空分裝置主冷凝蒸發器爆炸的原因及防范措施

曹倩

（玉門油田煉油化工總廠動力車間，甘肅 玉門 735200）

0 引言

為了提升裝置安全運行的水平，要對空分裝置主冷凝蒸發器防爆問題予以綜合監管，打造多元完整的技術管控措施，滿足引爆元控制工作要求的同時強化監管力度，從根本上避免爆炸問題造成的不良影響。

1 空分裝置主冷凝蒸發器爆炸的危害

空分裝置主冷凝蒸發器爆炸分為微爆和嚴重爆炸。其中，嚴重爆炸甚至會造成保冷箱整體出現傾斜倒塌的問題，造成較為嚴重的經濟損失和人員傷亡事故。而微爆盡管不會產生較為嚴重的后果，但是會對空分裝置的工況平衡產生影響，使得氧氣純度降低，制約常規化生產工作的運行效果和綜合質量[1]。

2 空分裝置主冷凝蒸發器爆炸的原因及條件

2.1 空分裝置主冷凝蒸發器爆炸的原因

造成空分裝置主冷凝蒸發器爆炸的原因較多，且環境因素較為復雜，一般會分為物理性爆炸和化學性爆炸，其中，化學性爆炸是主要原因。對化學爆炸的機理予以分析，要從可燃物、助燃物以及引爆源分析，從而有效結合綜合因素了解可能造成爆炸的隱患問題，為后續建立完整的防范機制予以保障。

第一，從引爆源的角度進行分析。爆炸性雜質固體顆粒在互相摩擦的過程中會增加爆炸的幾率。另外靜電放電也是較為常見的問題，若是二氧化碳的含量超標0.02%～0.03%，就會增加較大的靜電參數，使得靜電位達到3 000 V以上。除此之外，氣波沖擊、流體沖擊等也會造成嚴重的壓力脈沖問題，使得局部出現壓力升高和溫度升高的現象。

第二，從可燃物的角度進行分析。在空分裝置主冷凝蒸發器應用環境中，乙炔氣體、碳氫化合物等都是較為危險的爆炸可燃物，使得應用安全性受到影響。

第三，從助燃物的角度進行分析，空分裝置主冷凝蒸發器應用時，氣氧和液氧是最關鍵的助燃物，為了滿足安全管理要求，要對其含量和存儲方式等予以集中管理[2]。

除此之外，因為化工裝置在布局時就存在裝置集中的情況，若是泄漏就會產生非常嚴重的問題。例如，空氣設備吸入口碳氫化合物的含量超出基礎標準參數，在一定條件下和爆炸源混合，就會產生化學性爆炸。

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，多采用吸附法實現液空、液氧等空氣中的H2O、CO2、C2H2進行清除，確保液空、液氧的凈化效果。在化工裝置中，若是出現泄露量過高情況，則會使得空分設備吸入口處的碳氫化合物含量超高，而利用分子篩可將H2O、CO2、C2H2等氣體清除，但無法實現甲烷、乙烷等氣體的清除，其則隨著空氣進入空分塔中，只有少部分能夠隨著氧氣的蒸發被帶走，但大部分氣體溶解在液體中，在長期運行中，空分塔內液體的烴濃度持續增加，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生化學反應，形成爆炸源，增加了空分裝置主冷凝蒸發器的爆炸風險。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，當液氧在主冷凝蒸發器蒸發時，乙炔則會以白色固體顆粒的形式懸浮在液氧中，其化學活潑性較高，性質不穩定，其在與塔壁、通道發生摩擦時，容易出現爆炸，成為主冷凝蒸發器爆炸的主要因素；另外，在液氧中乙炔不超標而發生的爆炸時，應重視主冷凝蒸發器結構的檢查，若存在結構不合理、通道堵塞、操作不當等因素，使得液氧流動性較差，則會使得乙炔在局部呈現濃縮狀態，增加其不穩定性，進而增加發生爆炸的風險。

3 空分裝置主冷凝蒸發器爆炸的防范措施

為了全面提升空分裝置主冷凝蒸發器防爆效果，要積極落實完整且合理的防范管控機制，提高綜合管理水平，從而實現經濟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，因為空分裝置的主要原料就是大氣，因此，大氣的質量是決定空分裝置主冷凝蒸發器運行穩定性的重要參數，要對其予以集中管控，才能優化控制液氧中烴類的變化。一方面，要積極完善大氣質量監測工作，按照固定周期完成監測結果的匯總和分析。另一方面，要設定風向標，并且結合風向變化著重了解碳氫含量，若是超標就要及時進行安全排放。

第二，要對空氣凈化效果予以全面分析，結合綜合應用要求和方案落實對應的管理工作，因為空氣污染等問題會影響空分裝置主冷凝蒸發器安全性，所以，壓縮后的無油空氣也會含有乙炔、乙烯、二氧化碳等物質，為了避免爆炸問題，就要對其進行全面的脫除處理。

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

（2）要結合空分裝置主冷凝蒸發器運行環境，對分子篩吸附器予以集中控制，確保能落實動態化篩填量的控制和處理，減少烴類物質進入分餾塔的幾率[3]。

（3）結合分子篩的應用要求強化在線監測，有效避免二氧化碳超標對設備造成影響。

3.2 完善空氣壓縮處理水平

在空分裝置主冷凝蒸發器防爆工作中，為了滿足應用要求和規范，也要按照標準化流程完成空氣壓縮處理。在空分裝置運行時，空壓機系統的空氣進入分餾塔系統，難免會留存部分的潤滑脂，而這是造成爆炸問題的重要隱患之一。主要是因為潤滑脂的油脂會吸附在主冷設備上，油膜增厚就會和不飽和烴、氮氧化物等物質發生化學反應，可燃物遇火就會增加爆炸的幾率，制約綜合管控效果。基于此，要對空氣壓縮過程予以綜合監管。

首先，利用自潔式過濾器完成空氣吸入口的處理，并且優化空壓機入口位置的空氣質量，避免質量水平不符合實際應用。

其次，空壓機軸封的方式要結合實際應用予以調整，采取無油潤滑完成，避免空氣帶油增加安全隱患。

最后，空壓機要設置自保聯鎖結構，并且配合在線振動監測系統，按照報警數值、停車限值等予以集中管控和處理，從根本上維持運行效果，也能減少頻繁開關機出現的雜質帶入問題。

綜上所述，在空分裝置主冷凝蒸發器防爆工作中，要對空氣壓縮效果進行集中監管，按照標準化流程和要求完成對應的操作內容，減少雜質對應用效果產生的影響，并全面提升安全運行水平和綜合應用質量[4]。

3.3 完善深冷分離處理工序

對于分餾塔整體運行結構而言，空分裝置主冷凝蒸發器的防爆工作是關鍵環節，為了減少安全隱患的留存，就要結合深冷分離的要求落實更加合理的控制工序。

第一，要保證空分裝置主冷凝蒸發器基礎結構設計本身就具有防爆效果，對應的特殊結構也要具備防治烴類析出量增高的處理裝置。新型的防爆結構能減少濃縮積聚等問題。

第二，要保證主冷板式單元能利用全浸式操作，有效減少烴類析出產生的不良影響。

第三，要增設液氧連續排放裝置，并且匹配間斷式不定量排放操作模式打造高水準應用平臺，減少烴類積聚產生的安全隱患。

第四，要著重關注液氧吸附器的應用效果，并且配合實際應用環境增設脫炔、脫極性有機物的水平，維持綜合應用的質量效果，最大程度上搭建合理且科學的空分裝置主冷凝蒸發器應用環境。

第五，在信息技術不斷發展的時代背景下，為了滿足綜合應用處理和管控工作的需求，要結合自動化技術、智能化技術等落實相應的管理工作，因此，要匹配對應的在線分析儀器，有效完成數據的實時性檢索和實時性匯總分析，提高綜合應用管控的水平[5]。

第六，要借助在線分析、離線直接和離線濃縮等方式進行對比，從而準確了解液氧中烴類物質的動態信息，最大化提升整個系統運行的穩定性和安全性，避免安全隱患造成的不良影響。首先，要對活塞式氧壓機予以定期的檢查分析，確保其無殘留油且不會出現泄漏問題。其次，要增設快速切斷閥門以避免烴類氣體反竄的聯鎖系統。最后，要結合實時性信息檢索和監督系統對液氧儲存槽中的物質進行定時監測和分析，若是出現超標等問題就要及時排放處理。

3.4 優化管理人員水平

在空分裝置主冷凝蒸發器防爆工作中，除了要建立完整的設施監管機制外，也要提升管理人員的綜合水平，建構合理的安全指導管控機制，確保相關工作人員都能按照標準化流程和規范要求維持工作的合理性。

一方面，要定期進行操作規程的指導，并且結合實際環境和應用要求建立動態化管控模式，避免靜態化管理結構對安全問題監管工作造成影響。完善制度管理模式，就能最大程度上對相關人員予以制度和應用方案的指導。

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

4 結語

總而言之，為了提升空分裝置主冷凝蒸發器防爆效果，就要全面分析產生爆炸的機理和影響因素，結合實際情況制定更加合理有效的管控機制，踐行預防為主的管理原則，提升防范措施的綜合應用價值，從而減少爆炸問題造成的惡劣影響，推進行業健康可持續發展。