氧气压缩机的安全使用措施

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　　一、前言
　　工艺压缩机的压缩介质有氢气、氧气、氮气、甲烷、乙烷及天然气等所有可能会使用到的气体。气体是可压缩的，也就是说只要需要这些气体，从制取到使用就都离不开压缩机和膨胀机。国内各大压缩机制造厂及空分厂都生产各类工艺压缩机，工艺气体大多具有危险性。据统计，氧气压缩机事故率最高，主要表现为燃缸。为此，本文对一些石化企业氧气压缩机的使用情况进行了调查总结，并查阅了大量资料，为氧气压缩机安全运行积累了一定的经验，有效控制了事故率。
　　二、氧气压缩机典型工艺参数
　　针对氧气压缩机染缸事故分析，某石化厂4M12型氧气压缩机主要工艺参数见表1。

　　三、氧气压缩机燃缸的原因分析
　　氧气压缩机每次着火烧缸的部位，均是在压缩机四级的填料函与活塞杆接触面之间。燃烧部位由于处在有氧气有压力的环境中，每次着火连设备本体都烧掉了，为判断事故的原因带来较大困难。经走访多家石化企业，总结出氧气压缩机着火烧缸的原因如下：
　　（1）燃缸三要素分析
　　燃烧必须同时具备助燃物、可燃物和着火源三个条件。在生产过程中压缩的氧气是不可避免的助燃物，而且任何可燃物在高压氧气中都会降低其着火点，氧气压力及纯度越高其着火点越低，几种金属材料在氧气中的着火温度见表2。根据4M12型氧气压缩机的运行环境、特点以及每次发生燃烧事故时的部位，可燃物大致统计有润滑油、碳黑粉尘和填料函中的四氟填料。因为四级压力最高，在高压氧气环境下，它们的着火点较在空气中将大幅度下降。据分析着火原因：一是活塞杆或活塞偏磨导致局部温度升高，达到可燃物的着火点；二是机组在运行过程中产生的静电不能有效导入地下， 一旦放电产生静电火花，就会引燃可燃物；另外，排气温度过高也可能使可燃物达到着火点。
　　（2）氧气压缩机运行情况分析
　　1）氧气压缩机在运行中，机组温度升高，如果冷却器、缸套、填料函断水，特别是填料函断水（温度没有仪表监测，不易被人察觉），将会使局部温度升高，达到可燃物的着火点，氧气中有机物及密封材料的着火温度见表3。
　　2）刮油器变形或挡油板松动，将增大活塞杆带油机率，油在高压氧气中，着火点显著降低，形成易燃物。
　　3）活塞环、导向环磨损，气缸椭圆度增大，将造成活塞杆偏磨，局部温度升高达到可燃物的着火点。

　　（3）设备零部件分析

　　如果活塞杆表面粗糙度和材质不合格，活塞杆、导向环硬度不够，刮油器质量差，同样是氧气压缩机着火烧缸的隐患。
　　（4）从人的因素分析
　　填料函，刮油器组装不符合要求，巡回检查不力，异常情况没有及时发现和处理，也可能造成机组燃烧事故的发生。
　　综上所述，氧气压缩机着火烧缸的因果关联关系如下图所示。

　　四、防范措施

　　根据分析结论，燃烧必备三条件中，压缩介质氧气是助燃物，在生产中是不可避免的。为防止氧气压缩机着火烧缸，从消除可燃物与着火源入手， 应制定防止氧气压缩机着火烧缸的相应措施，并认真加以落实，其具体情况如下。
　　1）配备活塞杆内外吹氮，增加填料函内吹氮起到降低填料函内氧气的含量，从而保证可燃物着火点不降低；增加外吹氮降低活塞杆温度，减少碳黑粉尘及油雾的附着。
　　2）加强对活塞杆温度的监测，确保其温度≤60℃，建议配备红外线测温仪，定时对检测活塞杆温度，测温时仪器与手感相结合；如其温度高于规定值，立即停车处理，对其活塞杆、填料函检修后，必须用氮气试车，待新装配的填料函与活塞杆磨合，且活塞杆温度在60℃以内，方能投入压缩氧气。
　　3）建全氧气压缩机导电设施，制作大小为1m2的铜板，埋入近2m深的地下，确保静电不积累。
　　4）制定活塞杆脱脂制度，活塞杆上附着碳黑、油雾不及时除掉，很容易带入填料函，给机组着火埋下隐患。由于四氯化碳具有在氧气中不燃烧，以及较强的脱脂性和易挥发性，是清除活塞杆上碳黑和油迹最合适的溶液。一是开车之前必须先脱脂，二是检修装配时严把脱脂关。
　　5）严格执行检修规程，确保检修质量，对关键部位（如活塞杆、填料函的装配等) 由主检负责，技术人员把关，同时制定相应的检修考核制度。
　　6）强化操作人员的责任心，严格控制工艺指标，勤巡回检查，发现异常情况（如填料函漏氧、活塞杆带油等），及时采取相应措施。
　　7）确保零部件符合质量要求。在使用（如活塞杆、填料和刮油器等）部件时严格检查，杜绝使用不合格品。定期检查和更换活塞杆环、导向环等易损件。
　　8）将填料函冷却水改为一次水冷却，改用一次冷却从而改善了因循环水杂质多、 水温高而造成的填料函冷却效果差；同时规定对冷却水管定期更换，以防结垢堵塞水管造成填料函断水。
　　五、结语
　　本文通过对氧气压缩机燃缸事故分析和研究，运用有关的吹氮、导电、脱脂等方面的技术实施和措施落实，并做出全面的分析，得到能够使氧气压缩机安全运行的几点措施及注意事项，能够有效降低事故的发生。作为压缩机制造厂，应把氧气压缩机的安全使用要领体现到氧气压缩机的设计中，并对操作者进行系统的培训。
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