浅析空分设备危险因素及对策

摘要：制氧装置涉及氧、氮、氩等，制氧装置实际运行过程中存在的危险有害因素主要是爆炸、火灾，其次还存在中毒窒息、触电、机械伤害、高处坠落、物体打击、低温、噪音等危险有害因素。通过对制氧装置所涉及到的主要生产装置、设备、设施和物料进行分析，辨识出制氧装置的主要危险有害因素，对相关安全

要素进行分析，提出应采取的安全设施和对策措施，提高制氧装置的安全管理。本文针对运行设备作单机分析，并提出改进建议。。

关键词：危险因素；安全措施；安全管理

1.空压机的危险、危害因素及对策

空压机为空分设备提供制冷和克服阻力的压缩空气、精馏的原料空气。一般小型空分设备配用活塞式；中、大型空分设备配用螺杆式或透平式；特大型空分设备采用轴流式。现代空分设备都配用无润滑压缩机。

1.1空压机的危险、危害因素主要表现

（1）用油润滑空压机的危险、危害因素

早期的空分设备选用活塞式空压机，气缸用机械油润滑。空压机气缸油在高温下很易产生结炭，使空气排出管道有效流通直径逐渐缩小，流速不断增大，当流速超过极限时，气流摩擦产生的激发能量点燃结炭，就会使管道燃烧爆炸。

空压机的气缸油或轻馏分随气流带人分子筛纯化器，会引起分子筛中毒，吸附效能降低，二氧化碳吸附不彻底，不仅堵塞板翅式换热器，影响运行周期，还会使液氧中二氧化碳增加，逐渐析出引成这些冰状固体与冷凝蒸发器内壁摩擦很易形成静电。

（2）对离心立，压缩机危：害较大的因素是轴位超标

正常运行情况下，离心式压缩机转子叶轮两侧的轴向力是互相抵消的，不平衡的部分由平衡盘来减小轴向推动，剩余部分由止推轴承来承当。当轴向力增加，或止推轴承磨损，遇突然事故熔化的，或平衡盘后通大气的小管堵塞，或突然断轴时，将会产生转子与固定件相碰的重大事故，造成轴位移严重偏离。

1.2空压机危险、危害因素对策措施的建议

从上述分析来看空气带油是严重危害空分设备运转的因素，现在空分设备制造厂新出的设备基本采用无油空压机，但对老设备尚有不少在运行。最理想的办法是更新设备，采用无油润滑的压缩机，暂时无法更新的，建议采取如下对策措施：

（1）严格控制气缸润滑油的质量，要有足够的粘度、稳定性，不得混有机械杂质、水分、灰分、要符合19#机械油的各项指标。（2）严格控制润滑油进油量，在保证气缸不拉毛的前提下尽量减少进油量，象5L-16/50型空压机可控制在250g/h。（3）加强空压机日常维护，发现排气温度升高应查明原因，及时排除故障。定期清除阀门、管道、冷却器的结炭、水垢，提高换热效率，降低排气温度，防止结炭。（4）定期地准确地吹除油水分离器，尽量减少油水带人纯化器中。（5）关于离心式空压机防喘振对策。首先设计中应有防喘振放散阀，一旦空压机出口压力接近喘振前，该阀自动打开，日常要加强保养，使其灵活好使；次之要加强设备维护保养，确保切换系统灵敏，运行正常；再是操作中注意空压机出口压力不得升得过高。一旦发生喘振应迅速开大防喘阀或空压机放空阀。

2.空分塔的危险、危害因素及对策

空分塔是将空气分离成氧、氮等的设备，空分塔最危险、危害因素是爆炸事故。爆炸的部位绝大多数发生在氧气设备与管道上，如冷凝蒸发器、上塔下部、氧热交换器等部位。

2.1空分塔的危险、危害因素

造成爆炸是在氧气存在的情况下，有一定数的可燃物质，在一定引燃源能量下就会产生燃爆。可燃物是从空气中吸人的乙炔、甲烷、乙烷、丙烯、丁烯等烃类碳氢化合物，或者由空压机、膨胀机带人的油脂与油裂解的轻馏分，以及化工厂区附近的氮氧化物、臭氧等易燃易爆物质；引爆源主要来于静电引爆和冲击引爆。

2.2防止空分塔爆炸的对策措施

（1）在氧气站选划：时应该注意周围环境的空气质量，应符合GB 16912—97《氧气相关气体安全技术规程》表1、表2中的规定。严格控制空压机吸入口空气中的有害杂质含量。（2）用分子筛纯化器代替碱洗一干燥流程或冻结法的流程，采用13X分子筛提高吸附能力。严格控制纯化器再生温度和切换时间，尽可能降低进纯化器前的空气温度，把乙炔等碳氢化合物尽可能清除在塔外。（3）加强管理，要有准确的安全操作规程。特别是对液空、液氧中的杂质，要定期分析，一旦发现超标，应加大液氧的排放量，必要时停车处理。（4）大型空分塔推广全浸式操作法，经实践证明是一种有效的防爆操作法，但液氧面不能太满，若液氧溢出也会在板式或蓄冷器底部汽化，引起乙炔等碳氢化合物的浓缩。（5）加强对冷凝器蒸发器液氧流动出现死角的研究。从上塔溢流下来的液氧到液氧泵的循环或抽取1%液氧，均要流通，避免产生死角。

3.氧压机的危险、危害因素及对策

3.1氧压机的危险、危害因素

氧压机最危险的因素是燃烧爆炸，造成氧压机燃爆的原因比较复杂，主要原因如下：

（1）与氧气接触的零件去油不彻底，高压氧（≥2.94MPa）碰到油脂能产生自燃、爆炸。（2）管道中有铁锈、焊渣及涂锌管的锌粉带入气缸，活塞与气缸摩擦产生火花而燃烧。（3）活塞环磨损，活塞体与气缸体发生干摩擦起火。（4）用水润滑的氧压机断气缸润滑水。此类氧压机依*蒸馏水带走压缩过程的热量，又起到润滑作用，一旦断水很易产生燃爆。

3.2氧压机危险、危害因素对策措施的建议

（1）凡是与氧气接触的所有零件、阀门、管道、工具，都必须严格彻底脱脂，操作者的手、服装应忌油。（2）在拆卸活塞杆时，应将油清洗干净，并用四氯化碳去油后再拉出密封器，防止油脂帶人上密封器。（3）氧气管道在安装时，内壁应彻底除锈，到露出金属本色为止；氧气管最好采用不锈管，若用碳钢管（低压状态）应采用氩弧焊打底，防止产生焊瘤焊渣；氧气管无论压力高低严禁采用镀锌钢管。（4）在氧压机进口管道上安装上铜基合金的粉末过滤器，防止铁锈等机械杂质进入氧压机；过滤器芯子应用铜制，每季度应拆开清洗一次。

以上是我对目前我国内现有的空分装置危险源的浅析。从事制氧工作有十余年了，经历了许许多多大大小小的事故，血的教训还历历在目。我们要充分了解生产装置的危险因素，从最大程度上避免事故的发生。

参考文献：

[1]《制氧工问答》《制氧技术》《制氧安全操作规程》.

作者简介：张博（1982.1.2-），男，河北省邢台市桥东区，学历：大专，研究方向：制氧。