徐驚濤，時(shí)文玉，章銘明

（武漢鋼鐵集團(tuán)氧氣有限責(zé)任公司，湖北武漢430083）

制氧

30000 m3/h氧氣壓縮機(jī)冷卻器燃爆事故分析及預(yù)防

徐驚濤，時(shí)文玉，章銘明

（武漢鋼鐵集團(tuán)氧氣有限責(zé)任公司，湖北武漢430083）

對(duì)武鋼發(fā)生的30 000 m3/h氧氣壓縮機(jī)三段冷卻器燃爆事故進(jìn)行了原因分析，介紹了處理過程，并提出了預(yù)防措施。

氧氣壓縮機(jī)，冷卻器，燃爆，分析，處理

1 事故概況

武漢鋼鐵集團(tuán)氧氣公司（以下簡稱武鋼氧氣公司）從德國進(jìn)口了多套10000 m3/h、30000 m3/h、60000 m3/h制氧機(jī)，其中配套設(shè)備30000 m3/h氧氣壓縮機(jī)兩臺(tái)，是采用6級(jí)壓縮、3段冷卻方式的壓縮機(jī)，冷卻器為氣體走管內(nèi)、冷卻水走管外的換熱方式。30000 m3/h氧氣壓縮機(jī)于1992年投運(yùn)后一直穩(wěn)定正常，因E臺(tái)制氧機(jī)配合主體廠礦檢修進(jìn)行20余天的大修工作，30000 m3/h氧氣壓縮機(jī)也同步大修。按檢修計(jì)劃30000 m3/h氧氣壓縮機(jī)進(jìn)行了葉輪、流道、軸承、軸瓦、齒輪增速機(jī)、電機(jī)、氣體和油冷卻器清洗、自動(dòng)閥的檢查等工作，檢修完后進(jìn)行壓空氣試車約30 min，一切工作正常后停機(jī)備用。第二天下午15：20左右，30000 m3/h制氧機(jī)氧氣純度合格后啟動(dòng)氧氣壓縮機(jī)運(yùn)行，由壓空氣轉(zhuǎn)壓氧，其出口氧氣純度合格后向管網(wǎng)送氧，送氧約40 min后發(fā)生氧氣壓縮機(jī)三段冷卻器燃爆事故。所幸未造成人員傷亡，其三段冷卻器氣側(cè)封頭和三段冷卻器氣體進(jìn)口管道約1.5 m左右被燒毀，一樓氧氣壓縮機(jī)防爆墻內(nèi)（安裝3臺(tái)冷卻器）所有通訊電纜和測量裝置被損壞。解體檢查氧氣壓縮機(jī)葉輪、軸封、軸承、軸瓦、閥門等其他部件都完好，僅流道、葉輪、冷卻器氣體管道內(nèi)壁上有部分煙熏痕跡，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)一百多萬元。

2 事故處理

（1）按緊急停車按鈕，使主電機(jī)停運(yùn)、輔助油泵停運(yùn)，其防火保護(hù)裝置動(dòng)作進(jìn)行滅火；

（2）通知電器人員將氧氣壓縮機(jī)主電機(jī)及輔助設(shè)備的電源斷開，防止事故蔓延、擴(kuò)大；

（3）關(guān)閉氧氣壓縮機(jī)手動(dòng)進(jìn)口閥、手動(dòng)出口閥，以切斷助燃源（氧氣）；

（4）現(xiàn)場先用干粉滅火器滅火效果不佳，因防爆墻內(nèi)環(huán)境溫度高，并伴隨著膠皮惡臭和濃煙，使人無法靠近。采用了高壓消防水進(jìn)行降溫、滅火。

因處理、搶險(xiǎn)及時(shí)得當(dāng)未造成事故擴(kuò)大。

3 影響氧氣管件發(fā)生燃爆的原因分析

（1）氧氣管道閥門前后壓力差過大，且快速打開氧管道閥門產(chǎn)生絕熱壓縮，使閥門后氧氣溫度迅速升高，達(dá)到金屬熔點(diǎn)溫度易發(fā)生燃爆事故。此類事故多發(fā)生在送氧、吹氧瞬間時(shí)，因此這次事故可排除。

（2）氧氣在管道中流速過大，在遇可燃雜質(zhì)顆粒發(fā)生高速碰撞會(huì)造成燃爆事故。因經(jīng)過嚴(yán)格氣密試驗(yàn)和吹掃，其管道泄漏和顆粒雜質(zhì)應(yīng)可排除，且還經(jīng)過兩次空氣試車吹掃約50 min，送氧穩(wěn)定40 min后才發(fā)生事故，因此這次事故也可排除。

表1 管道中氧氣最高允許流速

（3）氧管件的除銹、脫脂不徹底，在高濃度、高速流動(dòng)的氧氣環(huán)境下易發(fā)生燃爆事故。

（4）管道、容器內(nèi)存在可燃物（如：纖維、橡膠、棉布、塑料布、油破布、潤滑油、洗滌劑、墊片等）在高濃度、高速流動(dòng)的氧氣環(huán)境下易發(fā)生燃爆事故。

表2 常壓下幾種可燃物在氧中的燃點(diǎn)

表3 部分金屬在氧氣中的燃燒溫度一覽表℃

事故后進(jìn)行現(xiàn)場勘查分析，發(fā)現(xiàn)氧氣壓縮機(jī)三段冷卻器氣側(cè)（封頭燒毀部位）管束約有30×60 mm的不規(guī)則燒陷凹痕面，筆者分析此處是一塊狀軟性物體（纖維、橡膠、棉布、塑料布、油破布等）粘連在管束表面并發(fā)生燃燒的第一著火點(diǎn)。第一次空氣試車運(yùn)行約30 min因氧濃度低其未產(chǎn)生自燃，第二次是壓氧運(yùn)行約40 min后發(fā)生事故，調(diào)出歷史曲線趨勢圖可看出，從送氧時(shí)出口壓力由2.2 MPa緩慢上升至2.9 MPa。氧濃度、壓力越高其可燃物的燃點(diǎn)溫度越低，在純氧狀態(tài)下其可燃物的燃點(diǎn)溫度下降100℃左右，從而達(dá)到自燃產(chǎn)生燃燒，在純氧狀態(tài)下伴隨著氧氣助燃，其周圍密閉空間內(nèi)燃燒溫度急劇升高達(dá)到鋼的熔點(diǎn)溫度，使冷卻器封頭被燒毀，氧氣大量外泄，使一樓氧氣壓縮機(jī)防爆墻內(nèi)易燃的通訊電纜和測量裝置被損壞；氧氣管道上的火焰延氧氣流動(dòng)的反方向繼續(xù)燃燒三段冷卻器氣體進(jìn)口不銹鋼管道。因?yàn)榇藭r(shí)防火保護(hù)裝置動(dòng)作氧濃度被稀釋，且氧氣源（助燃物）也被切斷，所以僅燃燒了約1.5 m左右的不銹鋼管道。

4 防范措施

（1）嚴(yán)格進(jìn)行氧氣管件的除銹和脫脂

氧氣管件運(yùn)行安全的關(guān)鍵在于除銹和脫脂徹底，保證管道、部件內(nèi)壁的完全清潔。氧氣管道、部件在安裝前，必須對(duì)其內(nèi)表面進(jìn)行檢查，確保無鐵銹、毛刺、油脂等。管道除銹應(yīng)進(jìn)行到出現(xiàn)本色為止，除銹完成后需將其表面的雜質(zhì)或化學(xué)物質(zhì)清除干凈再進(jìn)行下步工序。

除銹后的管件必須進(jìn)行嚴(yán)格脫脂，可采用無機(jī)非可燃清洗劑等方法，并用紫外線檢查法、樟腦檢查法、容積分析法進(jìn)行檢查，直到合格為止。脫脂后的管件應(yīng)進(jìn)行鈍化或充入干凈的氮?dú)饷芊?，以防止二次污染?/p>

（2）試壓、清管和吹掃

氧氣管件檢修后應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn)，試壓完成后進(jìn)行清管作業(yè)，清除管道、部件內(nèi)的雜物，并用氮?dú)獯祾?，吹掃速度不小?0 m/s，直至無雜物清潔為止。

（3）嚴(yán)格規(guī)范氧氣管件檢修施工

檢修施工人員必須穿著清潔、無油的工作服，戴干凈的手套，使用的工具必須清潔，安裝前后必須進(jìn)行現(xiàn)場清理，并清點(diǎn)工具、零件等，清除管道和容器內(nèi)可能存在的雜物。

進(jìn)行氧氣管件施工必須嚴(yán)格遵循壓力管道施工有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、《工業(yè)金屬管道施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》及相關(guān)安全規(guī)定。

（4）控制氧氣流速在允許范圍內(nèi)。

（5）操作閥門應(yīng)緩慢進(jìn)行，升壓過程應(yīng)緩慢，每分鐘升壓不得超過0.2 MPa。

（6）防止產(chǎn)生靜電放電，氧氣調(diào)節(jié)閥電阻跨接應(yīng)執(zhí)行相關(guān)規(guī)定。

5 結(jié)束語

冶金行業(yè)發(fā)生與氧氣相關(guān)的燃爆事故很多，事故教訓(xùn)刻骨銘心，應(yīng)對(duì)此類事故認(rèn)真分析，采取措施、吸取教訓(xùn)、舉一反三，避免類似事故發(fā)生。

Analysis of a Blast Accident in the Intercooler of 30 000 m3/h Oxygen Compressor and Preventive Measures

XU Jingtao，SHI Wenyu，ZHANG Mingming
（Oxygen Co.,Ltd.of Wuhan lron and Steel Group,Wuhan,Hubei 430083,China）

The causes of a blast accident in the 3rd intercooler of an 30 000 m3/h oxygen compressor in WISCO are analyzed,the treatment process of the accident is introduced and preventive measures are put forward as well.

oxygen compressor,intercooler,blast,analysis,treatment

TH45

B

1006-6764(2014)11-0028-02

2014－06－26

徐驚濤（1972－），男，工程師，現(xiàn)從事設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)工作。