氣體物料壓縮輸送設備的防火與防爆（一）

　　綜合分析了氣體壓縮輸送設備火災事故的原因和機理，提出了氣體壓縮輸送設備的防火防爆技術措施，具有一定的實用意義。 氣體壓縮輸送設備及工農業(yè)生產，交通運輸，國防，科學技術及家庭生活等各個領域的通用機械，特別是隨著我國經濟改革的進一步發(fā)展，氣體壓縮輸送設備的應用量不斷擴大，在給國民經濟帶來巨大利益的同時，由壓縮輸送設備引發(fā)的事故也頻頻發(fā)生，不但嚴重影響安全穩(wěn)定生產，造成極為嚴重的經濟損失，而且不造成了大量的人員的傷亡和建筑物的毀壞。因此，氣體壓縮輸送設備的防火防爆問題不容忽視，保證其防火安全十分重要。
　　 1氣體壓縮輸送設備 生產中應用氣體壓縮輸送設備，不僅為輸送氣體，有時還創(chuàng)造必要的反應和操作條件，如高壓、真空、氣動控制等。按照工作原理和結構，氣體壓縮輸送設備可分為往復式、離心式、旋轉式和噴射式。 往復式壓縮機主要由氣缸、活塞、吸入閥和排出閥組成，常用電動機經曲軸連桿機構傳動。因氣體壓縮時溫度升高，氣缸壁設有水冷卻夾套或氣冷翅片；因活塞與氣缸直接摩擦移動，氣缸上裝有多個活塞環(huán)，高壓壓縮機并需要用齒輪泵強制注油； 因油霧污染氣體和氣體壓縮時原含水的析出，排出氣要經過油水分離器。
　　要求輸出壓強高時，常用多級壓縮，這時要附加中間冷卻和中間油水分離器。往復式真空泵的構造和工作原理與往復壓縮機相似，不過目的是為了降低入口處氣體的壓強，以得到盡可能高的真空度。 離心式通風機是由輪轂、后盤、葉輪和環(huán)形前蓋構成，外殼為蝸形，由快速旋轉和葉輪作用于氣體，提高壓強而排出。根據(jù)其產生的風壓不同，離心式風機可分為低、中、高壓3類，低、中壓離心式風機主要用于車間通風換氣，高壓離心式風機則主要用在氣體輸送上。離心式鼓風機也稱為渦輪鼓風機或透平鼓風機，工作原理與通風機相似，常用多級結構。離心式壓縮機也稱為透平壓縮機，構造與離心鼓風機相似，但級數(shù)更多，有時在10級以上，轉速則達3500～6000r/min或更高，能產生高的出口壓強。因壓縮過程接近絕熱壓縮，氣體溫度顯著升高，需分段引出氣體加以中間冷卻。與往復壓縮機相比，離心壓縮機體積小、運轉平穩(wěn)、送氣量大而均勻，壓縮時沒有機油污染氣體，因而在工業(yè)生產中越來越多地代替往復式壓縮機。 旋轉式風機的特點是機殼內有1個或2個轉子，轉子直接加壓于氣體而使氣體的靜壓提高。
　　旋轉式風機的結構緊湊，體積小，排氣連續(xù)均勻，常用的旋轉式風機有羅茨鼓風機和水環(huán)真空泵。 噴射式真空泵是利用流體流動時能量轉換以達到輸送流體的設備，其工作液體可以是蒸汽或水，也可以是其他液體。工作蒸汽在高壓下經噴嘴以很高的速度吐出，其靜壓能轉化為動能而產生真空，將系統(tǒng)中氣體吸入，蒸汽和汽體混合物經擴大管后速度降低，壓強提高而被排出。
　　 2火災危險性分析
　　2.1形成性混合物 由于設備老化，年久失修，可燃性氣體通過缸體連接處、吸、排氣閥門、軸封處、設備和管道的法蘭焊口和密封等缺陷部位泄漏，或設備外殼局部腐蝕穿孔、疲勞斷裂等，導致高壓可燃性氣體噴出，與空氣形成性氣體混合物，遇火源引起空間的或火災。 壓縮之前的設備發(fā)生故障或停電、誤操作等事故，而壓縮輸送設備未能及時隨之停車，使其入口處發(fā)生抽負現(xiàn)象，較輕時使管道抽癟，嚴重時致使空氣從不嚴密處進入設備系統(tǒng)內部，形成性氣體混合物。此時如果在操作維護或檢修過程中操作不當或檢修不合理，達到極限濃度的混合物遇到火源或經壓縮升溫增壓，就會發(fā)生異常激烈燃燒甚至引起事故。
　　2.2設備內溫度超市導致危險 氣體經壓縮后溫度會迅速提高，如果設備內循環(huán)冷卻水水質差，冷卻效果不好，冷卻系統(tǒng)不能有效地運行，會使設備內溫度過高。高溫會使?jié)櫥驼扯冉档停苿訚櫥饔茫乖O備的運行部件摩擦加劇，進一步造成設備內溫度超高；同時，高溫能使某些介質發(fā)生聚合、分解以至自燃引起火災。
　　例如，壓縮的烴類氣體中含有高碳不飽和烴類化合物，在較高的溫度和壓力下，可能發(fā)生聚合反應生成高分子聚合物，這些聚合物附著在氣缸內壁或閥片上，不但會增加摩擦損失，還會把活塞環(huán)卡死在環(huán)槽里，使其推動密封作用引起泄漏，甚至堵塞氣體管道引起超壓。
　　2.3產生積炭發(fā)生燃燒 壓縮機的氣缸潤滑都采用礦物潤滑油，它是一種可燃物，呈懸浮狀存在的潤滑油分子在高溫高壓條件下被氧化，特別是附著在排氣閥、排氣管道灼熱金屬壁面上的油膜，氧化性更為加劇，生成酸、瀝青及其他化合物。它們與氣體中的粉塵、機械摩擦產生的金屬微粒結合在一起，在氣缸蓋、活塞杯槽、氣閥、排氣管道、緩沖罐、油水分離器和儲氣罐中沉積下來形成積炭。氣缸滑潤油選擇不當、潤滑油牌號不符、加油量過多、油質不佳、會使氣體溫度劇升；或系統(tǒng)混入鐵銹等雜質，導致發(fā)熱；或過濾器污垢嚴重，吸入氣體含塵量大均易形成積碳。 積炭是一種易燃物，在高溫過熱、意外機械撞擊、氣流沖擊電器短路、外部火災等引燃條件下都有可能燃燒。積炭燃燒后產生大量的一氧化碳，當壓縮機系統(tǒng)中一氧化碳的含量達到15％～75％時就會發(fā)生，在的瞬時釋放出大量熱量并產生強烈的沖擊波；由于氣體的壓力和溫度急劇升高，燃燒產物的急速膨脹，沖擊波沿壓縮氣體流動方向傳播蔓延，引起壓縮機的。
　　2.4氣體帶液造成壓力升高 由于壓縮機氣缸的余隙很小，而液體是不可壓縮的，大量油水或其他液體進入氣缸之內，會造成很高的壓力，呈現(xiàn)“液擊”現(xiàn)象，使設備損壞，導致可燃氣體泄漏。
　　2.5操作失誤引起燃燒 操作人員因受心理、生理或情緒等方面的影響出現(xiàn)操作錯誤，致使設備系統(tǒng)內壓高于所能承受的壓力時，即會發(fā)生。例如，壓機在運轉過程中發(fā)現(xiàn)氣缸的溫度異常偏高，操作人員錯誤地往熾熱的氣缸套內注入冷卻水，水在高溫條件下迅速汽化，使氣缸內壓力驟升，導致壓縮機超壓；壓縮機發(fā)生事故需緊急停車時，操作人員因緊張而未能及時關閉進氣閥，也會造成供氣設備的增壓，而最終導致。另外，堵塞憋壓也是造成設備超壓物理性的一個重要原因，如壓縮機的出口被人為關閉或未能及時清洗的異物堵塞都會造成憋壓，導致。
　　2.6設備缺陷引起事故 設備缺陷或故障產生于設計、制造、安裝、運行和檢修等各個環(huán)節(jié)，主要是由于材質及制造工藝不良所致。例如安全閥被堵塞或損壞而失靈，超壓部位得不到及時泄放，超壓而致；壓力或溫度顯示儀表出現(xiàn)讀數(shù)差錯或顯示失真時，誤導工人錯誤操作，而引起；壓縮機的受壓部件機械強度本身不符合要求或因水濁、腐蝕性介質等腐蝕，使其強度下降，在正常的操作壓力下也可能引起物理性。帶有葉輪的壓送機械，葉輪與機殼之間摩擦碰擊生熱、打火。