異丁烯壓縮機及其管線的安全設(shè)計

1、 化工安全設(shè)計 課程設(shè)計設(shè)計題目異丁烯壓縮機及其管線的安全設(shè)計學(xué) 院xxx專 業(yè)姓 名班 級指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師評語及成績：指導(dǎo)教師： 2011年 7 月 6 日異丁烯壓縮機及其管線的安全設(shè)計摘要在石油、化工生產(chǎn)過程中大量使用輸送的設(shè)備中，主要分為輸送液體和輸送氣體的機械設(shè)備。輸送液體的主要機械設(shè)備是泵類設(shè)備，輸送氣體的主要設(shè)備是壓縮機。石油氣和天然氣的儲運離不開管道、儲罐以及壓縮機。管道是輸送工具，儲罐是儲存設(shè)備，而壓縮機是連接管道和儲罐的輸送動力裝置。本文通過查詢異丁烯理化性質(zhì)，根據(jù)已知參數(shù)確定異丁烯壓縮機類型、壓縮機的安全措施、壓縮機管線的選材與布置，并進行整體安全設(shè)計。關(guān)鍵詞：異丁烯 壓縮

2、機 管線 安全設(shè)計目錄第1章 壓縮機的概況.11.1 壓縮機的分類和特點.11.1.1 壓縮機的分類.11.1.2 壓縮機的組成.21.1.3 壓縮機的特點.2第2章 異丁烯壓縮機的選型.52.1 設(shè)計參數(shù).52.2 異丁烯壓縮機的設(shè)計選擇要求.52.2.1 異丁烯對壓縮機的要求.52.3 異丁烯壓縮機的選擇.5第3章 異丁烯壓縮機的危險性分析.93.1 異丁烯壓縮機的預(yù)先危險性分析（PHA）.93.2 異丁烯壓縮機的故障類型及影響分析（FMEA）.93.2.1 壓縮機脈動現(xiàn)象.93.2.2 壓縮機的氣柱共振現(xiàn)象.93.3 異丁烯壓縮機及其管線和環(huán)境的作業(yè)危險性分析（LEC）.11第4章 異丁

3、烯壓縮機的安全措施.134.1 異丁烯壓縮機的安全措施.13第5章 異丁烯壓縮機系統(tǒng)的安全運行.155.1 異丁烯壓縮機系統(tǒng)的安全運行.155.2 異丁烯壓縮機電氣系統(tǒng)的安全運行.155.2.1 異丁烯壓縮機系統(tǒng)的防靜電的安全對策措施.165.2.2 供配電.165.2.3 電氣設(shè)備.175.2.4 電氣防火防爆.17第6章 異丁烯壓縮機管線的安全設(shè)計.196.1 異丁烯的理化性質(zhì)及管道設(shè)計參數(shù).196.2 管道及其附件的選材.196.2.1 選材的要求說明.196.2.2 管道的選材.206.2.3 適用范圍.216.2.4 支架的選材.246.2.5 零配件的選材.256.2.6 法蘭的墊

4、片.256.2.7 法蘭.266.2.8 孔板流量計.266.2.9 波士頓壓力表.286.2.10 雙溫度計.296.3 管道排布的危險性分析.296.3.1 異丁烯管道的預(yù)先危險性分析（PHA）.296.3.2 異丁烯管道的故障類型及影響分析（FMEA）.306.4 管道排布的安全措施.336.4.1 管道.336.4.2 閥門.346.4.3 管道支架.35第7章 異丁烯壓縮機及管線的安全運行圖說明.37參考文獻.38總結(jié).39南京工業(yè)大學(xué)本科生課程設(shè)計（論文）第1章 壓縮機的概況壓縮機是一種與現(xiàn)代工業(yè)和生活密切相關(guān)的通用機械設(shè)備，尤其是在礦山、冶金、機械、食品、制藥、石油、化工等的各個

5、領(lǐng)域都發(fā)揮重要作用。在石油、化工生產(chǎn)過程中大量使用輸送的設(shè)備中，主要分為輸送液體和輸送氣體的機械設(shè)備。輸送液體的主要機械設(shè)備是泵類設(shè)備，輸送氣體的主要設(shè)備是壓縮機。石油氣和天然氣的儲運離不開管道、儲罐以及壓縮機。管道是輸送工具，儲罐是儲存設(shè)備，而壓縮機是連接管道和儲罐的輸送動力裝置。這是石油、化工等領(lǐng)域生產(chǎn)過程本身特點決定的。在石油、化工生產(chǎn)中，許多的原料、半成品和成品，均以氣態(tài)狀態(tài)存在，工藝過程中需要某種機械設(shè)備給予一定的外加能量，使其從一處送到另一處，或從低壓變?yōu)楦邏骸嚎s機就是一種從動的流體機械，用來增加氣體的能量、克服流動阻力，達到沿管路輸送氣體和增加氣體壓力的目的。1.1 壓縮機的分

6、類和特點1.1.1 壓縮機的分類壓縮機種類很多，按工作原理可以分為3大類：容積型、動力（速度）型、熱力型壓縮機。(1)容積型壓縮機在壓縮機中，壓力的提高是依靠活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運動，并將氣體的體積壓縮，最終實現(xiàn)氣體輸送的氣體輸送設(shè)備（機器）稱為容積型壓縮機。容積型壓縮機按結(jié)構(gòu)形式的不同分類主要有兩種類型：往復(fù)式壓縮機；回旋式（旋轉(zhuǎn)式）壓縮機。往復(fù)式壓縮機包括活塞式壓縮機、隔膜式壓縮機?；匦剑ㄐD(zhuǎn)式）壓縮機包括單螺桿式壓縮機、雙螺桿式壓縮機、羅茨式壓縮機、液環(huán)式壓縮機（液體活塞）、滑片式壓縮機、渦旋式壓縮機等(2)動力型（速度型或透平型）壓縮機動力型壓縮機是靠高速旋轉(zhuǎn)葉輪的作用，提高氣體的壓力

7、和速度，隨后在固定元件中，使一部分速度能進一步轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能的一種氣體輸送設(shè)備。動力型壓縮機主要有4種類型：離心式壓縮機、軸流式壓縮機、混流式壓縮機、旋渦式壓縮機。(3)熱力型壓縮機熱力型壓縮機是利用高速氣體或蒸氣的噴射并攜帶著向內(nèi)流動的氣體，然后在熱力型壓縮機的擴壓器中，把混合物的速度能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能的一種氣體輸送設(shè)備。熱力型壓縮機主要有一種類型：噴射型壓縮機，也可以稱為噴射器或噴射泵。其組成可以分為三個部分。1.1.2 壓縮機的組成基本部分：包括機身、中體、曲軸、連桿、十字頭組成，其作用是傳遞動力。連接基礎(chǔ)和氣缸部分。氣缸部分：包括氣缸、氣閥、活塞、填料以及安置在氣缸上的排氣量調(diào)節(jié)

8、裝置等部分，其作用是形成壓縮容積和組織氣體泄漏。輔助部分：包括冷凝器、緩沖器、液體分離器、濾清器、安全閥、油泵、注油器及各種管路系統(tǒng)，這些部件是保證壓縮機正常運轉(zhuǎn)。1.1.3 壓縮機的特點(1)容積型壓縮機特點容積式壓縮機，其氣體壓力的提高是由于壓縮機中氣體的容積被縮小，和氣體彼此接近和單位體積內(nèi)氣體的密度增加的結(jié)果。此類壓縮機，以往復(fù)式壓縮機中的活塞式壓縮機為典型代表。旋轉(zhuǎn)式（回旋式）壓縮機中以螺桿式壓縮機為典型代表。往復(fù)式壓縮機特點往復(fù)活塞式壓縮機作為重要的能量轉(zhuǎn)換機器是石油、天然氣、化工、礦山及其他工業(yè)部門中必不可少的關(guān)鍵設(shè)備。往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)與往復(fù)泵類似，是依靠活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運動來

9、吸入和壓縮氣缸內(nèi)的氣體。往復(fù)活塞式壓縮機與其他類型壓縮機相比，具有以下特點：a.適應(yīng)壓力范圍廣 排氣壓力波動時排氣量比較穩(wěn)定，因此可工作在低壓、中壓、高壓到超高壓范圍內(nèi)。b.熱效率較高 由于工作原理的不同，活塞式壓縮機比離心式壓縮機效率高、單位耗電量少。c.適應(yīng)性強 即排氣范圍較廣，且不受壓力高低的影響，能適應(yīng)較廣闊的壓力范圍。此外，氣體的密度對壓縮機性能的影響不如速度型那么顯著，所以同一規(guī)格的壓縮機，其用于壓縮不同介質(zhì)時較易改造。d.對制造壓縮機的金屬材料要求不苛刻 多用普通鋼鐵材料，加工較容易，造價低廉。e.活塞式壓縮機技術(shù)較成熟，裝置系統(tǒng)較簡單，生產(chǎn)使用上積累了大量經(jīng)驗。f.氣體的重度和

10、特性對壓縮機的工作性能影響不大，同一臺壓縮機可以用于不同氣體。g.驅(qū)動機比較簡單，大都采用電動機，一般不調(diào)速，可維修性強。但是，這種壓縮機也有其缺點：a.轉(zhuǎn)速不高，機器尺寸和質(zhì)量較大，需要較大的空間和基礎(chǔ)。b.排氣不連續(xù)，造成氣流脈動，嚴重時往往因氣流脈動共振，造成機件等的損壞。c.運作時有較大的振動。d.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，維修工作量較大。e.大型工廠采用多臺壓縮機組時，操作人員多或工作強度較大。旋轉(zhuǎn)式（回旋式）螺桿壓縮機特點旋轉(zhuǎn)式（回旋式）壓縮機是依靠容積做回轉(zhuǎn)運動變化來實現(xiàn)氣體吸入和排出，而容積的變化又是借壓縮機的一個或幾個轉(zhuǎn)子在氣缸里作回轉(zhuǎn)運動來完成的。此類壓縮機以螺桿式壓縮機為典型代

11、表。旋轉(zhuǎn)式壓縮機是借設(shè)置在密閉室內(nèi)的特殊旋轉(zhuǎn)體來壓縮氣體的容積式壓縮機。螺桿式壓縮機是在兩個高速回轉(zhuǎn)，并按一定傳動比，相互嚙合的凹、凸螺旋形轉(zhuǎn)子的螺旋槽中壓送氣體的；它是一種大容量壓縮機。螺桿式壓縮機具有強制輸氣的特點，其排氣量幾乎不受排氣壓力的影響，不同與動力型壓縮機，其壓縮比與轉(zhuǎn)速、氣體密度無關(guān)系。螺桿式壓縮機在寬廣的工況范圍內(nèi)，仍能保持較高的效率，沒有動力型壓縮機在小排氣量時出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。螺桿式壓縮機運轉(zhuǎn)可靠，使用壽命長，易于實現(xiàn)遠距離控制；此外，由于沒有往復(fù)運動零部件，不存在不平衡慣性力，所以螺桿式壓縮機基礎(chǔ)小，可實現(xiàn)無基礎(chǔ)運轉(zhuǎn)或在室外移動施工中使用。螺桿式壓縮機的缺點如下：a.螺桿式

12、壓縮機在運作過程中會產(chǎn)生很強的噪聲。b.加工精度要求較高，必須在專用設(shè)備上加工。c.由于螺桿式壓縮機是依靠間隙密封氣體，以及轉(zhuǎn)子剛度等方面的限制，螺桿式壓縮機只適用于中、低壓范圍。d.流量調(diào)節(jié)困難。(2)動力型壓縮機特點動力型壓縮機，它利用高速旋轉(zhuǎn)的工作輪將其機械能傳遞給氣體，從而是氣體的壓力得以提高。此類壓縮機以離心式壓縮機為典型代表，此外，還要軸流式壓縮機等。動力型離心式壓縮機特點離心式壓縮機是依靠機殼內(nèi)的葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力作用給氣體以壓力和速度。此種壓縮機的機殼內(nèi)設(shè)有的環(huán)形通道和導(dǎo)向葉片構(gòu)成的擴壓器，用以降低葉輪出口氣體的速度、提高氣體的壓力，但此時氣體需冷卻。離心式壓縮機的特點：a

13、.壓力和氣量介于往復(fù)式壓縮機和軸流式壓縮機之間。b.因壓縮氣體無脈動，不需設(shè)儲氣罐c.可以通過改變氣體通道阻力的方式很容易地控制氣量。d.效率較高，僅次于軸流式壓縮機。動力型軸流式壓縮機特點軸流式壓縮機由旋轉(zhuǎn)葉片和固定在機殼內(nèi)的導(dǎo)向葉片所組成，氣體在葉片上的流動如同螺旋槳上的氣流一樣為軸流。軸流式壓縮機的特點：a.適用于大流量的場合。b.壓力變化時，流量變化較小。c.轉(zhuǎn)速低，適用于一般汽輪機、燃氣輪機直接驅(qū)動。d.結(jié)構(gòu)簡單，運行維修方便。39e.工藝要求高，葉片形式復(fù)雜。第2章 異丁烯壓縮機的選型2.1 設(shè)計參數(shù)操作溫度25；流量（進口氣量）200m3/h；操作壓力5.065×105

14、 Pa；壓縮（輸送）介質(zhì)為異丁烯。 2.2 異丁烯壓縮機的設(shè)計選擇要求2.2.1 異丁烯對壓縮機的要求由于異丁烯本身易燃易爆、有低毒等特性，決定其：(1)壓縮機要求不能發(fā)生泄漏，嚴格控制和防止壓縮氣體漏出機外或機外空氣進入氣缸內(nèi)。(2)壓縮機應(yīng)有防止產(chǎn)生或消除靜電的措施。(3)壓縮機的驅(qū)動機及有關(guān)電器，應(yīng)根據(jù)異丁烯的燃燒爆炸危險程度和環(huán)境要求，選用相應(yīng)等級的防爆或隔爆措施等。2.2.2 異丁烯對壓縮機的選擇應(yīng)滿足設(shè)計參數(shù)的要求。即異丁烯對壓縮機的進氣量、進、排氣壓力和溫度應(yīng)在設(shè)計范圍內(nèi)，異丁烯對壓縮機的適用性和可靠性，異丁烯對壓縮機的安全、自鎖性能，以及異丁烯壓縮機的效率、設(shè)計成本、運行成本等

15、。2.3 異丁烯壓縮機的選擇(1)根據(jù)進口流量200m3/h換算為3.33m3/min、進口壓力（操作壓力）為5.065×105 Pa可以確定選用往復(fù)式中的小型活塞式壓縮機。其適用于小流量、高壓力的場合?；钊綁嚎s機由于轉(zhuǎn)速低，宜采用電動機驅(qū)動，驅(qū)動機的轉(zhuǎn)速應(yīng)與壓縮機的轉(zhuǎn)速相匹配，這樣可減少機械損失，并使結(jié)構(gòu)簡化?；钊綁嚎s機的工作過程：活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)式運動，引起工作室容積的擴大和縮小，當容積擴大時氣缸內(nèi)壓強降低，進口管氣體即進入氣缸，當工作室容積擴大至最大時即到達終點，吸氣完成；活塞返回時容積縮小，氣缸內(nèi)壓強上升，至氣體壓縮達到出口壓力并能克服彈簧的阻力后完成了壓縮過程；氣缸內(nèi)

16、壓力稍高于出口壓力時，出口閥門打開開始排氣過程，直到活塞行至終點即完成了一個循環(huán)。(2)根據(jù)壓縮機設(shè)計手冊和設(shè)計標準查詢，對于小型壓縮機一般選擇立式或角度式。V型結(jié)構(gòu)是相鄰兩列的氣缸中心線夾角可以做成90°、75°、60°等，其慣性力平衡較好，V型結(jié)構(gòu)能充分利用空間，氣缸彼此錯開一定的角度，有利于氣閥的安裝與布置，結(jié)構(gòu)緊湊、散熱好且工作平穩(wěn)。綜合考慮選擇角度式V型。通過查常用氣體的主要物理性質(zhì)表可得，異丁烯是對壓縮終了溫度有限制的氣體，查得異丁烯的溫度限制范圍是<120，根據(jù)此溫度查所限溫度與級數(shù)圖可得，選擇單級壓縮機其效率較高，可靠性高。(3)根據(jù)異丁烯易

17、燃易爆、有低毒等特性，由壓縮機設(shè)計手冊查得，必須選用有十字頭的運動結(jié)構(gòu)，而在此結(jié)構(gòu)下，壓縮機大多數(shù)都是使用水冷。(4)壓縮機的驅(qū)動包括驅(qū)動機和傳動裝置，根據(jù)異丁烯壓縮機的使用擬采用電動機驅(qū)動，這是綜合考慮各部分使用的動力裝置，壓縮機的功率和轉(zhuǎn)速、工作條件來選定的形式。異丁烯壓縮機的驅(qū)動機選擇應(yīng)滿足壓縮機本身轉(zhuǎn)速的要求，即壓縮機與驅(qū)動機要有相同或相近的轉(zhuǎn)速，以減少機械損壞。(5)由于異丁烯易燃易爆、有低毒等特性，根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范要求，異丁烯壓縮機的驅(qū)動機不得使用皮帶傳動，并具有相應(yīng)的安全防爆或防火等級，有相應(yīng)的防護類型。異丁烯在空氣中的爆炸下限為1.8%(<10%)，因此判斷異

18、丁烯的可燃氣體火災(zāi)危險性為甲類，異丁烯是具有易燃易爆特性的危險氣體，在異丁烯壓縮機運行過程中內(nèi)部充滿了異丁烯氣體，所以為防止火花、電弧和危險溫度點燃爆炸性混合物，設(shè)備的防爆類型為隔爆型（標志d）。異丁烯壓縮機的驅(qū)動機選擇隔爆型使其具有隔爆外殼，隔爆型是根據(jù)最大不傳爆間隙設(shè)計的。這樣即使內(nèi)部有爆炸危險性混合物進入并引起爆炸，也不致引起外部爆炸性混合物的爆炸。根據(jù)異丁烯的MESC（最大實驗安全間隙）在0.91.14之間，確定為第類，A級。根據(jù)異丁烯的引燃溫度465450屬于T1。綜上所述：異丁烯壓縮機防爆類型為dAT1。在異丁烯壓縮機運行過程中要盡可能防止小的固體和灰塵進入壓縮機，所以在第一種防護

19、中采用第5級防護等級，由于異丁烯壓縮機站宜采取露天或敞開式布置，所以在第二種防護中采用第4級防護等級，以防止下雨天的雨水濺到壓縮機里，以此來確保壓縮機的正常運行。綜上所述：異丁烯壓縮機防護類型為IP54，即能防止灰塵進入達到影響正常運行的程度，能完全防止觸及殼內(nèi)帶電或運動部分，并且任何方向的濺水對壓縮機無有害影響。(6)為確保生產(chǎn)正常進行，便于維修和更換，異丁烯壓縮機應(yīng)采用一開一備機組。壓縮機組可在某一臺壓縮機故障檢修時切換啟動備機，而不至于嚴重影響裝置的生產(chǎn)。根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范查得，兩臺壓縮機之間的防火間距不應(yīng)小于9m，并安放在壓縮機站廠房內(nèi)。綜合以上條件和選擇，根據(jù)容積式壓縮機型

20、號編制方法 JB/T 25891999和壓縮機型號產(chǎn)品目錄，選擇了如下的異丁烯壓縮機型號VW4/(0.62.4)，即V型無潤滑，流量為4m3/min，進氣口壓力為0.6MPa，出氣口壓力為2.4MPa的單級雙缸異丁烯壓縮機。并采用一開一備2臺異丁烯壓縮機構(gòu)成機組，防止因壓縮機組停運而導(dǎo)致事故。(7)壓縮比及出口溫度的計算壓縮比： (2-1)出口溫度：(2-2)上式中：T-出口處溫度Ts-入口處溫度-壓縮比K-絕熱指數(shù) 通過查常用氣體的主要物理性質(zhì)表可得，異丁烯絕熱指數(shù)為1.106，帶入公式(2-2)計算得到出口處的溫度為67。由于異丁烯是對壓縮終了溫度有限制的氣體，查的異丁烯的溫度限制范圍是&

21、lt;120，其目的為防止發(fā)生爆炸。比較可得，出口處的溫度在溫度限制范圍內(nèi)，是安全的。此外，出口處溫度低于活塞式壓縮機的通常限制溫度176，因此，此種異丁烯壓縮機符合安全要求。第3章 異丁烯壓縮機的危險性分析3.1 異丁烯壓縮機的預(yù)先危險性分析（PHA）(1)異丁烯易燃易爆有低毒性，由于壓縮機發(fā)生泄漏、操作失誤、防護不當，易造成爆炸危險和造成人體中毒。(2)輸送異丁烯的壓縮機在運作或開停車的過程中極易發(fā)生爆炸事故。(3)異丁烯壓縮機的驅(qū)動機周圍環(huán)境可能產(chǎn)生電火花或出現(xiàn)液體進入壓縮機，造成驅(qū)動機停運，以至于整個壓縮機和生產(chǎn)系統(tǒng)停運。(4)運行過程中異丁烯壓縮機可能會產(chǎn)生高溫高壓，存在爆炸危險性。

22、(5)異丁烯壓縮機在運轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生很強的噪聲。異丁烯壓縮機的工業(yè)噪聲級?？蛇_到92110dB，大大超過國家的噪聲級標準（80dB），對操作者有較大傷害。通過對異丁烯壓縮機進行預(yù)先危險性分析可知：異丁烯具有易燃易爆、有毒等特性，異丁烯壓縮機中存在爆炸和著火、中毒窒息、觸電、機械傷害、噪聲、高溫與中暑等危險、有害因素。主要的危險是爆炸和著火，其危險等級為級（破壞性的）；其次是中毒窒息、觸電，其危險等級為級（危險的）；再次是噪聲、機械傷害、高溫與中暑、腐蝕等，其危險等級為級（臨界的）。3.2 異丁烯壓縮機的故障類型及影響分析（FMEA）3.2.1 壓縮機脈動現(xiàn)象氣流在管路中流動如沒有壓力和速度的波

23、動，則氣流對管路只有靜力作用而無動力作用，也就不會引起振動，由于活塞式壓縮機，吸、排氣過程是間歇性的，使氣流的壓力和速度呈周期性的變化，導(dǎo)致管內(nèi)氣體呈脈動狀態(tài)，致使管內(nèi)氣體參數(shù)不僅隨位置變化，而且隨時間作周期性變化，如壓力、速度、密度等，這就產(chǎn)生氣流脈動。3.2.2 壓縮機的氣柱共振現(xiàn)象管路系統(tǒng)內(nèi)所容納的氣體稱為氣柱。氣體向任何振動物體一樣，它具有一定的質(zhì)量，可以壓縮、膨脹，具有一定彈性，所以氣柱本身就像一個彈簧那樣，在一定激發(fā)力作用下會發(fā)生振動。壓縮機裝在管路的始端，活塞運動時周期性的向管路吸氣排氣，對管路中的氣柱產(chǎn)生激發(fā)力，引起氣柱振動。當往復(fù)壓縮機的激發(fā)頻率與某階段的氣柱固有頻率相重合時

24、，則氣柱系統(tǒng)將呈現(xiàn)出最大的振動響應(yīng)，形成強烈的氣流壓力脈動，這種現(xiàn)象稱為氣柱共振。表3-1 故障類型分析表組成元素故障類型故障原因故障影響校正措施氣缸過熱冷卻水供給不足；吸入溫度過高；排氣閥內(nèi)氣體泄漏；運動機構(gòu)中的活塞桿彎曲，使活塞在氣缸中不垂直度超過規(guī)定而引起活塞與氣缸貼面傾斜，摩擦加劇產(chǎn)生高溫。使相關(guān)部件發(fā)生故障；長時間過熱會降低電機絕緣性能和可靠性，縮短電機壽命；嚴重損壞缸體和活塞；產(chǎn)生很大的噪聲足量供給冷卻水；檢查吸、排氣閥故障安裝和檢修時氣缸余隙容積過??；氣缸蓋與活塞的前后死點間隙過小，產(chǎn)生直接碰撞；安裝時由于曲軸與氣缸軸線不垂直，連桿、十字頭、活塞與氣缸中心線不重合，誤差超過允許值

25、；氣缸中掉入金屬碎片和其他雜質(zhì)，將在氣缸內(nèi)產(chǎn)生異常響聲；由于壓縮機長期運行，氣缸和活塞、活塞環(huán)磨損嚴重，因而相對間隙增大，氣缸和活塞環(huán)之間產(chǎn)生松動和響聲。調(diào)整好氣缸余隙容積；調(diào)整活塞行程，增加活塞與死點間隙；安裝時注意曲軸與氣缸軸線垂直，連桿、十字頭、活塞與氣缸中心線的誤差在允許范圍內(nèi)；定期清理氣缸內(nèi)的雜質(zhì)；定期更換活塞環(huán)。振動氣缸與底座調(diào)整不良，連接螺栓松動；氣缸與活塞環(huán)磨損或間隙過大；氣缸余隙太小活塞在往復(fù)運動中碰撞閥座，發(fā)出沉悶的金屬撞擊聲和振動；活塞和閥座上的螺栓和螺母因松動落入氣缸，發(fā)生敲擊振動；壓縮機在運行中曾中斷供水，閥門、缸壁、活塞溫度迅速上升，在高溫下突然通入冷卻水冷卻氣缸，

26、使缸壁驟然冷卻而抱住活塞，產(chǎn)生很大振動，甚至嚴重損壞缸體和活塞。調(diào)整好氣缸與底座；更換活塞環(huán)或調(diào)整氣缸與活塞環(huán)之間的間隙；調(diào)整氣缸余隙，使之不致過??；定期檢查活塞和閥座上的螺栓和螺母是否松動并及時擰緊；維持穩(wěn)定的供水，即使中斷供水，也要等氣缸冷卻后再通入冷卻水。冷卻器效率低冷卻水進水溫度高；冷卻器傳熱效果差；冷卻器中間隔板破裂；冷卻水量減小。冷卻效果不好降低冷卻水進水溫度；清理傳熱表面的水垢，增大傳熱面積；更換冷卻器中間隔板；維持穩(wěn)定的冷卻水量。軸承過熱軸頸與軸瓦接觸不良；軸承徑向、軸向間隙過??；曲軸發(fā)生彎曲或扭曲；主軸與電動機軸之間聯(lián)軸器不對中量太大發(fā)動機無法正常工作調(diào)整軸頸與軸瓦之間的接觸

27、；調(diào)整軸承徑向、軸向間隙；調(diào)整主軸與電動機軸之間聯(lián)軸器?；钊h(huán)故障 活塞環(huán)材料缺陷；長期在高溫下工作?；钊h(huán)斷裂；活塞環(huán)脹死，失去彈性，不能自由膨脹；活塞環(huán)過度磨損，間隙增大。使用耐高溫材料；定期更換活塞環(huán)。吸氣閥泄漏 彈簧力過??；彈簧端面與軸線不垂直；閥座、閥片嚴重磨損。吸氣閥溫度升高，閥蓋發(fā)熱；對應(yīng)排氣閥溫度升高；壓縮機排氣量下降；進氣溫度升高。更換彈簧力大的彈簧；使彈簧端面與軸線垂直；更換閥座、閥片。排氣閥泄漏閥座密封面不平，表面粗糙度達不到要求；密封面被碰傷；閥片變形破裂；間隙通道有異物卡住。排氣閥溫度升高，閥片發(fā)熱；排氣壓力下降；壓縮機排氣量下降。使表面粗糙度達到規(guī)定要求，閥座密封面

28、要平；保護好密封面不要被碰傷；更換閥片；間隙通道保證通暢，不要被異物卡住。3.3 異丁烯壓縮機及其管線和環(huán)境的作業(yè)危險性分析（LEC）根據(jù)格雷厄姆金尼法采用的評價程序和原則，異丁烯壓縮機的特點，按照作業(yè)條件危險性評價方法、步驟進行取值，計算并評定危險等級 。危險性 = L E C式中 L -事故或危險事件發(fā)生的可能性分數(shù)值； E -暴露于危險環(huán)境中的時間長短的分數(shù)值； C -事故或危險事件后果的分數(shù)值。表3-2 作業(yè)條件危險性分析序號作業(yè)名稱LECD=L×E×C危險等級1異丁烯輸送管線巡檢作業(yè)1339稍有危險2異丁烯輸送管線安裝、維修作業(yè)31721比較危險3異丁烯儲罐、壓縮

29、機站及輸送管線異常情況處理作業(yè)311545比較危險4電工作業(yè)131545比較危險5異丁烯卸料作業(yè)13721比較危險第4章 異丁烯壓縮機的安全措施4.1 異丁烯壓縮機的安全措施4.1.1 由于異丁烯易燃易爆、有低毒性，必須保證不能發(fā)生泄漏，要求異丁烯壓縮機采取相應(yīng)措施：(1)異丁烯壓縮機采用碳鋼制造，主軸采用35CrMo鋼鍛造；(2)在壓縮機內(nèi)部采用迷宮型密封，在壓縮機出入口出加裝機械密封裝置，如加裝機械密封的O型圈；(3)由于異丁烯氣體不允許與空氣混合，因此在系統(tǒng)正常運行后先用氮氣置換空氣，要求壓縮機系統(tǒng)內(nèi)的氣體含氧量小于規(guī)定值；(4)異丁烯壓縮機氣缸進出口都要求設(shè)有緩沖罐，位置都緊靠氣缸進出

30、口。可以有效減少異丁烯壓縮機壓縮氣體的脈沖，減少機組的振動與阻力損失。4.1.2 機組運行中，盡量避免帶負荷緊急停機，只有發(fā)生運行規(guī)程規(guī)定的情況才能緊急停機，采用一開一備壓縮機機組可以有效避免這類情況的發(fā)生。4.1.3 氣體在壓縮過程中產(chǎn)生的熱量靠冷卻器和氣缸夾中的冷卻水帶走。必須保證冷卻器和水夾套的水暢通不得有堵塞現(xiàn)象。冷卻器和水夾套必須定期清洗，冷卻水溫度不應(yīng)超過40。如果壓縮機運轉(zhuǎn)時，冷卻水突然中斷，應(yīng)立即關(guān)閉冷卻水入口閥，而后停機令其自然冷卻。4.1.4 防噪音 當實際運行中出現(xiàn)噪聲危害時，應(yīng)采取隔離噪聲源、設(shè)置消聲器、減振、設(shè)備設(shè)置隔聲罩等措施減輕噪聲危害，噪聲源高于85dB(A)時

31、，應(yīng)使用耳塞或耳罩，安排適當工間休息；并對于長期在各類壓縮機等設(shè)備周圍工作的人員應(yīng)定期進行聽力檢查；長期接觸有毒有害物質(zhì)的作業(yè)人員必須進行就業(yè)前的體檢和定期的健康檢查，開展安全員“健康監(jiān)護”。4.1.5 防止異丁烯壓縮機發(fā)生振動的措施(1)防止產(chǎn)生氣柱共振對一臺異丁烯活塞式壓縮機來說，激發(fā)頻率是一定的。因此防止管道氣柱共振，就只能調(diào)節(jié)氣柱固有頻率，使之避開激發(fā)頻率，以免產(chǎn)生氣柱共振。具體的就是：在設(shè)計階段合理選擇管長；在實施階段合理布置管道排布。(2)防止產(chǎn)生激振力應(yīng)采取措施，降低壓力不均勻度；設(shè)緩沖器，緩沖器是一種穩(wěn)定流體壓力或流量用的小容器，它起到平穩(wěn)壓力或流量的作用，使壓力不均勻度減少、

32、流量平穩(wěn)，從而達到減振目的。(3)防止進氣壓力低、進氣溫度高和氣體分子量減小等；(4)防止管網(wǎng)堵塞使管網(wǎng)特性改變；(5)要堅持在開、停車過程中，升、降速度不可太快，并且先升速后升壓和先降壓后降速；(6)在進口處加裝過濾器，去除其中雜質(zhì)，并定期清理；第5章 異丁烯壓縮機系統(tǒng)的安全運行5.1 異丁烯壓縮機系統(tǒng)的安全運行(1)異丁烯壓縮機為機械運行裝置，通常要有備用。一般為一開一備，并安裝在壓縮機機房內(nèi)，壓縮機機房設(shè)計應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。(2)往復(fù)式壓縮機的間歇吸入和排出，會使氣體產(chǎn)生壓力脈動。因此，應(yīng)在壓縮機進口和出口處設(shè)置緩沖罐，且其位置越接近壓縮機的管口越好。(3)為防止凝液進入異丁烯壓縮機氣缸，

33、必須在各段吸入口前段設(shè)置吸入罐或凝液分離罐，以除去凝液。當凝液為易燃或有害物質(zhì)時，應(yīng)把凝液排往閉式系統(tǒng)集中處理。壓縮機的凝液分離罐應(yīng)盡量靠近壓縮機吸入口布置。管道應(yīng)坡向分離罐，以免凝液進入壓縮機氣缸。(4)異丁烯壓縮機停車時不允許有凝液回流。當異丁烯壓縮機出口管內(nèi)的氣體接近飽和狀態(tài)時，出口管道上要設(shè)置凝液分離罐，同時安裝一個止逆閥。(5)異丁烯壓縮機的管線應(yīng)進行防靜電保護。(6)異丁烯壓縮機入口和出口管道上的切斷閥之間應(yīng)設(shè)過濾器，防止有雜質(zhì)進入異丁烯壓縮機。(7)異丁烯壓縮機有大量的輔助管道，如冷卻水、氣體平衡和放空管道等，冷卻水管線應(yīng)先接往后冷器。(8)異丁烯壓縮機要設(shè)置聯(lián)鎖停車系統(tǒng)，一旦發(fā)

34、生故障，保證進口閥打開、出口閥關(guān)閉，保證最小流量管道全開，淬冷管道全關(guān)，以確保機組的安全。(9)異丁烯壓縮機的出口都應(yīng)設(shè)置安全閥。安全閥的排放量一般應(yīng)為機組的最大設(shè)計排量。安全閥均設(shè)計在出口切斷閥的管道上。(10)應(yīng)設(shè)置異丁烯壓縮機的開車管道，同時還應(yīng)設(shè)置壓縮機的停車排空和排放系統(tǒng)。(11)異丁烯壓縮機設(shè)置自控方案即在出口流量控制器操縱兩個控制閥，吸入閥只能關(guān)至一定開度，若更需小流量，則打開旁路調(diào)節(jié)閥，這樣可以避免直接調(diào)節(jié)進口流量而導(dǎo)致入口端負壓嚴重的缺陷。5.2 異丁烯壓縮機電氣系統(tǒng)的安全運行5.2.1 異丁烯壓縮機系統(tǒng)的防靜電的安全對策措施(1)異丁烯的所有管道設(shè)備等金屬設(shè)施，均應(yīng)設(shè)有可靠

35、的接地，法蘭間加跨接，其接地電阻不應(yīng)大于l0。如果已具有防雷接地措施的，可不必另作靜電接地連接。但對設(shè)備其金屬體應(yīng)與靜電接地干線相連接。(2)壓縮機站廠房內(nèi)的管道，應(yīng)通過異丁烯壓縮機金屬外殼的連接進行靜電接地，要盡量減少管道的彎曲和變形。管網(wǎng)在進出不同爆炸危險場所的邊界，管道分岔口處，應(yīng)進行接地，長距離無分支管道，應(yīng)每隔80100接地一次。異丁烯壓縮機在運行過程中要確保其不帶電，在帶電情況下工作會出現(xiàn)危險，運輸異丁烯的管道每隔一段距離就要靜電接地，所以應(yīng)該用類設(shè)備，設(shè)備的防觸電保護不僅依靠基本絕緣，還包括一種附加的安全措施，即將能觸及的可導(dǎo)電部分與設(shè)施固定布線中的保護接地線相連接。用作靜電接地

36、的材料或零件，安裝前不得涂漆。導(dǎo)電接觸面必須除銹并緊密連接。有防爆要求的操作場所的地面，要采用不發(fā)生火花的防爆地面鋪設(shè)，地面上不應(yīng)鋪橡膠板。使其既能不產(chǎn)生碰撞火花，又能將人體上的靜電荷導(dǎo)入地下。要控制危險物料的流速，以減少靜電荷的產(chǎn)生量。進入工作場所的人員，應(yīng)穿戴防靜電安全鞋、防靜電工作服和防靜電手套。禁止穿戴化纖服裝和帶釘鞋。在裝置入口處建議設(shè)置人體靜電消除設(shè)施。5.2.2 供配電(1)異丁烯壓縮機系統(tǒng)大部分用電負荷屬于化工連續(xù)生產(chǎn)負荷，根據(jù)生產(chǎn)特點，其用電負荷為二級負荷。但對供電可靠性有特殊要求的重要設(shè)備，如：火災(zāi)報警系統(tǒng)、用電負荷等應(yīng)屬于一級負荷。(2)供電系統(tǒng)應(yīng)簡單可靠，同一電壓供電系

37、統(tǒng)的變配電級數(shù)不宜多于兩級。(3)為了降低沖擊性負荷引起的電網(wǎng)電壓波動和電壓閃變(不包括電動機啟動時允許的電壓下降)時，宜采取以下措施：采用專線供電；與其他負荷共用配電線路時，降低配電線路阻抗；較大功率的沖擊性負荷或沖擊性負荷群與電壓波動、閃變敏感的負荷分別由不同的變壓器供電。(4)供配電設(shè)計中應(yīng)正確選擇電動機、變壓器的容量，降低線路感抗，以提高自然功率因數(shù)措施。采用電力電容器作為無功補償裝置時，宜就地平衡補償。5.2.3 電氣設(shè)備(1)異丁烯壓縮機系統(tǒng)的電氣設(shè)備，如有高壓同步電動機應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的電氣保護裝置，包括定子繞組相間短路、單相接地、過負荷、低電壓保護。(2)380V低壓電動機應(yīng)裝設(shè)過負

38、荷保護裝置。15KW以上大功率電機應(yīng)考慮采用延時降壓啟動保護裝置。(3)對于異丁烯壓縮機和其備用設(shè)備的驅(qū)動機，應(yīng)裝設(shè)低電壓保護，保護裝置應(yīng)動作于跳閘，并應(yīng)設(shè)置必要的電氣聯(lián)鎖。(4)電氣設(shè)備保護的二次回路應(yīng)采取抗干擾措施以保證動作正確，可采取下列措施：在電纜敷設(shè)時，首先應(yīng)充分利用自然屏蔽物的屏蔽作用；采用屏蔽電纜、屏蔽層宜在兩端接地；強電和弱電回路不宜用同一根電纜；保護用電纜與電力電纜不應(yīng)同層敷設(shè)；保護用電纜敷設(shè)路徑，宜避開高壓母線及高頻暫態(tài)電流的入地點。(5)高低壓電纜、控制電纜等在敷設(shè)中應(yīng)盡量避免易燃易爆危險區(qū)。5.2.4 電氣防火防爆(1)為防止爆炸性氣體混合物形成或縮短爆炸性氣體混合物的

39、滯留時間應(yīng)采?。寒惗∠嚎s機站宜采取露天或敞開式布置；在爆炸危險環(huán)境內(nèi)設(shè)置正壓室；對區(qū)域內(nèi)易形成和積聚爆炸性氣體混合物的地點設(shè)置自動測量儀器裝置，當氣體或蒸汽濃度接近爆炸下限值的25時，應(yīng)能可靠地發(fā)出信號或切斷電源。(2)在危險區(qū)域內(nèi)應(yīng)采取消除或控制電氣設(shè)備線路產(chǎn)生火花、電弧或高溫的措施。(3)在異丁烯壓縮機系統(tǒng)加裝信號報警裝置、DCS控制裝置等設(shè)備的防爆結(jié)構(gòu)的選型也應(yīng)符合國家標準規(guī)定。(4)異丁烯屬于爆炸性氣體，密度比空氣重，其電氣線路設(shè)計應(yīng)在較高處敷設(shè)或直接埋地；架空敷設(shè)宜用電纜橋架，電纜溝敷設(shè)時溝內(nèi)應(yīng)充砂，并設(shè)排水措施。(5)異丁烯壓縮機的電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分應(yīng)可靠接地。其接地裝置與

40、防止直接雷擊的獨立避雷針的接地裝置應(yīng)分開設(shè)置，與裝設(shè)在建筑物上防止直接雷擊的避雷針的接地裝置可以合并設(shè)置；與防雷電感應(yīng)的接地裝置也可合并設(shè)置，接地電阻值應(yīng)取其中最低值。(6)電氣安全管理在異丁烯壓縮機維護檢查時，嚴禁解除保護、聯(lián)鎖和信號裝置；故障停電后未查清原因前禁止強行送電；嚴禁帶電對接電線(明火對接)和使用能產(chǎn)生沖擊火花的工具、器具。在清理異丁烯壓縮機后，必須檢測內(nèi)部及環(huán)境的爆炸性混合物的濃度，并在開機前要用氮氣置換可燃性氣體，確定安全后方可送電。第六章 異丁烯壓縮機管線的安全設(shè)計6.1 異丁烯的理化性質(zhì)及管道設(shè)計參數(shù)(1)異丁烯的理化性質(zhì)表6-1 異丁烯主要物理、化學(xué)性質(zhì)項目內(nèi)容外觀無色

41、氣體分子式C4H8分子量56.11熔點-140.3沸點-6.9密度相對密度(水=1)0.67(-49)；相對密度(空氣=1)2.0閃點-77引燃溫度465臨界溫度144.8燃燒熱2705.3kJ/mol蒸汽壓131.52kPa/0溶解性不溶于水，易溶于多數(shù)有機溶劑穩(wěn)定性穩(wěn)定危險標記4(易燃液體)主要用途用于制合成橡膠和有機化學(xué)品健康危害主要作用是窒息、弱麻醉和強刺激。毒性屬低毒類、LC50620000mg/m3，4小時(大鼠吸入)腐蝕性無腐蝕性(2)管道的設(shè)計參數(shù)操作溫度25；流量200m3/h；操作壓力5.065×105 Pa；壓縮（輸送）介質(zhì)為異丁烯。 6.2 管道及其附件的選材

42、6.2.1 選材的要求說明化工用鋼主要是鑄鐵、碳素鋼、低溫鋼和不銹鋼（包括馬氏體不銹鋼、炭素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼）。選擇管子材質(zhì)時，材料必須滿足以下要求：耐化學(xué)介質(zhì)的腐蝕能力；具有一定的機械強度，在相應(yīng)的工作溫度和應(yīng)力下能防止變形、脆裂和泄漏；具有所需的良好的冷熱加工、成形、焊接、熱處理等工藝性能；市場供應(yīng)方便、價格合理；儲存、制造和使用過程中不會造成環(huán)境污染和人體健康危害。材料的選用順序：碳素鋼低合金鋼耐熱抗氧鋼低溫鋼奧氏體不銹鋼一雙相不銹鋼鋁和鋁合金鐵素體不銹鋼馬氏體不銹鋼鈦和鈦合鋼鎳合金銅和銅合鋼。影響選材的主要因素有以下方面：1、介質(zhì)，包括介質(zhì)性能、硫化物應(yīng)力腐蝕裂紋（SSC）、臨氫

43、使用、應(yīng)力腐蝕裂紋（SCC）；2、溫度；3、流體流速； 4、材料的相容性；5、制造加工的工藝性；6、成本、規(guī)格品種配套和質(zhì)量。6.2.2 管道的選材(1)管道的級別根據(jù)壓力容器壓力管道設(shè)計許可規(guī)則（TSG R1001-2008）將GC，GD類管道進行具體分析，GC1：輸送GBZ230中毒性程度為極度危害的介質(zhì)，高度危害氣體介質(zhì)和工作溫度高于標準沸點的高度危害介質(zhì)的管道。輸送GB50160和GB50016中火災(zāi)危險性為甲，乙類可燃氣體或甲類可燃氣體（包括液化烴），且設(shè)計壓力P大于4.0Mpa的管道。根據(jù)異丁烯的性質(zhì)，可將異丁烯輸送管道分為GC1級。(2)管道的材料確定。管徑應(yīng)根據(jù)流體的流量性質(zhì)流

44、速及管道允許的壓力損失等確定。異丁烯壓縮機設(shè)計壓力3Mpa，流速15m/s，體積流量200m3/h，公稱壓力為2Mpa。根據(jù)GB/T8163-1999 材料10、20、Q295、Q345適用于設(shè)計溫度<350，設(shè)計壓力10MPa的油品、油氣和公用介質(zhì)的輸送。這里選用Q345。(3)鋼管的焊接方式無縫鋼管和焊接鋼管的選擇兩種鋼管的用途不同：無縫鋼管：GB/T8162-1999（結(jié)構(gòu)用無縫鋼管）。主要用于一般結(jié)構(gòu)和機械結(jié)構(gòu)。焊接鋼管：主要用于中低壓的流體材料的輸送，嚴禁用于結(jié)構(gòu)件。材料不一樣：無縫鋼管是優(yōu)質(zhì)碳素鋼一般是用10、20、30、35、45等優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼16Mn、：5MnV等低合金結(jié)構(gòu)

45、鋼或40Cr、30CrMnSi、45Mn2等合結(jié)鋼熱軋或冷軋制成的。焊管是普通碳素鋼是指用鋼板卷成管，然后焊接成型。材質(zhì)多為Q195、Q215、Q235的普通碳鋼，市面上常見的焊管有兩種，直縫焊管、螺旋焊管。(4)工藝不同無縫鋼管一般是將熔融狀態(tài)的鋼水通過環(huán)形狹縫積壓出來后再經(jīng)拉伸等處理工藝成型，沒有焊縫。承壓能力大,力學(xué)性能好和物理性能高，所以經(jīng)常被用于結(jié)構(gòu)件，機械構(gòu)件和高壓流體輸送設(shè)備上使用。焊管采用的坯料是鋼板或帶鋼，通過將平板材經(jīng)折彎后焊接起來的，可以在上面發(fā)現(xiàn)一條焊縫。因其焊接工藝不同而分為爐焊管、電焊（電阻焊）管和自動電弧焊管。焊管主要用于輸送水、煤氣、空氣、油和取暖熱水或蒸汽等一

46、般較低壓力流體和其他用途管，不能用于結(jié)構(gòu)件。(5)物理性能不同抗拉強度差別很大，無縫鋼管抗拉強度是410Mpa，焊管是195-235Mpa。無縫鋼管承壓能力和力學(xué)性能較焊管區(qū)別很大。焊管的焊縫部位是其薄弱環(huán)節(jié)。焊絲和焊接母體是兩種材料，焊縫質(zhì)量也是影響其整體性能的主要因素。在北方生活過的人一般都有過自來水管或暖氣管在冬天被凍爆，爆的地方一般都是焊縫處。由于異丁烯屬于低碳分子油，并且符合焊接鋼管的設(shè)計壓力，所以選用焊接鋼管.6.2.3 適用范圍適用于實際壓力p在以下工作范圍的管道:壓力管道：0MPap（表壓）35MPa范圍的管道。真空管道：p（表壓）<0MPa的管道。適用于輸送包括流態(tài)化固體在內(nèi)的所有流體管道。(1)管道設(shè)計壓力的確定原則管道設(shè)計壓力不得低于最大工作壓力。裝有安全泄放裝置的管道，其設(shè)計壓力不得低于安全泄放裝置的開啟壓力（或爆破壓力）。所有與設(shè)備相連的管道，其設(shè)計壓力應(yīng)不小于所連接設(shè)備的設(shè)計壓力。輸送制冷劑、液化氣類等低沸點介質(zhì)的管道，按閥被關(guān)閉或介質(zhì)不流動時的介質(zhì)可能達到的最大飽和蒸汽壓力作為設(shè)計壓力。管道或管道組成件與超壓泄放裝置之間的通路可能被堵塞或者隔段時，設(shè)計壓力按不低于可能產(chǎn)生的最大工作壓力來確定。工程設(shè)計規(guī)定需要計算管壁厚度的管道，其“管壁厚度數(shù)據(jù)表”中所列的計算壓力即為該管道