氧气压缩机燃爆原因分析及修复情况

第5期2012年9月中氮肥

M-SizedNitrogenousFertilizerProgressNo.5Sept.2012

氧气压缩机燃爆原因分析及修复情况

刘亚波

（川化股份有限公司，四川成都610301）

［中图分类号］TH457［文献标识码］B［文章编号］1004－9932（2012）05－0053－02

1情况简介

三、五级气腔部分出现裂纹。2

燃烧爆炸原因分析

发生燃烧必需同时具备3个条件：可燃物、助燃物和燃烧温度（达到燃点）。该氧气压缩机中的零部件与氧气接触的部分均为铜合金和不锈钢，高温、高压、高纯度的氧气在压缩机中高速流动时不会产生火花；压缩机所有与氧气接触的汽缸、管线、阀门等均要求严格脱脂，在氧气压缩机运行过程中，除存在助燃物质高纯度的氧气外，其余2项燃烧条件并不具备。因此可能导致燃烧、爆炸的原因只可能是下述某项或几项情况。

（1）在氧压机检修过程中，检修人员在装配零部件时未将油脂彻底脱除干净。

（2）在将活塞部件吊入缸体的过程中，由于吊装工具未处理干净导致杂物、铁锈进入缸内。运行中这些物质与缸体及缸内零件摩擦、撞击产生静电。

（3）在氧压机完成检修后，试车前未严格按照操作程序逐级对气腔、管线进行吹扫，气

3.47/16.5型氧气压缩机我公司气体厂ZW-为立式、三列五级无润滑活塞式压缩机，由电动机驱动。除机身外，压缩机主要部件还包括气缸、

曲轴、连杆、十字头、活塞、填料函、上下密封函、冷却水盘管及各级冷却分离器等。压缩机进气压力0.01MPa，排气压力16.27MPa。氧气由储气囊进入压缩机，经各级压缩后送入充装站。

事故现象：该氧压机在开车过程中五级压力升至10.0MPa仅运行了数分钟就突然发生燃烧、爆炸，爆炸瞬间结束，燃爆时熔融的金属物质就像烟花一样从机身上部水箱处喷射出来，整个现场浓烟密布。

爆炸造成的设备损坏情况：五级排气阀烧熔，阀罩、气阀压盖烧熔；五级活塞头烧熔，三级活塞部分烧熔，三、五级缸套烧熔，三、五级活塞杆变形；三级冷却水盘管大部分熔化；三、五级填料函部分烧损严重；水箱多处出现裂纹；

［收稿日期］2011-08-25

［12-09修稿日期］2011-

［作者简介］刘亚波（1966—），男，四川梁平人，工程师。

櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅一样大小，出酸管线与装车鹤管之间的管道上安

装有1台累积计量的AE208D型电磁流量计，安装于原有2层平台之上，方便计量和操作人员精确读取酸量。4

结

语

我公司2009年新建的四期硝酸工程（包括100kt/a硝酸和60kt/a浓酸）是由华陆工程有限责任公司设计的，原设计的装车系统也是有2个小计量罐位于2层平台之上，用于浓硝酸的装车，借鉴改造经验，在建造之初对灌装系统进行了类似的改造，用1个大高位槽取代2个计量罐，并置于高处。截止目前，运行一直良好。

［参考文献］

［1］韩冬冰，李叙凤，王文华．化工工程设计［M］．北京：学

苑出版社，1997

60kt/a浓硝酸装置的灌装系统2006年技改

后投运以来，运行良好，装车方便，浓硝酸灌装区的浓酸泵因开停频率减少而使设备稳定运行周期大大加长，大大降低现场的维护工作量，得到车间灌装区现场操作人员和领导的一致好评。

·54·中氮肥第5期

腔、管线内残留有检修中不慎带入的杂质。

（4）氧压机在运行的时候，活塞杆中部设置的挡油盘稍有损坏，未有效阻止润滑油渗透到气缸中，润滑油渗透到气缸填料密封函与氧气接触，产生燃烧、爆炸。

该氧压机是在检修后开车过程中发生爆炸，因此不排除压缩机在检修过程存在疏忽大意，有油脂杂质或铁锈掉入气缸内，从而导致燃烧爆炸事故的发生。3

修复情况

（1）更换五级进排气阀、阀罩、气阀盖。（2）更换三、五级活塞、活塞杆。（3）更换三级冷却水盘管。

（4）更换三、五级缸套。新套装配采用冷冻法，用干冰将缸套冷却一段时间后，再将缸套压入气缸体内。

（5）更换填料函等密封部件。

（6）修复气腔裂纹。气腔部分材料为铸铁，对裂纹部分修补采用冷焊工艺。焊接前先彻底清除焊接表面油污、水垢等，在裂纹两端各钻1个（4～5）mm的止裂孔，然后沿裂纹开V形坡口（坡口两侧夹角60°～70°，底部为圆弧形，坡口深度为工件厚度的2/3，不开透，留底厚2～3mm），在坡口两侧25mm以内的表面用钢丝刷或砂布打光露出金属光泽，焊前用气焊炬将坡口底部裂纹中残留的油污清除，烘干水分。焊接时采用是多层焊，焊接件预热至200～250℃再施焊以提高焊接质量，焊后对焊接质量进行检查，并对气腔进行试压检漏。

（7）修复水箱。对水箱裂纹采用环氧树脂粘接修复。粘接前用碱水对表面进行处理，主要是清除油污，再用汽油脱脂彻底清除裂缝表面油脂，然后在裂纹两端分别钻（3～4）mm的止裂孔以防裂纹扩展，沿裂缝处开60°的V形坡口，深度为零件厚度的2/3左右，坡口表面应粗糙以增大与环氧树脂的接触面积，提高粘接强度，再按裂缝大小配制1块补板，补板应比修补区长35～40mm，宽50mm，并钻孔、攻螺纹（见图1），然后用清洁的毛刷把裂纹四周的铁屑清除，并用丙酮清洗干净。在涂胶粘补前，将零件加热到40～50℃，再在工件上涂胶使其更快固化，最后将补板用螺钉固定在水箱裂纹上

。

图1

环氧树脂粘接示意图

1—基体；2—裂缝；3—补板；4—V形槽；5—螺钉

该压缩机经过全面、彻底检查修理后，在正式试车前对各级进、排气腔、管线进行吹扫，吹扫完毕后，先用氮气进行试车，各工艺指标正常，设备运行稳定，无泄漏，达到正式试车的要求，然后引入氧气进行试车，各项工艺指标符合技术要求，达到预想的效果，满足了生产的需要。4

预防措施

为了避免再出现同类事故，我们重新制定了《安全检修规程》。除了要求加强工艺管理，加强巡回检查，确保氧压机的各项指标在正常范围内，对检修工作也提出了更加严格的要求并要求检修人员严格遵守和执行。采取的主要措施如下。

（1）检修人员在装配零部件时，手必须清洗干净，工具和更换的零部件必须用洁净的四氯化碳进行彻底清洗脱脂。严禁佩戴手套和穿着有油污的工作装进行检修。

（2）在检修设备的时候，检修气缸部分的人员与检修传动部分的人员不能交叉工作。（3）在对活塞进行吊装时，在拉出活塞的过程中要特别注意及时清除活塞杆下端的油污，以免玷污密封函。密封器、刮油器磨损时要及时更换防止带油。吊装工具进行彻底脱脂，以防止油脂和异物进入气缸内。

（4）防止铁锈和杂质进入机体内。加强对氧压机进口过滤器的检查，定期清洗过滤器或更换过滤网。

（5）在氧压机检修后，应严格按照操作手册，逐级对排气腔进行吹扫，确认合格后进行试车。（6）作为水润滑的氧压机，为防止气缸内断润滑水，设置了液位控制报警系统，因此对报警装置应加强维护，确保其及时准确报警。

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