空分設(shè)備運(yùn)行中的危險(xiǎn)因素及其防范措施

殷新華

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)的單位隨之增多，相應(yīng)事故發(fā)生的危害日益增多。本文介紹了空分設(shè)備運(yùn)行中主要危險(xiǎn)因素的危害和來(lái)源，并有針對(duì)性提出了建議。

關(guān)鍵詞：空分設(shè)備，危險(xiǎn)因素，措施

1我國(guó)現(xiàn)代空分設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀況

深冷法空氣分離自1903水由德國(guó)卡爾·林德教授發(fā)明投運(yùn)10m3/h制氧機(jī)至今，已有一百年的歷程，回顧空分流程，從簡(jiǎn)單節(jié)流的高壓流程到中壓帶膨脹機(jī)循環(huán)流程、高低壓流程、低壓帶透平膨脹的流程；壓力從高壓（20MPa）到低壓（≤1MPa），容量從小（10m3/h）到大（10萬(wàn)m3/h）。總之，空分設(shè)備的發(fā)展史是圍繞降低單位能耗和提高安全性而不斷改進(jìn)的，越是現(xiàn)代的設(shè)備容量越大、壓力越低、能耗越少、安全程度越高：這是世界空分設(shè)備發(fā)展的總趨勢(shì)。

我國(guó)從1953年開(kāi)始制造第一套50m3/h空分設(shè)備至今也有50年歷史了，在我國(guó)黨和政府的正確引導(dǎo)下，通過(guò)從事空分設(shè)備工程技術(shù)人員的努力，用50年時(shí)間走完了國(guó)外發(fā)達(dá)的資本主義國(guó)家需100年走過(guò)的路程，我國(guó)空分設(shè)備制造設(shè)計(jì)水平已達(dá)到世界90年代末期水平，局部技術(shù)達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平。現(xiàn)代研制的空分設(shè)備安全性不斷提高。但是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展總的還是較落后，設(shè)備更新緩慢，應(yīng)該淘汰的設(shè)備還在運(yùn)行，應(yīng)該報(bào)廢的設(shè)備還在湊合使用。

2 空分設(shè)備外部危險(xiǎn)因素

2.1雷電

雷電現(xiàn)象是大自然中常見(jiàn)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)的軸承由于得不到強(qiáng)制潤(rùn)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(kāi)關(guān)損壞，造成分子篩電加熱器因連鎖而無(wú)法啟動(dòng)；雷擊還能夠造成空分裝置電子電氣設(shè)備損壞，中控控制系統(tǒng)癱瘓，隨即空分設(shè)備停車(chē)，導(dǎo)致后序生產(chǎn)的停止，嚴(yán)重時(shí)能造成難以預(yù)料的事故，后果不堪設(shè)想。

2.2油品

空分設(shè)備主要使用透平油和潤(rùn)滑油。透平油閃點(diǎn)（開(kāi)口）≥195℃，屬于丙類(lèi)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(rùn)滑油閃點(diǎn)（開(kāi)口）≥230℃，屬于丙類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性的可燃液體，輸油管道一旦發(fā)生泄漏，遇到高熱或明火，也會(huì)引起火災(zāi)、爆炸。

3空分設(shè)備內(nèi)部危險(xiǎn)因素

3.1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(lái)看，以化學(xué)性爆炸居多。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ㄎｋU(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(guò)程中碳氧化合物在空分裝置內(nèi)過(guò)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(rùn)滑油用量過(guò)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(rùn)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(rùn)滑油低很多，極易氣化混入氧氣中。空分設(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(lèi)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。空分設(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(wèn)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。

4 空分設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)防范措施

4.1設(shè)備管道內(nèi)表面的脫脂

空分設(shè)備在投入運(yùn)行時(shí)，空分設(shè)備與空氣、液態(tài)空氣接觸的內(nèi)表面必須脫脂處理，而且要作為一個(gè)重要工序來(lái)對(duì)待，這是保證空分設(shè)備安全的必要條件。一是防爆，二是防止低溫油脂附著在設(shè)備表面，影響熱量交換，從而影響空分設(shè)備的運(yùn)行工況。

4.2分子篩設(shè)備的安裝

空氣中雜質(zhì)的去除是分子篩的重要功能，目前技術(shù)上采用分子篩與氧化鋁來(lái)吸附空氣中的水蒸汽、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等。其中二氧化碳的去除是重中之重，因?yàn)槎趸荚诘蜏貭顟B(tài)下會(huì)凝結(jié)成干冰，堵塞通道。因此，分子篩填料的填充也不得有混亂，必須按除去雜質(zhì)的順序來(lái)分層、密實(shí)填充。

4.3密封氣

空壓機(jī)、膨脹機(jī)在啟動(dòng)前，氣室與潤(rùn)滑系統(tǒng)是靠一路可靠的氮?dú)饣驂嚎s空氣來(lái)隔斷的，空壓機(jī)啟動(dòng)后，用本體的空氣壓力來(lái)滿足生產(chǎn)要求，一旦空壓機(jī)停車(chē)，密封氣必須及時(shí)阻隔潤(rùn)滑油不得侵入到氣室。因此，密封氣在空分設(shè)備投入運(yùn)行前必須是可靠的。

4..4毛細(xì)管

空分設(shè)備中冷箱內(nèi)各種容器內(nèi)部介質(zhì)、純度、溫度等等信息均是通過(guò)毛細(xì)管從冷箱內(nèi)傳到分析室，為設(shè)備的運(yùn)行、工況調(diào)節(jié)提供一手?jǐn)?shù)據(jù)，因此毛細(xì)管的施工質(zhì)量要求非常高，不得有滲漏現(xiàn)象，且毛細(xì)管要安裝在專(zhuān)用的保護(hù)槽內(nèi)，支架必須牢固可靠。

4.5保冷

空分設(shè)備的關(guān)鍵是空氣深冷、液化、分餾，在超低溫狀態(tài)下運(yùn)行，因此設(shè)備的保冷很關(guān)鍵，目前空分塔用材料是膨脹珍珠巖，俗稱(chēng)珠光砂，它的比重、粒徑、含水率是重要指標(biāo)。

冷箱、真空管、液體儲(chǔ)罐的外保護(hù)殼必須是密閉的，隔絕空氣的，否則會(huì)在設(shè)備表面結(jié)冰。影響設(shè)備使用壽命。在閥架、液泵冷箱與主塔的結(jié)合部分填充粒狀棉的密實(shí)度也不容忽視。

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