一、空分設(shè)備的危險(xiǎn)源有哪些
空分設(shè)備主要應(yīng)用于化工、冶金等行業(yè),作為大型機(jī)械設(shè)備,在運(yùn)行中也存在危險(xiǎn)因素,據(jù)了解,空分設(shè)備的危險(xiǎn)源主要有:
1、氧氣
氧氣(含液氧),是該生產(chǎn)裝置的主要產(chǎn)品之一,是助燃物質(zhì),為乙類火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì)。氧氣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。
2、油料
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)杯)≥195℃,系丙類火災(zāi)危險(xiǎn)性可燃液體。增壓透平膨脹機(jī)透平油管道,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)杯)≥230℃,系丙類火災(zāi)危險(xiǎn)性可燃液體。輸油管道一旦發(fā)生泄漏,遇高熱或明火,也會(huì)引起火災(zāi)、爆炸。
3、碳?xì)浠衔?/strong>
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?xì)浠衔锶绻诳辗衷O(shè)備內(nèi)過(guò)量積聚,遇高熱可能引起爆炸。
空分塔中,可爆物質(zhì)主要有:乙炔(C2H2)和其他碳?xì)浠衔铩睠nHm(C2H2除外)〕等。在這些危險(xiǎn)雜質(zhì)中,乙炔是形成爆炸的最主要的根源。這是因?yàn)橐胰苍谝貉踔械娜芙舛葮O低,約5.2cm3/L液氧,過(guò)剩的乙炔就會(huì)以白色固態(tài)微粒懸浮在液氧中。而乙炔又是不飽和的碳?xì)浠衔铮哂泻芨叩幕瘜W(xué)活性,性質(zhì)極不穩(wěn)定。
4、液態(tài)臭氧
?液氧通過(guò)空分閥門(mén)時(shí),長(zhǎng)時(shí)間受到摩擦和氣流沖擊,在產(chǎn)生的靜電作用的條件下,能夠使少部分液氧變成液態(tài)臭氧。液態(tài)臭氧是一種深藍(lán)色的液體,在通常條件下,該液體汽化、分解,使氧的分壓急劇增大,故具有爆炸的危險(xiǎn)性。
5、機(jī)械裝置爆炸的風(fēng)險(xiǎn)
空分設(shè)備的空氣壓縮機(jī)組、空氣預(yù)冷系統(tǒng)、空氣純化系統(tǒng),分餾塔冷箱系統(tǒng)、增壓透平膨脹機(jī)組、氧氣透平壓縮機(jī)組、氮?dú)馔钙綑C(jī)組等均為壓力容器。如果壓力超過(guò)設(shè)計(jì)允許值或壓力表失靈,均存在著裂紋、破碎、爆炸的危險(xiǎn)。
當(dāng)空分設(shè)備發(fā)生氧氣泄漏、或檢修氧氣罐時(shí)未置換或置換不徹底,作業(yè)環(huán)境達(dá)到富氧狀態(tài)〔空氣中氧含量超過(guò)21%(V/V)〕,遇火星或高溫易發(fā)生火災(zāi)事故。
6、電氣傷害
電氣傷害是電能作用于人體造成的傷害,有觸電傷害、電磁場(chǎng)傷害及間接傷害3種類型。電氣傷害事故以觸電傷害最為常見(jiàn),而絕大部分觸電傷害都屬于電擊傷害。廠區(qū)內(nèi)的電氣設(shè)備、電纜敷設(shè)及配電裝置隨處可見(jiàn),存在著電氣設(shè)施、電氣(器)設(shè)備因防火防爆、防水防潮、安全保護(hù)設(shè)施不完善、電纜敷設(shè)不合理造成人體觸電傷害事故的可能。另外,因防雷接地措施不完善也會(huì)發(fā)生雷電傷害事故。當(dāng)裝置中液化的氣體流速增高時(shí),靜電場(chǎng)的強(qiáng)度便迅速提高,且可能達(dá)到較高的電壓而發(fā)生靜電火花,形成火災(zāi)爆炸的引爆源??辗炙谋ㄊ鹿?,常常是靜電火花形成的引爆源。
7、機(jī)械傷害
如果空分機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件外露,防護(hù)措施和必要的安全裝置不完善,可能使操作人員的頭發(fā)、服飾纏繞其上而造成人身傷害。
8、墜落傷害
如空氣壓縮機(jī)組、空氣冷卻塔、水冷卻塔、水過(guò)濾器、空氣純化系統(tǒng)、分餾塔冷箱系統(tǒng)、主換熱器、液氮液空過(guò)冷器、粗氬塔、精氬塔、增壓透平膨脹機(jī)組、氧氣活塞壓縮機(jī)組、氮?dú)馔钙綁嚎s機(jī)組等,其巡檢處均高于2m(含2m)以上,上面的巡檢人員將可能發(fā)生墜落事故。工人作業(yè)或巡檢需要沿著不同的運(yùn)轉(zhuǎn)層,經(jīng)過(guò)不同高度的平臺(tái)和鋼梯,存在著墜落傷害危險(xiǎn)。
9、冷凍傷害
空分設(shè)備生產(chǎn)的液氧、液氮、液氬等產(chǎn)品,一旦由于輸送這些產(chǎn)品的泵、閥門(mén)、管道及貯罐等設(shè)備密封不嚴(yán),設(shè)備發(fā)生裂紋或破碎,將發(fā)生泄漏事件,噴灑到操作人員的身體上,由于它們的沸點(diǎn)非常低,加之汽化時(shí)要吸收大量的熱量,所以會(huì)造成人體冷凍傷害。
二、如何防范空氣分離設(shè)備的危險(xiǎn)源
空分設(shè)備的危險(xiǎn)源是比較多的,為了防止出現(xiàn)事故,有必要做好危險(xiǎn)防范工作:
1、抓住空氣來(lái)源關(guān)
空分設(shè)備的原料就是大氣,大氣質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著主冷液氧中烴類的變化。
(1)建立大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè),每周分析一次。
(2)設(shè)立風(fēng)向標(biāo),隨時(shí)掌握四季風(fēng)向的變化,如果主冷的總碳?xì)涞暮砍瑯?biāo)就及時(shí)安操作規(guī)程的要求排放。
2、把住空氣壓縮關(guān)
從空分設(shè)備的流程來(lái)看,進(jìn)入分餾塔系統(tǒng)的空氣來(lái)源于空壓機(jī)系統(tǒng),在此過(guò)程中就不可避免的存在潤(rùn)滑脂,這些潤(rùn)滑油脂是非常危險(xiǎn)的。因?yàn)橐貉踔械挠椭芨街谥骼涞某崞?,?dāng)油膜達(dá)一定厚度時(shí),它將與不飽和烴、氮氧化物和氧氣的混合物在低溫下起化學(xué)反應(yīng)生成靈敏度較大的可燃物,這些可燃物一旦遇火源就會(huì)發(fā)生爆炸。另外空氣中的灰塵等雜質(zhì)被帶人分餾塔中也是危險(xiǎn)的,一是它可以在板式換熱器中堵塞;二是進(jìn)入分餾塔中的固體懸浮在液氧液面上,摩擦產(chǎn)生靜電打火,這就形成了引火源??刹扇∫韵麓胧?/p>
(1)將空氣吸入口的過(guò)濾器改裝成為自潔式過(guò)濾器(如增加氣脈沖自動(dòng)清灰裝置),能最大限度的改善空壓機(jī)入口的空氣質(zhì)量。
(2)空壓機(jī)軸封方式采用空氣迷宮密封無(wú)油潤(rùn)滑來(lái)進(jìn)行,確??諌簷C(jī)出口空氣不帶油。
(3)空壓機(jī)設(shè)置了自保聯(lián)鎖和在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),嚴(yán)格設(shè)定報(bào)警值和停車限值,確??諌簷C(jī)的正常運(yùn)行,防止因頻繁開(kāi)停機(jī)而將油脂或雜質(zhì)帶人系統(tǒng)。
3、加強(qiáng)空氣凈化
由于空氣污染等原因,壓縮后送來(lái)的無(wú)油、干凈的空氣中含有大量水、乙炔、甲烷、二氧化碳、乙烷、乙烯、丙烯等物質(zhì),這些物質(zhì)在凈化過(guò)程中要盡量脫除,否則很可能發(fā)生一些危險(xiǎn)。如:大量的水分和二氧化碳被帶入冷箱,就會(huì)造成凍堵;不飽和烴能大部分被吸附在分子篩中,而飽和烴因不易被吸附,很容易會(huì)被帶入分餾塔內(nèi),引起嚴(yán)重后果。解決問(wèn)題的主要做法:
(1)空冷塔設(shè)置了高、低液位聯(lián)鎖,防止在除沫器損壞或空壓機(jī)異常的情況下,空冷塔的液位失控而使空氣中帶水。
(2)根據(jù)環(huán)境實(shí)際,對(duì)分子篩吸附器內(nèi)分子篩填量進(jìn)行調(diào)整,這樣通過(guò)增加分子篩裝填量,提高了對(duì)烴類及二氧化碳的吸附能力,最大限度地減少烴類及二氧化碳帶入分餾塔中。
(3)夏季環(huán)境溫度高,分子篩吸附器在高負(fù)荷運(yùn)行的前提下調(diào)節(jié)空間不大,對(duì)分子篩出口的二氧化碳在線檢測(cè)儀加強(qiáng)監(jiān)控,防止因二氧化碳超標(biāo)引起設(shè)備凍堵。離線通過(guò)對(duì)出分子篩的空氣露點(diǎn)分析,確保水含量不超標(biāo)。
4、強(qiáng)化深冷分離
空分設(shè)備的最危險(xiǎn)、也是最關(guān)鍵的是分餾塔部分,由于分子篩對(duì)飽和烴基本不吸附,這樣烴類物質(zhì)就會(huì)帶入餾塔中,對(duì)安全生產(chǎn)造成極大威脅。防止安全事故的主要措施:
(1)主冷凝蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為防爆型,特殊結(jié)構(gòu)防止烴類析出堆積在翅片的某些部位上,使局部烴類超高。目前,各國(guó)通過(guò)對(duì)主冷爆炸的研究,一致認(rèn)為由于空分主冷凝蒸發(fā)器中液氧的不斷沸騰、蒸發(fā),使可燃物在此濃縮積聚,且摩擦沖擊最強(qiáng)烈,所以容易在主冷中形成爆炸中心,通過(guò)采用新型防爆結(jié)構(gòu),可最大限度地降低其爆炸的可能。
(2)主冷板式單元采用全浸式操作,防止烴類析出發(fā)生危險(xiǎn)。
(3)增設(shè)1%液氧連續(xù)排放,和間斷式不定量的排放,使主冷液氧始終保持部分更新,防止烴類積聚增濃。
(4)增大液氧吸附器的能力,增加其脫炔和脫極性有機(jī)物的能力,并定期按規(guī)程進(jìn)行再生。
(5)設(shè)立在線分析儀。通過(guò)在線法、離線直接法、離線濃縮法三種分析方法對(duì)比,更準(zhǔn)確地掌握液氧中的烴類動(dòng)態(tài),確保裝置安全運(yùn)行。
在設(shè)備檢修維護(hù)方面采取的主要方法:
(1)對(duì)活塞式氧壓機(jī)的密封及刮油系統(tǒng)定期進(jìn)行檢驗(yàn),確保無(wú)油、無(wú)泄漏。
(2)增設(shè)停車嚴(yán)密聯(lián)鎖系統(tǒng),通過(guò)三個(gè)快速切斷閥防止因氧壓機(jī)停車而造成烴類氣體的反竄。
(3)氮?dú)馑统龉芫€上設(shè)有單向閥和聯(lián)鎖快速切斷閥。
(4)對(duì)液氧貯槽中的烴類物質(zhì)堅(jiān)持每天分析一次,發(fā)現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象及時(shí)進(jìn)行排放。
(5)高壓氧氣送出閥增設(shè)小旁路,避免因壓差過(guò)大使流速過(guò)快而發(fā)生危險(xiǎn)。
5、強(qiáng)化人員安全培訓(xùn)
(1) 隨著裝置運(yùn)行條件的變化定期修改《操作規(guī)程》,使操作有章可循。
(2)組織編寫(xiě)空分設(shè)備技術(shù)培訓(xùn)大綱,定期對(duì)人員進(jìn)行培訓(xùn)。
(3)操作人員不但要通過(guò)裝置的上崗考核,還必須通過(guò)當(dāng)?shù)貏趧?dòng)部門(mén)簽訂的特殊工種合格證方能上崗操作。
(4)堅(jiān)持不定期的事故演練,使操作人員對(duì)空分設(shè)備存在的各種危險(xiǎn)因素牢記在心。