空分設(shè)備運(yùn)行中的危險(xiǎn)因素及其防范措施

　空分設(shè)備是化工、冶金等行業(yè)重要的生產(chǎn)設(shè)備之一，由于其特殊的結(jié)構(gòu)和介質(zhì)的理化性質(zhì)，發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)性較大。近些年來(lái)，因空分設(shè)備制造缺陷和管理不善等原因，已發(fā)生多起空分設(shè)備的爆炸事故，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)70年末、80年代初，全國(guó)共發(fā)生小型空分設(shè)備的爆炸事故100多起，大中型空分設(shè)備事故30多起，就在上世紀(jì)90年代中期后，國(guó)內(nèi)外連續(xù)發(fā)生大型空分設(shè)備爆炸，特別是空分主冷凝蒸發(fā)器中烴類物質(zhì)超標(biāo)引起的爆炸是近幾年來(lái)事故頻發(fā)的主要原因，不僅影響了生產(chǎn)設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行，而且給企業(yè)和國(guó)家造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。以下從實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，淺談空分設(shè)備運(yùn)行中存在的主要危險(xiǎn)因素及防范措施。

　　1．危險(xiǎn)因素

　　1．1設(shè)備外部危險(xiǎn)因素

　　1．1．1油類

　　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℃，屬于丙類火災(zāi)危險(xiǎn)性的可燃液體，輸油管道一旦發(fā)生泄漏，高熱或明火，也會(huì)引起火災(zāi)、爆炸。

　　1．1．2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，控制系統(tǒng)癱瘓，空分設(shè)備停車，直接導(dǎo)致后序生產(chǎn)的停止，嚴(yán)重時(shí)能造成不可想象的事故。

　　1．2空分設(shè)備內(nèi)部危險(xiǎn)因素

　　1．2．1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，化學(xué)性爆炸是主要的。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，在引爆源因素存在的情況下，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。以下幾種雜質(zhì)危險(xiǎn)因素能夠制造引爆源。

　　1)二氧化碳。當(dāng)液氧中含有少量冰粒、固體二氧化碳時(shí)，會(huì)產(chǎn)生靜電荷，如果二氧化碳的含量提高到200-300x104％，所產(chǎn)生的靜電位可達(dá)到3000V。同時(shí)，固體二氧化碳能夠堵塞液氧通道而導(dǎo)致“死端沸騰”，從而使得液氧中的碳氧化合物濃度不斷提高，在達(dá)到爆炸濃度后，一旦有引爆源存在即會(huì)產(chǎn)生爆炸。造成C02含最高的主要原因有：分子篩因長(zhǎng)期使用下沉或氣流沖擊而粉碎，分子篩吸附器吸附床層出現(xiàn)空隙，氣流短路；分子篩對(duì)特定氣體有很強(qiáng)的吸附能力，但它有一個(gè)最佳溫度工作區(qū)，進(jìn)氣溫度超出這個(gè)工作區(qū)，會(huì)導(dǎo)致分子篩對(duì)C02吸附能力下降。