空分設(shè)備運(yùn)行中的危險(xiǎn)因素及其防范措施

1、空分設(shè)備運(yùn)行中的危險(xiǎn)因素及其防范措施 空分設(shè)備是化工、冶金等行業(yè)重要的生產(chǎn)設(shè)備之一，由于其特殊的結(jié)構(gòu)和介質(zhì)的理化性質(zhì)，發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)性較大。近些年來，因空分設(shè)備制造缺陷和管理不善等原因，已發(fā)生多起空分設(shè)備的爆炸事故，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)70年末、80年代初，全國共發(fā)生小型空分設(shè)備的爆炸事故100多起，大中型空分設(shè)備事故30多起，就在上世紀(jì)90年代中期后，國內(nèi)外連續(xù)發(fā)生大型空分設(shè)備爆炸，特別是空分主冷凝蒸發(fā)器中烴類物質(zhì)超標(biāo)引起的爆炸是近幾年來事故頻發(fā)的主要原因，不僅影響了生產(chǎn)設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行，而且給企業(yè)和國家造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。以下從實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，淺談空分設(shè)備運(yùn)行中存在的主要危險(xiǎn)因素及防范措

2、施。1危險(xiǎn)因素11設(shè)備外部危險(xiǎn)因素111油類空分設(shè)備主要使用透平油和潤滑油。透平油閃點(diǎn)(開口)195，屬于丙類火災(zāi)危險(xiǎn)性可燃液體，增壓透平膨脹機(jī)透平油管，一旦輸油管道發(fā)生泄漏，遇高熱或明火，會(huì)引起火災(zāi)、爆炸；潤滑油閃點(diǎn)(開口)230，屬于丙類火災(zāi)危險(xiǎn)性的可燃液體，輸油管道一旦發(fā)生泄漏，高熱或明火，也會(huì)引起火災(zāi)、爆炸。112雷電雷電現(xiàn)象是大自然中常見的自然現(xiàn)象之一，由于雷電的發(fā)生具有不確定性、瞬時(shí)性和強(qiáng)放電性，因此能給各用電設(shè)備造成嚴(yán)重的影響，對(duì)空分設(shè)備的正常生產(chǎn)和安全運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。雷擊能夠造成電網(wǎng)波動(dòng)或供電中斷。這將造成動(dòng)力設(shè)備如壓縮機(jī)、泵等的停運(yùn)或損壞；油泵停運(yùn)，極易造成高速運(yùn)轉(zhuǎn)的膨脹機(jī)

3、的軸承由于得不到強(qiáng)制潤滑而出現(xiàn)故障，甚至燒瓦的事故；壓縮機(jī)的停運(yùn)，導(dǎo)致向精餾塔輸送的原料空氣中斷，造成嚴(yán)重后果；雷擊能造成分子篩的電感式直流接近開關(guān)損壞，造成分子篩電加熱器因連鎖而無法啟動(dòng)；雷擊還能夠造成空分裝置電子電氣設(shè)備損壞，控制系統(tǒng)癱瘓，空分設(shè)備停車，直接導(dǎo)致后序生產(chǎn)的停止，嚴(yán)重時(shí)能造成不可想象的事故。12空分設(shè)備內(nèi)部危險(xiǎn)因素121化學(xué)性爆炸危險(xiǎn)因素從大多數(shù)空分設(shè)備爆炸實(shí)例的分析來看，化學(xué)性爆炸是主要的。形成化學(xué)性爆炸的主要因素有三個(gè)方面：一是可燃物，二是助燃物，三是引爆源。因此，空分設(shè)備內(nèi)部危險(xiǎn)因素可以劃分到上述三個(gè)方面中。(1)可燃物。在空分設(shè)備中，可燃物主要是碳?xì)浠衔锘蛴头值缺?/p>

4、危險(xiǎn)雜質(zhì)。原料空氣中含有一定量的碳?xì)浠衔铮鼈兊拈W點(diǎn)都非常低，爆炸極限較寬，生產(chǎn)過程中碳氧化合物在空分裝置內(nèi)過量積聚，如果有引爆源存在的情況下，很容易引起爆炸。大量研究表明，在空分設(shè)備有害雜質(zhì)中，乙炔是形成爆炸的最主要因素。當(dāng)活塞式空壓機(jī)和膨脹機(jī)的潤滑油用量過多時(shí)，可能有部分油滴或油霧隨壓縮空氣進(jìn)入精餾塔。普通潤滑油在壓力7 mpa、溫度高于150時(shí)，很容易裂解為輕餾分，其沸點(diǎn)比原潤滑油低很多，極易氣化混入氧氣中?？辗衷O(shè)備檢修后，也容易遺留油污在設(shè)備內(nèi)。(2)助燃物。氧氣和液氧，是助燃物質(zhì)，為乙類火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì)，是可燃物燃燒爆炸的基本要素之一，能氧化大多數(shù)活性物質(zhì)，與易燃物如乙炔、甲烷等形成

5、有爆炸性的混合物。液氧是空分設(shè)備發(fā)生化學(xué)性爆炸的助燃物?？辗衷O(shè)備中可燃物的濃度達(dá)到爆炸條件時(shí)，助燃物液氧或氣氧，在引爆源因素存在的情況下，極易發(fā)生化學(xué)性爆炸，液氧是空分設(shè)備化學(xué)性爆炸必不可少的條件之一，但同時(shí)也是該生產(chǎn)設(shè)備的主要產(chǎn)品之一。因此，空分設(shè)備化學(xué)性防爆問題就主要在可燃物和引爆源上。(3)引爆源引爆源主要有：爆炸性雜質(zhì)固體微粒相互摩擦或與器壁摩擦；靜電放電；氣波沖擊、流體沖擊或汽蝕現(xiàn)象引起的壓力脈沖，造成局部壓力高而使溫度升高；化學(xué)活性特別強(qiáng)的物質(zhì)存在，使液氧中可燃物質(zhì)混合物的爆炸敏感性增大。以下幾種雜質(zhì)危險(xiǎn)因素能夠制造引爆源。1)二氧化碳。當(dāng)液氧中含有少量冰粒、固體二氧化碳時(shí)，會(huì)產(chǎn)生

6、靜電荷，如果二氧化碳的含量提高到200-300x104，所產(chǎn)生的靜電位可達(dá)到3000v。同時(shí)，固體二氧化碳能夠堵塞液氧通道而導(dǎo)致“死端沸騰”，從而使得液氧中的碳氧化合物濃度不斷提高，在達(dá)到爆炸濃度后，一旦有引爆源存在即會(huì)產(chǎn)生爆炸。造成c02含最高的主要原因有：分子篩因長期使用下沉或氣流沖擊而粉碎，分子篩吸附器吸附床層出現(xiàn)空隙，氣流短路；分子篩對(duì)特定氣體有很強(qiáng)的吸附能力，但它有一個(gè)最佳溫度工作區(qū)，進(jìn)氣溫度超出這個(gè)工作區(qū)，會(huì)導(dǎo)致分子篩對(duì)c02吸附能力下降。2)氧化亞氮。氧化亞氮不屬于易燃易爆組分，僅有氧化亞氮的存在不會(huì)引發(fā)重大安全事故，但它沸點(diǎn)高、揮發(fā)度低、溶解度小，屬于堵塞組分，一旦在主冷中由于

7、某種原因氧化亞氮以固體狀態(tài)析出后，極易形成“干蒸發(fā)”或“死端沸騰”而造成碳?xì)浠衔锏木奂?，在達(dá)到爆炸濃度后，一旦有引爆源存在即會(huì)產(chǎn)生爆炸。常用吸附劑(氧化鋁、分子篩和硅膠)對(duì)氧化亞氮僅能部分吸附。3)液態(tài)臭氧液態(tài)臭氧(03)是一種深藍(lán)色的液體，屬于化學(xué)特性比較強(qiáng)的物質(zhì)，在通常條件下，該液體氣化、分解，使氧的分壓急劇增大，增大了液氧中可燃物質(zhì)混合物的爆炸敏感性，在爆發(fā)率為100時(shí)，引爆所需能量一般下降3045。在生產(chǎn)過程中，液氧通過空分塔閥門時(shí)，長時(shí)間受到摩擦和氣流沖擊，在產(chǎn)生的靜電作用的條件下，能夠使少部分液氧變成液態(tài)臭氧(03)。4)固體粉塵固體粉塵對(duì)空分設(shè)備安全生產(chǎn)的危害性極大。輕者堵塞換

8、熱器通道，降低傳熱效率，堵塞精餾塔塔板，降低產(chǎn)品純度和產(chǎn)量；重則堵塞乇冷板式氧通道，加速液氧中烴類雜質(zhì)的濃縮和其他有害雜質(zhì)在液氧中的積聚；它是一種靜電放電引爆源，會(huì)引發(fā)主冷爆炸。固體粉塵主要來源于以下幾方面：空氣過濾器未將大氣中的粉塵過濾干凈，使其隨空氣進(jìn)入空分塔；空分設(shè)備加熱系統(tǒng)干燥器的鋁膠粉末隨空氣進(jìn)入空分塔；硅膠吸附器產(chǎn)生的粉末隨液空和液氧進(jìn)入上塔和主冷；空分塔內(nèi)鋁合金管道或容器因腐蝕和老化產(chǎn)生的氧化鋁粉末進(jìn)入主冷空分設(shè)備；在制造、安裝和檢修時(shí)不小心，很可能使灰塵、金屬粉末或珠光砂進(jìn)入容器或管道，最終進(jìn)入主冷。122物理性爆炸危險(xiǎn)因素根據(jù)壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程附件一，壓力容器的設(shè)計(jì)壓力

9、(p)分為低壓、中壓、高壓、超高壓4個(gè)壓力等級(jí)，具體劃分如下：低壓01 mpap16 mpa，中壓16 mpap10mpa，高壓10 mpap100 mpa，超高壓p100 mpa?？辗衷O(shè)備中，很多裝置的最高工作壓力都會(huì)處在高壓段，如果這些裝置的壓力超過設(shè)計(jì)允許值或壓力表失靈，均存在著裂紋、破碎、爆炸的危險(xiǎn)。另外，輸氣壓力管道也會(huì)存在類似的危險(xiǎn)。2危險(xiǎn)因素的防范措施21加強(qiáng)空分設(shè)備的管理(1)定期清洗。運(yùn)轉(zhuǎn)2年或更長時(shí)間時(shí)，應(yīng)對(duì)精餾塔及液氧循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行清洗脫脂，主冷單元應(yīng)浸泡8 h，清洗后用足夠壓力的空氣徹底吹除，而后充分加溫干燥。(2)防止靜電積聚及雷擊。液氧的單位電阻較大，易于產(chǎn)生靜電，在

10、不接地情況下可產(chǎn)生數(shù)千伏的靜電電壓，同時(shí)雷擊對(duì)空分設(shè)備也有很大的威脅，所以要定期對(duì)空分裝置進(jìn)行接地檢查。(3)防止油的進(jìn)入。若油被帶入空分裝置，會(huì)污染吸附劑，影響對(duì)乙炔的吸附，所以應(yīng)取消易使空氣帶油的羅茨風(fēng)機(jī)，加強(qiáng)膨脹機(jī)的檢修和維護(hù)。(4)加強(qiáng)電石渣的管理。電石渣中剩余乙炔對(duì)空氣污染很大，特別是下雨天更為嚴(yán)重，應(yīng)嚴(yán)格管理，最好遠(yuǎn)遠(yuǎn)埋于地下。(5)加強(qiáng)操作、維護(hù)、管理。對(duì)于清除有害雜質(zhì)的環(huán)節(jié)要認(rèn)真；監(jiān)測用的儀器、儀表要定期校驗(yàn)；超周期運(yùn)行要慎重，要及時(shí)停車加熱吹除；嚴(yán)格遵守工藝紀(jì)律，杜絕違章作業(yè)，嚴(yán)格執(zhí)行“四不放過”。22加強(qiáng)設(shè)備前端的凈化(1)加強(qiáng)原料空氣質(zhì)量控制。氧氣生產(chǎn)區(qū)應(yīng)常年在上風(fēng)向，距

11、乙炔發(fā)生站300m以上，遠(yuǎn)離有害氣體源，加強(qiáng)原料空氣質(zhì)量控制，一旦污染嚴(yán)重，要采取相應(yīng)措施。(2)清除有害物質(zhì)，防止碳?xì)浠衔锏确e聚。充分發(fā)揮液空液氧吸附器清除有害雜質(zhì)的作用，嚴(yán)格按期倒換吸附器和控制加熱再生溫度，提高吸附效率；從主冷中排放1的產(chǎn)品液氧，清除碳?xì)浠衔?；定期?duì)空分進(jìn)行大加溫，以除去積聚在熱交換器和精餾塔內(nèi)殘留的二氧化碳及碳氧化合物雜質(zhì)；液氧泵長期投入運(yùn)行，采用分子篩吸附的，氧化亞氮吸附效果不好，可在分子篩吸附器內(nèi)加一層5a分子篩。23建立完善的監(jiān)測體系及報(bào)警系統(tǒng)采用高、精、尖檢測儀表，實(shí)現(xiàn)空分氣源及設(shè)備內(nèi)有害雜質(zhì)的在線和離線監(jiān)測，監(jiān)測對(duì)象包括：乙炔、甲烷、總碳、二氧化碳、氧化亞氮等有害物質(zhì)?？辗衷O(shè)備安裝相應(yīng)報(bào)警系統(tǒng)，若環(huán)境惡化時(shí)，能夠起動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)和有效措施，把有害物質(zhì)控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。對(duì)潤滑油的油脂質(zhì)量及含量進(jìn)行監(jiān)測，保證有足夠黏度和穩(wěn)定性，確