空分知识 | 空分设备的危险源及防范措施
杜荣生 黑龙江黑化集团有限公司造气厂
摘要：空分设备就是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备。如同很多大型的机械设备一样，空分设备在运行中也存在危险因素。如果能够清晰地辨别危险的来源、产生方式、造成的后果，我们从业者就可以采取措施趋利避害，将隐患降到最低，实现真正的安全生产。
安全工作是我们工作中的重中之重是一切工作的基础，“安全”应当包括两个涵义：一是预知危险-二是消除危险。两者必须兼备。因此，广义上讲，安全工作就是预知人类话动各个领域里存在的固有或潜在的危险，以及为消除这些危险所采取的务种方法、手段和行动的总称。安全技术则是解决^类活动过程中安全问题的工程技术。
空分设备是化工、冶金等行业重要的生产设备之一，由于其特殊的结构和介质的理化性质，发生爆炸的危险性较大。近些年来，因空分设备制造缺陷和管理不善等原因，已发生多起空分设备的爆炸事故。空气分离装置的安全生产要以防爆为中心。根据危险因素存在空分设备中位置的不同，分为设备外部和设备内部危险因素。而设备内部危险冈素按爆炸性质的不同分为化学性爆炸和物理『生爆炸危险因素，化学性爆炸危险因索接爆炸条件分为可燃物、助燃物和引爆源危险网素。
据不完全统计，20世纪70年末、80年代初，全国共发生小型空分设备的爆炸事故100多起，大中型空分设备事故30多起，就在上世纪90年代中期后，国内外连续发生大型空分设备爆炸，特别是空分主冷凝蒸发器中烃类物质超标引起的爆炸是近几年来事故频发的主要原因，不仅影响了生产设备的平稳运行，而且给企业和国家造成重大的经济损失。以下从实际工作经验出发，浅谈空分设备运行中存在的主要危险因素及防范措施。
1、主要危险因素
1.1积碳
积碳就是然料和润滑油的窜气混合不完全燃烧后户生的沉积物． (主要成分是轻基酸、沥青质、焦油 沉积物的形成和压缩机“润滑油”有 直接关系。
积碳是我们能够看见的聚积于压缩机内部的进排气门、进气道、主机，油路、管路中的碳与黑胶物质。或多或少存在于压缩机固定零件死 角部位的油泥中。新安装的螺杆压缩机，在短时间内不会有积碳的产 生，只有在保养不好，或现场环境恶劣的情况下容易很快产主积碳．积碳 的形成主要来源于润滑油内有关沉积物的堆积，是润滑油在高温条件 下将渣滓留存在压缩机油路经过的地方。
压缩机在运行过程中，自然要形成高温现象，这种现象是使润滑油 产生积炭的主要原因。在压缩机运转过程中油路系统在高温条件下需 要冷却，这一冷一热，给积碳产生创造了必然条件，经过日积月累，积碳 挂在润滑油经过的通路壁上，特别是主机螺杆的凹凸齿槽上。
在压缩机制造厂主机返厂大修车间，我们可以看到有许多返厂大 修的主机被积碳熏得面目全月非，这黑色的胶质物质是压缩机危险的 潜在因素，因为它的潜伏没有爆发，使我们常常忽略了它的存在。积碳 为何能引起爆炸?积炭属易燃物质，它由高温产生但在高温条件下，也会 自燃。积碳的闪点温度一般是1 80度，而压缩机的出口温度一般控制在 160度之内，在压缩机内达不到闪点温度的情况下，压缩机内的积碳不 会被点燃但是，当压缩机因系统原因出现瞬间高压，压缩机内的温度急 剧升高，达到闪点温度之后，压缩机内的积碳被瞬间点燃，造成爆炸事故。
1.2油类
空分设备主要使用透平油和润滑油。透平油闪点（开口）≥195℃，属 于丙类火灾危险『生可燃液体，增压透平膨胀机透平油管，一旦输油管道 发生泄漏，遇高热或明火，会引起火灾、爆炸；润滑油闪点（开口）≥230℃， 属于丙类火灾危险性的可燃液体，输油管道一旦发生泄漏，高热或明 火，也会引起火灾、爆炸。
1.3 雷电
雷电现象是大自然中常见的自然现象之一，由于雷电的发生具有 不确定性、瞬时性和强放电性，因此能给各用电设备造成严重的影响， 对空分设备的正常生产和安全运行构成严重威胁。
1.4化学性爆炸危险因素
从大多数空分设备爆炸实例的分析来看，化学『生爆炸是主要的。形 成化学性爆炸的主要因素有以下三个方面：
(1)可燃物。在空分设备中，可燃物主要是碳氢化合物或油分等爆炸危险杂质。原料空气中含有一定量的碳氢化合物，它们的闪点都非常低，爆炸极限较宽，生产过程中碳氧化合物在空分装置内过量积聚，如果有引爆源存在的情况下，很容易引起爆炸。
(2)助燃物。氧气和液氧，是助燃物质，为乙类火灾危险『生物质，是可燃物燃烧爆炸的基本要素之一，能氧化大多数活性物质，与易燃物如乙炔、甲烷等形成有爆炸性的混合物。因此，空分设备化学性防爆问题就主要在可燃物和引爆源上。
(3)引爆源。引爆源主要有：爆炸性杂质固体微粒相互摩擦或与器壁摩擦；静电放电；气波冲击、流体冲击或汽蚀现象引起的压力脉冲，造成局部压力高而使温度升高；化学活性特别强的物质存在，使液氧中可燃物质混合物的爆炸敏感性增大。
2、加强管理，防患于未然
2.1彻底清冼。
压缩机爆炸的原因主要是因为积碳，那么，控制和清除积碳就成为预防爆炸的主要手段。在我们保养过的压缩机中，不产生积碳和少产生积碳的例子也很多．这说明，积碳是可以控制的。控制产生积碳的条件很多，主要是控制积碳形成的来源一润滑油。
首先要选择质量好的润滑油。质量好的润滑油可以很好的防护压缩机，杂质也较少，形成积碳的机会也扰相对要少。特别是对主机螺杆部分的保养有利，能够形成较好的保护膜保护主机。如果使用劣质润滑油，其粘『生大，杂质多，润滑效果差．形成积碳的机率将大增。
其次，压缩机澡作环境的因素。有的压缩机操作现场，粉尘浓度很大，有的因为空气过滤芯被堵塞，索性直接去掉滤芯，使粉尘直接进入主机和润滑油混合形成更多的油泥．造成更多的积碳。压缩机积碳的清洗，主要有解体消洗、半解体梢洗、封闭清洗等多种方式。
解体清洗，就是将压缩机的零部件拆除，用清洗剂和专用工具对压缩机进行清洗，清洗完毕，再将零部件装配的过程。
半解体消洗，就是将压缩机部分零部件拆除，用清洗剂和专用工具 对压缩机进行清洗，清洗完毕，再将零部件装配的过捏，封闭清洗，就是 将清洗剂倒入压缩机油路系统中，通过油路自然循环，将积碳清洗干净，再排出油路系统的过程。
从消除积碳的效果来看，目前封闭清洗效果还是不错的，一是省时 省力，二是彻底干净。
2.2防止静电积聚及雷击。
液氧的单位电阻较大，易于产生静电，在 不接地隋况下可产生数千伏的静电电压，同时雷击对空分设备也有很 大的威胁，所以要定期对空分装置进行接地检查。
2.3定期清洗。
运转2年或更长时间时，应对精馏塔及液氧循环系 统进行清洗脱脂，主冷单元应浸泡8h，清洗后用足够压力的空气彻底吹除，而后充分加温干燥。
2.4防止油的进入。
若油被带入空分装置，会污染吸附剂，影响对乙炔的吸附，所以应取消易使空气带油的罗茨风机，加强膨胀机的检修和维护。
2.5加强操作、维护、管理。
对于清除有害杂质的环节要认真；监测 用的仪器、仪表要定期校验；超周期运行要慎重，要及时停车加热吹除： 严格遵守工艺纪律，杜绝违章作业。
3、结束语
安全工作是做好一切工作的前提和保证，是一项长期而艰巨的任务。我们作为空分设备的从业者要积极行动，扎实工作，切实保障生产安全，把安全工作和整体管理水平提高到一个新的水平，推动各项工作 持续健康快速发展。
参考文献
【1】石智豪．压力容器安全操作技术．
【2】马大方．氧气与相关气体的安全生产及使用技术．1998
【3】国家劳动总局．现代压力容器制造技术的发展及其动向．1981