tǒng)中CO的含量達到15%～75%時就會發(fā)生爆炸，在爆炸的瞬時釋放出大量熱量并產(chǎn)生強烈的沖擊波。由于氣體的壓力和溫度急劇升高、燃燒產(chǎn)物的急速膨脹，沖擊波以超音速沿壓縮氣體流動方向傳播蔓延，引起多處發(fā)生連續(xù)性爆炸。在壓縮機啟動過程中，沒有用惰性氣體置換壓縮機系統(tǒng)中的空氣或置換不徹底（氧的含量超過4%或殘存有可燃物等雜質(zhì)）就啟動；因缺乏操作知識，沒有打開壓縮機（或冰機）的出口閥、旁路閥引起超壓；在操作過程中，因壓縮機氣體調(diào)節(jié)系統(tǒng)的儀表失靈，引起氣體壓力過高等，都會引起燃燒爆炸事故。（1）吸、排氣閥失靈，密封不嚴，造成泄漏，引起著火爆炸。（3）與高壓合成系統(tǒng)連接的閥門法蘭漏氣，照明接頭處短路，引起著火爆炸。循環(huán)機出口總管壓力表根部泄漏，高壓氣體沖出，靜電起火爆炸。氮氫氣壓縮機氣缸支腳斷裂，進口管道漏氣，遇明火引起爆炸。（1）合理安排吸、排氣閥，保證氣閥動作的靈活性和氣密性，及時清理污垢和更換氣閥。（2）合理安裝活塞桿與填料，定期檢查磨損情況，及時更換填料。透平氧壓機應設置氣密裝置，將安全密封氣體流人軸封部位，設置與平衡室保持壓差的調(diào)節(jié)裝置。（3）應合理安裝管路、閥門、法蘭和儀表等管件，保證連接件密封可靠，并經(jīng)常檢查連接部位的漏氣情況，設置氣體泄漏的檢測裝置，監(jiān)視密封系統(tǒng)的異常現(xiàn)象。（1）循環(huán)機出口放空管疲勞斷裂，氨泄漏引起著火爆炸。（2）多級缸之間、氣缸與機身之間連接螺栓的螺紋根部疲勞斷裂，大量高壓氣體噴出，引起著火爆炸。（3）機身、高壓缸損壞，引起油系統(tǒng)著火，缸套材質(zhì)低劣，缸體嚴重縮孔缺陷而產(chǎn)生疲勞斷裂，致使高壓氣體沖出，引起空間爆炸。（4）活塞鎖母螺紋根部、活塞桿與活塞連接螺紋根部疲勞斷裂，活塞桿打擊起火引起爆炸。（1）減少壓縮機管系振動，保證管材和焊口質(zhì)量。（2）保證連接螺栓結構、幾何尺寸合理，材質(zhì)優(yōu)良，提高螺紋的強度和加工精度；保證連接面緊密貼合，擰緊力適當。（3）嚴格進行機身、缸體、缸套的質(zhì)量檢查；對高溫高壓壓縮機主要零部件進行剩余壽命的診斷。（4）提高熱處理工藝質(zhì)量，保證活塞桿強度；采用圓弧滾制螺紋，提高螺紋的加工精度；在制造、安裝中保證高質(zhì)量，避免附加彎矩的產(chǎn)生。
3. 溫度壓力過高，積炭自燃和可燃物燃燒
（1）氣缸潤滑劑選擇不當，潤滑油牌號不符，加油量過多或太少，油質(zhì)不佳，使氣體溫度劇升，形成積炭。（2）循環(huán)冷卻水水質(zhì)差，中間冷卻效果不好，冷卻水意外中斷，致使氣體溫度升高。中間冷卻器、油水分離器和貯氣罐排放油水不及時或不徹底，增加污垢、阻力，使氣體溫度升高。（3）用空氣試壓試漏，高溫下積炭，激烈氧化而爆炸；機械制造過程中，鐵銹等雜質(zhì)未清除干凈，導致發(fā)熱；濾清器污垢嚴重，吸人氣體含塵量大，易形成積炭。（1）根據(jù)氣體性質(zhì)合理選擇潤滑劑，乙炔氣用非乳化礦物油，氯氣用濃硫酸，氧氣用蒸餾水和稀釋甘油，乙烯氣用白油或無油潤滑；選擇閃點高，氧化后析炭量少的高級潤滑脂；注油量適當，對于活塞移動面積為200cm2／min，注油量約0.01 L／h為宜；定期進行油質(zhì)分析，及時更換新油。（2）采取先進的水質(zhì)處理工藝，定期清除污垢、排放油水，嚴格控制排氣溫度，不得超過允許值。（3）充分清除鑄件與配管中的異物與鐵銹，組裝后整個壓縮機系統(tǒng)進行徹底吹除；選用耐蝕材料，選擇高效濾清器，及時清除污垢。（4）在有爆炸氣體的壓縮機附近設置防爆墻和惰性氣體滅火裝置。對于高壓、易燃易爆氣體的安全閥要經(jīng)常檢查其可靠性。采用儀表計測量和自動報警裝置，發(fā)現(xiàn)異常故障可及時采取安全措施。
4. 誤操作，違章作業(yè)，導致燃燒爆炸
（1）檢修氮氫氣壓縮機時，用鋁板作盲板，使高壓氣體噴出引起空間爆炸；在冰機開車時未打開旁路閥和出口閥，壓力升高超過材料強度極限而導致爆炸；鼓風機運行中，已發(fā)現(xiàn)異常響聲而沒有及時停車檢查，致使風機軸頸扭斷，油箱起火爆炸。（2）化工用壓縮機負荷試車時，沒有用低壓氮氣吹除或吹除不徹底，引起燃燒爆炸。（3）禁油處理不徹底，使填料帶油著火，集油箱爆炸。（4）誤認為冰機工段出口無液氨；聽到液擊聲未作排液處理，使用近路閥，因高溫使液氨氣化而爆炸。（1）熟悉操作知識，開車前必須打開壓縮機（或冰機）的出口閥門，開車后密切注視水、氣、油的壓力和溫度的變化以及異常響聲。（2）負荷試車，啟動可燃性氣體壓縮機時，首先用惰性氣體置換其中的空氣，使氧含量小于4%。對于壓縮氫氣和乙炔氣，含氧最高限度為2%。負荷試車必須嚴格按照操作規(guī)程進行。（3）禁止用汽油等揮發(fā)性油類清洗零件，制造安裝過程中，盡量避免與大氣接觸，嚴格執(zhí)行禁油處理和控制油溫。
5. 因制造缺陷、管理不善引起爆炸事故
（1）氧壓機出口閥損壞，使其超壓，安全閥啟跳，引起著火爆炸；油水分離器因制造缺陷爆炸；緩沖器因操作帶水而發(fā)生爆炸。（2）操作時壓力超高，將水封沖壞，大量高壓氣體放空，電火花引燃。（3）因停電，丙烯氣體壓縮機減壓氣體溢出，重新開車時，繼電器產(chǎn)生火花，引起空間爆炸。（1）加強質(zhì)量管理和質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷及時補救或更換易損件。2007年7月11日23時50分，山東省德州市某化工集團有限公司一分廠16萬噸/年氨醇、25萬噸/年尿素改擴建項目試車過程中發(fā)生爆炸事故，造成9人死亡、1人受傷。事故發(fā)生在一分廠16萬噸/年氨醇改擴建生產(chǎn)線試車過程中，該生產(chǎn)線由造氣、脫硫、脫碳、凈化、壓縮、合成等工藝單元組成，發(fā)生爆炸的是壓縮工序2號壓縮機七段出口管線。該公司一分廠16萬噸/年氨醇、25萬噸/年尿素生產(chǎn)線，于2007年6月開始單機試車，7月5日單機調(diào)試完畢，由企業(yè)內(nèi)部組織項目驗收。7 月10日2號壓縮機單機調(diào)試、空氣試壓(試壓至18MPa)、二氧化碳置換完畢。7月11日15時30分，開始正式投料試車，先開2號壓縮機組，引入工藝氣體(N2、H2混合氣體)，逐級向2號壓縮機七段(工作壓力 24MPa)送氣試車。23時50分，2號壓縮機七段出口管線突然發(fā)生爆炸，氣體泄漏引發(fā)大火，造成8人當場死亡，一人因大面積燒傷搶救無效于14日凌晨0時10分死亡，一人輕傷。事故還造成部分廠房頂棚坍塌和儀表盤燒毀。經(jīng)調(diào)查，事故發(fā)生時先后發(fā)生兩次爆炸。經(jīng)對事故現(xiàn)場進行勘查和分析，一處爆炸點是在2號壓縮機七段出口油水分離器之后、第一角閥前1米處的管線，另一處爆炸點是在2號壓縮機七段出口兩個角閥之間的管線(第一角閥處于關閉狀態(tài)，第二角閥處于開啟狀態(tài))。（1）事故發(fā)生的直接原因事故發(fā)生后，山東省德州市人民政府組成事故調(diào)查組對事故有關情況進行調(diào)查，經(jīng)初步分析判斷，排除了化學爆炸和壓縮機出口超壓的可能，爆炸為物理爆炸。事故發(fā)生的直接原因是2號壓縮機七段出口管線存在強度不夠、焊接質(zhì)量差、管線使用前沒有試壓等嚴重問題，導致事故的發(fā)生。① 建設項目未經(jīng)設立安全審查。該公司將16萬噸/年氨醇、25萬噸/ 年尿素改擴建項目(總投資9724萬元)，拆分為“化肥一廠造氣、壓縮工序技術改造項目(投資4868萬元)”和“化肥一廠合成氨及尿素生產(chǎn)技術改造項目(投資4856萬元)”兩個項目，分別于2006年4月 26日和5月30日向山東省德州市經(jīng)濟委員會備案后即開工建設，未向當?shù)匕踩O(jiān)管部門申請建設項目設立安全審查，屬違規(guī)建設項目。② 建設項目工程管理混亂。該項目無統(tǒng)一設計，僅根據(jù)可行性研究報告就組織項目建設，有的單元采取設計、制造、安裝整體招標，有的單元采取企業(yè)自行設計、市場采購、委托施工方式，有的直接按舊圖紙組織施工。與事故有關的2號壓縮機由沈陽某氣體壓縮機制造有限公司制造，并負責壓縮機出口閥前的輔助管線設計。項目沒有按照《建設工程質(zhì)量管理條例》有關規(guī)定選擇具有資質(zhì)的施工、安裝單位進行施工和安裝。試車前沒有制定周密的試車方案，高壓管線投用前沒有經(jīng)過水壓試驗。③ 拒不執(zhí)行安全監(jiān)管部門停止施工和停止試車的監(jiān)管指令。2007年1 月，德州市和平原縣安全監(jiān)管部門發(fā)現(xiàn)該公司未經(jīng)建設項目安全設立許可后，責令其停止項目建設，該公司才開始補辦危險化學品建設項目安全許可手續(xù)，但沒有停止項目建設。7月7日，由德州市安全監(jiān)管局組織專家組對該項目進行了安全設立許可審查，明確提出該項目的平面布置和部分裝置之間距離不符合要求，責令企業(yè)抓緊整改，但企業(yè)在未進行整改、未經(jīng)允許的情況下，擅自進行試車，試車過程中發(fā)生了爆炸。1990年12月28日9時50分，河北省某銀礦空氣壓縮機油氣分離儲氣箱發(fā)生爆炸，死亡4人，重傷2人，直接經(jīng)濟損失296800元，間接經(jīng)濟損失28000元。由于調(diào)試現(xiàn)場在野外，除空氣壓縮機損壞外，沒有其它損壞。該儲氣箱是由湖南某壓縮機廠制造的，1989年8月出廠。出廠時材質(zhì)方面無資料，也沒有進行必要的出廠檢驗，如:射線檢測、水壓試驗和氣密試驗。該儲氣箱直徑為750毫米，長為1500毫米，厚為6毫米。所有焊縫均為手工電孤焊，環(huán)向焊縫為單面無墊板對接焊。1990年10月28日區(qū)長組織空壓機手對空壓機進行檢查調(diào)試，確認無問題后進行啟動空負荷運轉，未發(fā)現(xiàn)異常，即將進氣手柄撥至負荷位置，運轉一分鐘后，儲氣箱就發(fā)生爆炸。爆炸后，靠近操作側一端裝有濾油裝置的封頭環(huán)焊縫全部斷開，封頭飛出100多米遠，筒體向另一側飛出5-6米遠，撞到石頭上致使嚴重變形破裂。檢查焊縫時發(fā)現(xiàn)在丁字焊縫處損壞，周長2250毫米的環(huán)焊縫上只有兩處焊透，分別為180 毫米和50毫米，其余焊縫均為未焊透，焊接金屬熔深厚度僅為3-4 毫米，且存在氣孔、夾渣等缺陷。此外，在壓縮機調(diào)試時操作人員對安全閥、壓力表等安全附件進行了檢查，均齊全、靈敏，操作人員的操作程序也符合說明書的要求。（1）造成這起爆炸事故之直接原因是該壓縮機廠制造的油氣分離儲氣箱產(chǎn)品質(zhì)量低劣，不符合國家的有關標準要求。因此，在設備調(diào)試時即發(fā)生設備爆炸事故。（2）壓力容器設備在投入使用前，應按國家有關規(guī)定，辦理使用登記手續(xù)。在技術資料不全的情況下，應先核實設備質(zhì)量狀況，在情況不明時，盲目進行調(diào)試，使存在的事故隱患沒能及時發(fā)現(xiàn)。（3）設備調(diào)試現(xiàn)場沒有依據(jù)有關規(guī)定做好安全防護工作，設備周圍工人太多，導致較大的傷亡。
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