空分裝置主冷凝蒸發(fā)器爆炸的原因及防范措施

曹倩

（玉門(mén)油田煉油化工總廠動(dòng)力車(chē)間，甘肅 玉門(mén) 735200）

0 引言

為了提升裝置安全運(yùn)行的水平，要對(duì)空分裝置主冷凝蒸發(fā)器防爆問(wèn)題予以綜合監(jiān)管，打造多元完整的技術(shù)管控措施，滿足引爆元控制工作要求的同時(shí)強(qiáng)化監(jiān)管力度，從根本上避免爆炸問(wèn)題造成的不良影響。

1 空分裝置主冷凝蒸發(fā)器爆炸的危害

空分裝置主冷凝蒸發(fā)器爆炸分為微爆和嚴(yán)重爆炸。其中，嚴(yán)重爆炸甚至?xí)斐杀＠湎湔w出現(xiàn)傾斜倒塌的問(wèn)題，造成較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡事故。而微爆盡管不會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的后果，但是會(huì)對(duì)空分裝置的工況平衡產(chǎn)生影響，使得氧氣純度降低，制約常規(guī)化生產(chǎn)工作的運(yùn)行效果和綜合質(zhì)量[1]。

2 空分裝置主冷凝蒸發(fā)器爆炸的原因及條件

2.1 空分裝置主冷凝蒸發(fā)器爆炸的原因

造成空分裝置主冷凝蒸發(fā)器爆炸的原因較多，且環(huán)境因素較為復(fù)雜，一般會(huì)分為物理性爆炸和化學(xué)性爆炸，其中，化學(xué)性爆炸是主要原因。對(duì)化學(xué)爆炸的機(jī)理予以分析，要從可燃物、助燃物以及引爆源分析，從而有效結(jié)合綜合因素了解可能造成爆炸的隱患問(wèn)題，為后續(xù)建立完整的防范機(jī)制予以保障。

第一，從引爆源的角度進(jìn)行分析。爆炸性雜質(zhì)固體顆粒在互相摩擦的過(guò)程中會(huì)增加爆炸的幾率。另外靜電放電也是較為常見(jiàn)的問(wèn)題，若是二氧化碳的含量超標(biāo)0.02%～0.03%，就會(huì)增加較大的靜電參數(shù)，使得靜電位達(dá)到3 000 V以上。除此之外，氣波沖擊、流體沖擊等也會(huì)造成嚴(yán)重的壓力脈沖問(wèn)題，使得局部出現(xiàn)壓力升高和溫度升高的現(xiàn)象。

第二，從可燃物的角度進(jìn)行分析。在空分裝置主冷凝蒸發(fā)器應(yīng)用環(huán)境中，乙炔氣體、碳?xì)浠衔锏榷际禽^為危險(xiǎn)的爆炸可燃物，使得應(yīng)用安全性受到影響。

第三，從助燃物的角度進(jìn)行分析，空分裝置主冷凝蒸發(fā)器應(yīng)用時(shí)，氣氧和液氧是最關(guān)鍵的助燃物，為了滿足安全管理要求，要對(duì)其含量和存儲(chǔ)方式等予以集中管理[2]。

除此之外，因?yàn)榛ぱb置在布局時(shí)就存在裝置集中的情況，若是泄漏就會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的問(wèn)題。例如，空氣設(shè)備吸入口碳?xì)浠衔锏暮砍龌A(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，在一定條件下和爆炸源混合，就會(huì)產(chǎn)生化學(xué)性爆炸。

2.2 爆炸源的形成條件

空氣中含有成分較多，不僅包含O2、NH3、H2O、CO2、C2H2等氣體，還含有灰塵等固體物質(zhì)，多采用吸附法實(shí)現(xiàn)液空、液氧等空氣中的H2O、CO2、C2H2進(jìn)行清除，確保液空、液氧的凈化效果。在化工裝置中，若是出現(xiàn)泄露量過(guò)高情況，則會(huì)使得空分設(shè)備吸入口處的碳?xì)浠衔锖砍撸梅肿雍Y可將H2O、CO2、C2H2等氣體清除，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)甲烷、乙烷等氣體的清除，其則隨著空氣進(jìn)入空分塔中，只有少部分能夠隨著氧氣的蒸發(fā)被帶走，但大部分氣體溶解在液體中，在長(zhǎng)期運(yùn)行中，空分塔內(nèi)液體的烴濃度持續(xù)增加，超出了液體溶解度，并聚集成固體形式，在一定條件下與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成爆炸源，增加了空分裝置主冷凝蒸發(fā)器的爆炸風(fēng)險(xiǎn)。已有大量的研究表明，液氧中C2H2具有較高的爆炸敏感性，C2H2在空氣中的分壓很低，但在液空中的溶解度較大，當(dāng)液氧在主冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)時(shí)，乙炔則會(huì)以白色固體顆粒的形式懸浮在液氧中，其化學(xué)活潑性較高，性質(zhì)不穩(wěn)定，其在與塔壁、通道發(fā)生摩擦?xí)r，容易出現(xiàn)爆炸，成為主冷凝蒸發(fā)器爆炸的主要因素；另外，在液氧中乙炔不超標(biāo)而發(fā)生的爆炸時(shí)，應(yīng)重視主冷凝蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)的檢查，若存在結(jié)構(gòu)不合理、通道堵塞、操作不當(dāng)?shù)纫蛩兀沟靡貉趿鲃?dòng)性較差，則會(huì)使得乙炔在局部呈現(xiàn)濃縮狀態(tài)，增加其不穩(wěn)定性，進(jìn)而增加發(fā)生爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

3 空分裝置主冷凝蒸發(fā)器爆炸的防范措施

為了全面提升空分裝置主冷凝蒸發(fā)器防爆效果，要積極落實(shí)完整且合理的防范管控機(jī)制，提高綜合管理水平，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和安全管理效益的共贏。

3.1 完善空氣源管理水平

第一，因?yàn)榭辗盅b置的主要原料就是大氣，因此，大氣的質(zhì)量是決定空分裝置主冷凝蒸發(fā)器運(yùn)行穩(wěn)定性的重要參數(shù)，要對(duì)其予以集中管控，才能優(yōu)化控制液氧中烴類(lèi)的變化。一方面，要積極完善大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作，按照固定周期完成監(jiān)測(cè)結(jié)果的匯總和分析。另一方面，要設(shè)定風(fēng)向標(biāo)，并且結(jié)合風(fēng)向變化著重了解碳?xì)浜浚羰浅瑯?biāo)就要及時(shí)進(jìn)行安全排放。

第二，要對(duì)空氣凈化效果予以全面分析，結(jié)合綜合應(yīng)用要求和方案落實(shí)對(duì)應(yīng)的管理工作，因?yàn)榭諝馕廴镜葐?wèn)題會(huì)影響空分裝置主冷凝蒸發(fā)器安全性，所以，壓縮后的無(wú)油空氣也會(huì)含有乙炔、乙烯、二氧化碳等物質(zhì)，為了避免爆炸問(wèn)題，就要對(duì)其進(jìn)行全面的脫除處理。

（1）在空冷塔設(shè)置液位聯(lián)鎖處理模式，匹配高階和低階，有效避免空壓機(jī)異常運(yùn)行增加的安全隱患。

（2）要結(jié)合空分裝置主冷凝蒸發(fā)器運(yùn)行環(huán)境，對(duì)分子篩吸附器予以集中控制，確保能落實(shí)動(dòng)態(tài)化篩填量的控制和處理，減少烴類(lèi)物質(zhì)進(jìn)入分餾塔的幾率[3]。

（3）結(jié)合分子篩的應(yīng)用要求強(qiáng)化在線監(jiān)測(cè)，有效避免二氧化碳超標(biāo)對(duì)設(shè)備造成影響。

3.2 完善空氣壓縮處理水平

在空分裝置主冷凝蒸發(fā)器防爆工作中，為了滿足應(yīng)用要求和規(guī)范，也要按照標(biāo)準(zhǔn)化流程完成空氣壓縮處理。在空分裝置運(yùn)行時(shí)，空壓機(jī)系統(tǒng)的空氣進(jìn)入分餾塔系統(tǒng)，難免會(huì)留存部分的潤(rùn)滑脂，而這是造成爆炸問(wèn)題的重要隱患之一。主要是因?yàn)闈?rùn)滑脂的油脂會(huì)吸附在主冷設(shè)備上，油膜增厚就會(huì)和不飽和烴、氮氧化物等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可燃物遇火就會(huì)增加爆炸的幾率，制約綜合管控效果。基于此，要對(duì)空氣壓縮過(guò)程予以綜合監(jiān)管。

首先，利用自潔式過(guò)濾器完成空氣吸入口的處理，并且優(yōu)化空壓機(jī)入口位置的空氣質(zhì)量，避免質(zhì)量水平不符合實(shí)際應(yīng)用。

其次，空壓機(jī)軸封的方式要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用予以調(diào)整，采取無(wú)油潤(rùn)滑完成，避免空氣帶油增加安全隱患。

最后，空壓機(jī)要設(shè)置自保聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)，并且配合在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，按照?qǐng)?bào)警數(shù)值、停車(chē)限值等予以集中管控和處理，從根本上維持運(yùn)行效果，也能減少頻繁開(kāi)關(guān)機(jī)出現(xiàn)的雜質(zhì)帶入問(wèn)題。

綜上所述，在空分裝置主冷凝蒸發(fā)器防爆工作中，要對(duì)空氣壓縮效果進(jìn)行集中監(jiān)管，按照標(biāo)準(zhǔn)化流程和要求完成對(duì)應(yīng)的操作內(nèi)容，減少雜質(zhì)對(duì)應(yīng)用效果產(chǎn)生的影響，并全面提升安全運(yùn)行水平和綜合應(yīng)用質(zhì)量[4]。

3.3 完善深冷分離處理工序

對(duì)于分餾塔整體運(yùn)行結(jié)構(gòu)而言，空分裝置主冷凝蒸發(fā)器的防爆工作是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為了減少安全隱患的留存，就要結(jié)合深冷分離的要求落實(shí)更加合理的控制工序。

第一，要保證空分裝置主冷凝蒸發(fā)器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身就具有防爆效果，對(duì)應(yīng)的特殊結(jié)構(gòu)也要具備防治烴類(lèi)析出量增高的處理裝置。新型的防爆結(jié)構(gòu)能減少濃縮積聚等問(wèn)題。

第二，要保證主冷板式單元能利用全浸式操作，有效減少烴類(lèi)析出產(chǎn)生的不良影響。

第三，要增設(shè)液氧連續(xù)排放裝置，并且匹配間斷式不定量排放操作模式打造高水準(zhǔn)應(yīng)用平臺(tái)，減少烴類(lèi)積聚產(chǎn)生的安全隱患。

第四，要著重關(guān)注液氧吸附器的應(yīng)用效果，并且配合實(shí)際應(yīng)用環(huán)境增設(shè)脫炔、脫極性有機(jī)物的水平，維持綜合應(yīng)用的質(zhì)量效果，最大程度上搭建合理且科學(xué)的空分裝置主冷凝蒸發(fā)器應(yīng)用環(huán)境。

第五，在信息技術(shù)不斷發(fā)展的時(shí)代背景下，為了滿足綜合應(yīng)用處理和管控工作的需求，要結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)、智能化技術(shù)等落實(shí)相應(yīng)的管理工作，因此，要匹配對(duì)應(yīng)的在線分析儀器，有效完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性檢索和實(shí)時(shí)性匯總分析，提高綜合應(yīng)用管控的水平[5]。

第六，要借助在線分析、離線直接和離線濃縮等方式進(jìn)行對(duì)比，從而準(zhǔn)確了解液氧中烴類(lèi)物質(zhì)的動(dòng)態(tài)信息，最大化提升整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，避免安全隱患造成的不良影響。首先，要對(duì)活塞式氧壓機(jī)予以定期的檢查分析，確保其無(wú)殘留油且不會(huì)出現(xiàn)泄漏問(wèn)題。其次，要增設(shè)快速切斷閥門(mén)以避免烴類(lèi)氣體反竄的聯(lián)鎖系統(tǒng)。最后，要結(jié)合實(shí)時(shí)性信息檢索和監(jiān)督系統(tǒng)對(duì)液氧儲(chǔ)存槽中的物質(zhì)進(jìn)行定時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，若是出現(xiàn)超標(biāo)等問(wèn)題就要及時(shí)排放處理。

3.4 優(yōu)化管理人員水平

在空分裝置主冷凝蒸發(fā)器防爆工作中，除了要建立完整的設(shè)施監(jiān)管機(jī)制外，也要提升管理人員的綜合水平，建構(gòu)合理的安全指導(dǎo)管控機(jī)制，確保相關(guān)工作人員都能按照標(biāo)準(zhǔn)化流程和規(guī)范要求維持工作的合理性。

一方面，要定期進(jìn)行操作規(guī)程的指導(dǎo)，并且結(jié)合實(shí)際環(huán)境和應(yīng)用要求建立動(dòng)態(tài)化管控模式，避免靜態(tài)化管理結(jié)構(gòu)對(duì)安全問(wèn)題監(jiān)管工作造成影響。完善制度管理模式，就能最大程度上對(duì)相關(guān)人員予以制度和應(yīng)用方案的指導(dǎo)。

另一方面，要對(duì)操作人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)和考核，并且匹配不定期的演練和綜合測(cè)試，從根本上提高空分裝置主冷凝蒸發(fā)器防爆工作的水平[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，為了提升空分裝置主冷凝蒸發(fā)器防爆效果，就要全面分析產(chǎn)生爆炸的機(jī)理和影響因素，結(jié)合實(shí)際情況制定更加合理有效的管控機(jī)制，踐行預(yù)防為主的管理原則，提升防范措施的綜合應(yīng)用價(jià)值，從而減少爆炸問(wèn)題造成的惡劣影響，推進(jìn)行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。