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壓力容器爆炸事故分析

2005年初,某機械制造企業壓縮空氣系統發生爆炸,整個系統從壓縮空氣站開始,至各用氣單位發現多處截止閥和止回閥爆炸。壓縮空氣站內一臺儲氣罐變形,另有兩臺儲氣罐受爆炸物打擊多處形成明顯凹眼,確認報廢。爆炸產生的沖擊使得兩臺運轉中的壓縮機二級缸和缸座損壞,無人員傷亡,但造成企業停產5天,損失巨大。根據爆炸前的運行記錄和當班操作員的觀察,排除了超壓引起爆炸的可能,對機內潤滑油的化驗也排除了潤滑油閃點低引起燃爆的可能。經過調查小組對事故進行詳細調查后得出結論:活塞式(油潤滑)壓縮機的排氣溫度較高,油在高溫作用下會氧化而積炭,該系統壓縮機排氣口與空氣儲氣罐之間未配置后冷卻器,導致高溫油氣直接進入儲氣罐及管線系統,含有炭顆粒的油氣形成可爆炸的混合氣體。由于系統存有鐵屑或其它固體顆粒物,并作高速流動產生靜電等原因而引起爆炸。為避免類似事故的再次發生,有必要對事故的調查結果作一詳細分析。
該起事故的發生應該是由以下幾方面因素綜合造成:
一、該供氣系統存在眾多不規范的地方該壓縮空氣站經歷年擴建而成,擴建過程中因忽略了規范性,故而形成眾多不規范的地方,主要有以下幾方面:
1.壓縮機臺數偏多,該壓縮空氣站新建時為3臺4-20/8活塞式(油潤滑)壓縮機,隨著企業規模的不斷擴大,壓縮空氣站幾次擴建,目前為8臺4-20/8活塞式壓縮機,而按照《壓縮空氣站設計規范》GB50029-2003,以下簡稱《規范》第3.0.1條要求,站內壓縮機臺數宜為3-6臺。
2.環境惡劣:空氣壓縮機應吸入清潔、干燥,低溫的空氣,因此壓縮機應安裝在遠離蒸氣,煙氣與塵土飛揚之處。但該壓縮空氣站被鑄造車間所包圍,壓縮機進氣口極易吸人煙氣及粉塵。通過對儲氣罐內的殘留物進行分析,90%為積炭,10%為氧化鐵和砂石,說明壓縮機吸入了大量的煙氣粉塵,嚴重違反了《規范》要求。
3.壓縮機排氣口與儲氣罐之間未裝后冷卻器,活塞空氣壓縮機的排氣口與儲氣罐之間應設后冷卻器。而該壓縮空氣站8臺壓縮機均未安裝后冷卻器,且因為排氣溫度均接近或達到160℃,導致儲氣罐及排氣管中極易形成積炭,埋下事故隱患。
二、壓縮機冷卻系統冷卻效果不好,8臺壓縮機的冷卻系統為開放式冷卻,即河水進入水池簡單沉淀后,用水泵直接泵入壓縮機冷卻水道,經過機身冷卻水道后直接排放,不構成循環冷卻。由于河水水質較差,且無處理設施,故導致冷卻水道中淤積嚴重,大大降低了水冷卻效果,致使壓縮機排氣溫度偏高。
三、壓縮空氣管道太細該系統8臺壓縮機配置8只2儲氣罐,在正常運轉時使用4-5臺壓縮機。壓縮機排氣和儲氣罐排氣口內徑為125,但經匯總后分成三條支路,每條支路管道的內徑僅為100,相差太大,致使空氣流速加快,一旦空氣中吸入粉塵,則會在管道內高速流動并容易產生靜電,碰到可燃性氣體極易引起爆炸。
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