空压机爆炸案例分析及防护方法.pdf

第2 0 卷专辑 V o l . 2 0 S p e c .l s s u e 中 国 稀土学 报 J O U R N A L O F T H E C H I N E S E R A R E E A R T H S O C I E T Y 2 0 0 2 年9 月 S -2 0 0 2 空压机爆炸案例分析及防护方法 钟圣俊，党君祥， 邓煦帆 东北大学工业姗炸及防护研究所 东北大学3 2 7 信箱， 辽宁 沈阳1 1 0 0 0 4 摘 井 本文分析了 某破* 厂一起空压机油井. 炸.故的佩因 和预防 擂旅。 气缸中空压机油暇化、 交质产生积破. 积破自 姗产生了点 火派。由于 水冷 却 . 没 有 投 入 使用 ， 油 水 分 离 .的 底部 油 污 未 及时 排 放， 热空 气 将油 污 弃化， 形 成了 . 炸 性汤 合 物. 在防 止 积 成和 油 多 形 成 两方 面 采 取 一 定的 爪 防 擂摘. 可以 有效防 止空 压机娜炸. 关性词空压机事故分析积碳自 嫌姗炸防护 活塞式空压机在各行业有广泛的应用.一般 用于除尘系统和气动工具的高压气浑。空压机气 缸积碳引发的姗炸事故时有发生，但因破坏较小 而未见报导.以 下分析一起破坏严盆的空压机. 炸事故，并提出 .炸预防措施. 1 事故概况 2 0 0 1 年4 月1 2日 凌展， 生 产炼 翎用电 极的 某 炭索厂发生了一 起严，的空压机姗炸奋故. 造成 以下后果 空 压 机气 体出口 的 散 热片、 ， 道 法 兰 破 坏 冷却比、 旋风油 水分离.及杂质过油.法兰撕 开，娜栓拉长或断裂，端益脱落. 姗炸冲击波使空压机房充为平地.幸而当时空 压机房无人， 未造成人员 伤亡. 事故后，观察到以下现象 冷却幼、 旋风油 水分离抽 和杂质过浦峪法 兰连 接处有烧痕，杂质过泌月内壁也可以 观察到明显 的 火焰姗烧痰迹。 距 润 体 约3 m处 工 具 柜 附 近的 扫 帝 和 抹 布 烧 着 了 厂房的 幼毯上惫挂的木板烧粉， 堵壁上有油奋 状.炸喷出 物姗烧残留物. 2 工艺 过 程 简 介 空压机压缩空 气工艺流程见圈 1 . 活塞 对气体 作功， 使之盆度和压力升高.热压缩空气进入水 冷却.用循环水冷却。为了除掉油污， 冷却后的 压缩空气经旋风分离器使油水与空 气分离，油污 沉积在旋风分离器的 底部被定期排放，而压缩空 气 则 进 入 装 有 过 沐 介 质 的 过 滤 比 除 丢 顺 粒 杂 质 。 这样， 就可以 得到千净的 压缩空气。 冷却. 中叮的 M S 1 0 0 浪风油水 分离. 中- 6 0 0 1 .1 7 0 0 杂反过泊. 中 1 0 0 0 h 2 0 0 0 圈1 .炸前实际工艺 流程 冷却幼中间有隔板将雌体分为相连的两个室 胜 1 三性 竺 丛 二 个 室 进 叁 二 经 冷 却 细 ， 从 另 一 u 1R R M , O CS 19 M , 20 01- 12 - 11, y iiV 3 1N . 2002 - 2 - 20O * M * . 1 13k * 1970 - , 1 , V . S A A , 1ltt t . W O , 室引出. 细管周圈 充水对管内 压缩空气 进行冷却。 由于长期使用，部分冷却细管有诵眼，水进入压 电 子 娜 件‘ ie p i f m d l m a u .e d u m 专辑 钟圣俊等 空压机姗炸案例分析及防护方法 缩空气流。事故发生前冷却皓内已不通水进行冷 却。过滤器内原填充活性炭，后改为铁屑。发生 事故前坡充物为铁屑。 空压机型号为7 L / 1 0 0 一，每分钟产气1 0 0 m 3 , 额 定压力 8大气压。各容器管道连接直径为2 2 0 m m 旋风分离峪入口 直径为1 6 0 m m e 3 辜故原因 分析 正常生产时，各容器空气流t为 6 0 0 0 m / h , 空 压机油的 加 入 f为2 5 0 g /h . 实际 生 产中 空 压 机 的 加油 f 为2 .5 k g / 8 h 每 班2 .5 k g ， 也 就 是3 1 2 .5 妙。 理 论 上， 压缩 空 气中 油 多 浓 度为5 .2 g / m 3 ， 可 以 认为正常生产时压缩空气的油雾浓度在姗炸范 围之外。 1 5 0号空压机油的闪点范圈为 2 1 5 - 2 6 4 C 。 根 . 据标准对所用的 空压机油的闪 点进行 侧试V i ， 为2 4 8 ℃，自 燃温度为2 6 6 C . 侧试农明 空 压机油的闪 点在1 5 0 号空压机油的闪点范圈内. 空压机内的积碳产生火灾和.炸事故是空压 机的常见事故，但积徽本身只是粉火，即使发生 姗炸，产生的.炸压力是很有限的.经分析， 初 步认为这次姆炸事故是空压机油雾.炸。 高速气流中，油滴易于破碎雾化，未冷却 的高温空气增强了油的雾化，形成了可燃气体混 合物，成为可燃物释放源。 3 .3 初始娜 炸位里 可燃物释放源和引燃源同时存在就会发生初 始的姗炸R l 根据事故后观察到的现象很难判断初始姗炸 位t.点火源可能在空压机出口，油水分离旋风 抽产生初始爆炸。从容积大小和可姗物释放源的 强度考虑，旋风分离幼作为初始姗炸位t的可能 性更大. 3 . 1 点火洲 空压机油由于氧化和热解交质会产生碳，杂 质的存在会促进碳的形成。润滑油供应褥太快会 加快碳的形成.积碳在空压机活塞和汽缸间渐变 成花岗石似的碳积获物，加剧了活塞和汽缸的升 温。碳粉和油雾被吸入汽缸会在汽缸内 发生 姗炸 或粉火。碳粉本身也可能自 姗起火。点火洲顺压 缩气体流进入后续容器，在遇到足够的可姗物释 放浑时会发生.炸。 3 .2 可 姗 燕 汽的 形 成 从空 压机排出的 压缩 空气 沮度在 1 2 0 ℃ 左右， 未经过冷却即进入旋风分离器。旋风分离器底部 油水混合物未及时排泄， 液位较高， 进入了 旋风 筒的上升气流段.高速流动的压缩空气在旋风分 离器中心线附近旋转上升，带动了底部的抽. 过 池的底部也有积油的 可能。 4 结论 气体、燕汽发生.炸的条件是点火源、爆 炸性棍合物同时存在，并具备密闭空间。防止. 炸就是点火洲和姗炸性沉合物的形成。 为了避免活塞式空压机姗炸事故的发生，应 采取以下防范措施 在空压机吸风口 设t水过洁除尘室，以 保证空 压机气缸和活塞的功能不受影响，防止杂质进入 气缸促进积碳形成. 应按照空压机设备技术要求控制注油速率。 定期对空压机气缸和活塞进行检修， 检查并清 除积碳。 建立严格的 规章 制度， 确 保旋风分离 器底部的 油按时 排放， 过浦幼的 过滤介质定期 更换。 空压机姗炸事故可以 在很大的程度上预防， 但 很难保证以后不发生类似事故。应在建筑设计上 采取一定的隔姆和泄.措施[ 3 ，保证即使发生姗 炸，不致有人员伤亡。 户有文献 [ 1 ] 中 日 国 东 标 准O B / T 2 6 7 - 1 9 8 8 石 油 化 工 产品 闪 点 和 悦点 侧定 法 开 口 杯 法 . 北 京， 中 一 标 准出 服 杜， 1 98 9 [2 ] 称 分， 工 业叻 .实 用 技 术手 册〔 M 〕沈阳 江 宁 科 学 技 术出 版 社 ， 1 9 9 6 . 5 - 1 7 阁 典日 叻 火协 * 标 准N F P A 6 9 O o i d e f o r V e n t i n g o f D e fi a g m t i o n s . 1 9 9 8 6 1 2 中 国 稀 土 学 报2 0 卷 A n a l y s i s o f a P i s t o n A i r - c o m p re s s o r E x p l o s i o n A c c i d e n t Z H O N G S h e n g j u n , D A N G J u n x i a n g , D E N G X u f a n I n d u s t r i a l E x p l o s i o n P ro t e c t i o n I n s t i t u t e , B o x 3 2 7 , N o rt h e a s t e rn U n i v e r s i t y , S h e n y a n g 1 1 0 0 0 4 , C h i n a A b s t r a c t A n o i l v a p o r e x p l o s i o n a c c i d e n t i n a p i s t o n a i r - c o m p r e s s o r s y s t e m i s a n a l y z e d i n t h i s p a p e r , a n d t h e p re v e n t i o n m e t h o d s a r e s u g g e s t e d . T h e o x i d a t i o n a n d m e t a m o r p h o s i n g o f l u b r i c a t i n g o i l i n t h e p i s t o n h o u s e g e n e r a t e d c a r b o n a n d a u t o - i g n i t i o n o f c a r b o n w a s t h e i g n i t i o n s o u r c e . T h e w a t e r - c o o l i n g d e v i ce w a s n o t p u t i n u s e a n d t h e o i l a c c u m u l a t e d i n t h e b o t t o m o f t h e o ff - a i r s e p a r a t i n g c y c l o n e w a s n o t r e l e a s e d i n t i m e . T h e h o t a i r p u l v e r i z e d t h e o i l d e p o s i t s a n d e x p l o s i v e m i x t u r e w a s f o r m e d . H o w e v e r , e x p l o s i o n i n a i r e - c o m p r e s s o r s c a n b e e f f i c i e n t l y p r e v e n t e d i f f o r m a t i o n o f c a r b o n a n d o i l v a p o r c a n b e a v o i d e d . K e y w o r d s a i r - c o m p r e s s o r ; a c c i d e n t a n a l y s i s ;o f c a r b o n ; e x p l o s i o n p r e v e n t io n