氧气压缩机燃爆事故的发生和预防措施

　摘　要：通过对氧气压缩机运行条件及发生燃爆事故的原因分析，提出预防燃爆事故发生的措施。

　　关键词：氧气　压缩机　燃爆　预防

　　0　前　言

　　工业上用的氧气普遍采用深冷法生产，经过压缩机压缩后由管网送到用户或充装到钢瓶中使用。小型空分装置的氧气压缩多采用多级立式单作用活塞压缩机。氧气压缩机在运转过程中易发生燃烧、爆炸事故，造成生命、财产的重大损失。因此，预防此类事故的发生，有着十分重要意义。

　　1　结构和运行条件

　　小型空分装置的氧气压缩机多为多级立式单作用活塞压缩机，下部为机座和曲轴箱，其上是连接活塞气缸部分的中间体，中间体的上、下部设有密封函，中部设有挡油盘，以防止曲轴箱润滑油带入压缩机上部的集气盒。在正常情况下，氧气压缩机的压缩介质是无水的99. 5%以上的氧气和微量杂质(氮气、氩气等)。氧气压缩机的工艺控制指标要求非常严格，各级排气温度不能超过165~180℃，进气温度不能超过40℃。

　　2　燃爆条件及原因分析

　　2.1　燃爆发生的条件

　　物质燃烧需具备三个必要条件，即：可燃物、助燃物和燃烧温度。氧气压缩机活塞环的材质为聚四氟乙烯(其自燃温度>425℃);压缩机中与氧气接触的部件均为铜或不锈钢，高温高压高纯度的氧气在氧压机内高速流动时不会产生火花; 氧气压缩机所有与氧气接触的气缸、管线、阀门等均要求严格脱脂。从以上分析可知，在氧气压缩机运行过程中，除存在助燃物——高纯度的氧气外，其余两种燃烧条件并不具备。因此，从理论上看，氧气压缩机是能够安全、稳定、长周期运行的(在此不对因活塞杆偏心引起的氧气压缩机燃爆事故进行讨论)。

　　2.2　燃爆原因分析

　　氧气压缩机在对氧气进行压缩的过程中，设备内充满了高纯度的助燃物——氧气，如果再具备可燃物和燃烧温度这两个条件，则必然导致燃爆事故的发生。

　　2.2.1　可燃物的来源

　　氧气压缩机运行时，可能带入的可燃物主要是油脂。氧气压缩机的气缸部分是无油润滑，机械传动部分为有油润滑。众所周知，润滑油的渗透性是很强的，若活塞杆下密封函的刮油环效果差，润滑油极易顺着活塞杆渗透到气缸的填料密封函处并积累起来。现在新型的氧气压缩机与旧型的氧气压缩机相比(如ZW-3. 47 /165与2-1. 67/150)，由3级压缩变为5级压缩，其活塞行程更短，转速更快，打气量更大，使得活塞杆往复运行的频率增加，带油的可能性加大。虽然在活塞杆中部设置有挡油盘，形成阻止润滑油渗透到气缸填料密封函的最后屏障，但挡油盘在运行中稍有损坏，则润滑油渗透到气缸填料密封函将难以避免。

　　另外，设备检修过程中不慎带油也是可燃物进入压缩机的途径之一。

　2.2.2　高温的形成

　　氧气压缩机气缸部分的缸套、集气盒、进排气腔等均由铸铁制造，低压氧气输送管道多为碳钢管，装置经长时间运行后，因老化腐蚀会产生铁锈粉末。氧气压缩机正常运行时，活塞环也会因老化磨损而产生细小颗粒。这些微粒杂质在高压高纯度氧气流的脉冲下与输氧管的管壁发生碰撞摩擦可能产生静电火花，进而导致燃烧反应的发生。这些微粒杂质的直径很小，与氧气接触的比表面积非常大，一旦发生燃烧会十分剧烈。

　　2.2.3　燃爆的发生

　　在氧气压缩机内有油脂等可燃物存在的条件下，上述燃烧产生的高温将引发油脂强烈的氧化反应，燃爆中心会被燃烧产生的高温熔化，并在氧气压缩机的最薄弱处发生爆炸，造成设备严重损坏，甚至人员伤亡。

　　整个燃爆过程往往在很短的时间内结束，因为氧气压缩机中的可燃物毕竟是少量的，可燃物与氧气反应完全后燃爆过程就结束了。因此，设备的损坏程度同可燃物的总量成正比。

　　3　预防措施

　　通过以上的分析可知，要避免氧气压缩机燃爆事故的发生，重点在切断可燃物的来源和防止微粒杂质在氧气压缩机内聚集两个方面。具体措施如下。

　　3.1　强化工艺管理

　　(1)加强巡回检查，确保氧气压缩机的各项工艺指标在正常范围内。

　　(2)密切观察氧气压缩机运行时下密封函及活塞杆是否带油，如有带油现象立即停车处理。

　　(3)定时对各级活塞杆的表面用易挥发的有机溶剂进行脱脂处理。

　　3.2　强化检修管理

　　(1)设置严禁油脂的氧气压缩机检修区(包括专用钳台、工器具等)。

　　(2)检修人员严格分开，气缸部分的人员与传动部分的检修人员不能交叉工作。

　　(3)气缸部分的检修人员严禁戴手套工作并须穿着无油污的工作装。

　　(4)氧气压缩机的缸盖打开后应进行遮盖防止杂质进入。

　　(5)所有工器具、零部件、垫片、阀门等在检修后必须严格脱脂。

　　(6)氧气压缩机在更换活塞环后应先进行逐级吹扫后再试车，以吹除气腔、管线内的微粒杂质，有条件的可用氮气进行吹扫和试车。

　　(7)定期对氧气压缩机进口过滤器进行检查。

　　[参考文献]

　　[1]北京钢铁学院制氧教研组编.制氧工问答[M].北京:冶金工业出版社, 1978

　　[2]化工百科全书(第18卷) [M].北京:化学工业出版社,1994: 529~531

　　[3]国家机械工业委员会统编.中级制氧工工艺学[M].北京:机械工业出版社, 1988