壓縮機(jī)是化工、石化生產(chǎn)必不可少的動(dòng)力設(shè)備。從能量的觀點(diǎn)來看，壓縮機(jī)是屬于將原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w壓力能的機(jī)器。

壓縮機(jī)是化工、石化生產(chǎn)必不可少的動(dòng)力設(shè)備。從能量的觀點(diǎn)來看，壓縮機(jī)是屬于將原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w壓力能的機(jī)器。

壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，難免會(huì)出現(xiàn)一些故障，甚至事故。今天將重點(diǎn)介紹壓縮機(jī)中燃燒爆炸事故。

燃燒爆炸事故

浙江山海機(jī)械有限公司了解到，在化工、石化生產(chǎn)中，壓縮機(jī)發(fā)生燃燒爆炸事故的危險(xiǎn)性極大，不但嚴(yán)重影響安全穩(wěn)定生產(chǎn)，造成極為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且還會(huì)造成人員傷亡和建筑物的毀壞。因此，壓縮機(jī)的燃燒爆炸事故已引起人們的高度重視。

石油化工用壓縮機(jī)的壓縮介質(zhì)絕大多數(shù)是易燃易爆的氣體，而且在高壓條件下極易泄漏。

可燃性氣體通過缸體連接處、吸排氣閥門、設(shè)備和管道的法蘭、焊口和密封等缺陷部位泄漏；

壓縮機(jī)零部件疲勞斷裂，高壓氣體沖出至廠房空間；

空氣進(jìn)入到壓縮機(jī)系統(tǒng)，形成爆炸性混合物，此時(shí)，如果在操作、維護(hù)和檢修過程中操作、維護(hù)不當(dāng)或檢修不合理，達(dá)到爆炸極限濃度的可燃性氣體和空氣的混合物一遇火源就會(huì)發(fā)生異常激烈燃燒，甚至引起爆炸事故。

對(duì)于氧氣壓縮機(jī)，如果氧氣流中混入可燃性氣體、油脂、鐵銹、紙屑等雜質(zhì)和金屬物體，當(dāng)潤(rùn)滑液突然中斷或供給過于不足時(shí)，將造成氣缸“干磨”導(dǎo)致高溫，氣缸內(nèi)的可燃物在高壓、高溫情況下，很快與氧反應(yīng)而引起自燃。

由于熱的集聚和高壓氧的助燃，可使燃燒加劇，造成極為嚴(yán)重的氣缸燃燒爆炸事故。

石油化工用壓縮機(jī)和空氣壓縮機(jī)的氣缸潤(rùn)滑大都采用礦物潤(rùn)滑油，它是一種可燃物。當(dāng)氣體的溫度劇升，超過潤(rùn)滑油的閃點(diǎn)后就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的氧化，將有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。

另外，呈懸浮狀存在的潤(rùn)滑油分子，在高溫高壓條件下，很容易與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，特別是附著在排氣閥、排氣管道灼熱金屬壁面上的油膜，其氧化就更為加劇，生成酸、瀝青及其他化合物。

它們與氣體中的粉塵、機(jī)械摩擦產(chǎn)生的金屬微粒結(jié)合在一起，在氣缸蓋、活塞環(huán)槽、氣閥、排氣管道、緩沖罐、油水分離器和貯氣罐中沉積下來形成積炭。

積炭是一種易燃物，在高溫過熱、意外機(jī)械撞擊、氣流沖擊、電器短路、外部火災(zāi)及靜電火花等條件下都有可能引起積炭自燃，甚至爆炸。

積炭燃燒后產(chǎn)生大量的CO，當(dāng)壓縮機(jī)系統(tǒng)中CO的含量達(dá)到15%～75%時(shí)就會(huì)發(fā)生爆炸，在爆炸的瞬時(shí)釋放出大量熱量并產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波。

由于氣體的壓力和溫度急劇升高、燃燒產(chǎn)物的急速膨脹，沖擊波以超音速沿壓縮氣體流動(dòng)方向傳播蔓延，引起多處發(fā)生連續(xù)性爆炸。

在壓縮機(jī)啟動(dòng)過程中，沒有用惰性氣體置換壓縮機(jī)系統(tǒng)中的空氣或置換不徹底（氧的含量超過4%或殘存有可燃物等雜質(zhì)）就啟動(dòng)；因缺乏操作知識(shí)，沒有打開壓縮機(jī)（或冰機(jī)）的出口閥、旁路閥引起超壓；在操作過程中，因壓縮機(jī)氣體調(diào)節(jié)系統(tǒng)的儀表失靈，引起氣體壓力過高等，都會(huì)引起燃燒爆炸事故。

事故原因及預(yù)防措施：

1. 可燃性氣體泄漏嚴(yán)重

（1）吸、排氣閥失靈，密封不嚴(yán)，造成泄漏，引起著火爆炸。

（2）軸封處泄漏嚴(yán)重，引起著火。

（3）與高壓合成系統(tǒng)連接的閥門法蘭漏氣，照明接頭處短路，引起著火爆炸。循環(huán)機(jī)出口總管壓力表根部泄漏，高壓氣體沖出，靜電起火爆炸。氮?dú)錃鈮嚎s機(jī)氣缸支腳斷裂，進(jìn)口管道漏氣，遇明火引起爆炸。

預(yù)防措施：

（1）合理安排吸、排氣閥，保證氣閥動(dòng)作的靈活性和氣密性，及時(shí)清理污垢和更換氣閥。

（2）合理安裝活塞桿與填料，定期檢查磨損情況，及時(shí)更換填料。透平氧壓機(jī)應(yīng)設(shè)置氣密裝置，將安全密封氣體流人軸封部位，設(shè)置與平衡室保持壓差的調(diào)節(jié)裝置。

（3）應(yīng)合理安裝管路、閥門、法蘭和儀表等管件，保證連接件密封可靠，并經(jīng)常檢查連接部位的漏氣情況，設(shè)置氣體泄漏的檢測(cè)裝置，監(jiān)視密封系統(tǒng)的異?，F(xiàn)象。

2. 因腐蝕、疲勞斷裂，可燃性氣體噴出

（1）循環(huán)機(jī)出口放空管疲勞斷裂，氨泄漏引起著火爆炸。

（2）多級(jí)缸之間、氣缸與機(jī)身之間連接螺栓的螺紋根部疲勞斷裂，大量高壓氣體噴出，引起著火爆炸。

（3）機(jī)身、高壓缸損壞，引起油系統(tǒng)著火，缸套材質(zhì)低劣，缸體嚴(yán)重縮孔缺陷而產(chǎn)生疲勞斷裂，致使高壓氣體沖出，引起空間爆炸。

（4）活塞鎖母螺紋根部、活塞桿與活塞連接螺紋根部疲勞斷裂，活塞桿打擊起火引起爆炸。

預(yù)防措施：

（1）減少壓縮機(jī)管系振動(dòng)，保證管材和焊口質(zhì)量。

（2）保證連接螺栓結(jié)構(gòu)、幾何尺寸合理，材質(zhì)優(yōu)良，提高螺紋的強(qiáng)度和加工精度；保證連接面緊密貼合，擰緊力適當(dāng)。

（3）嚴(yán)格進(jìn)行機(jī)身、缸體、缸套的質(zhì)量檢查；對(duì)高溫高壓壓縮機(jī)主要零部件進(jìn)行剩余壽命的診斷。

（4）提高熱處理工藝質(zhì)量，保證活塞桿強(qiáng)度；采用圓弧滾制螺紋，提高螺紋的加工精度；在制造、安裝中保證高質(zhì)量，避免附加彎矩的產(chǎn)生。

3. 溫度壓力過高，積炭自燃和可燃物燃燒

（1）氣缸潤(rùn)滑劑選擇不當(dāng)，潤(rùn)滑油牌號(hào)不符，加油量過多或太少，油質(zhì)不佳，使氣體溫度劇升，形成積炭。

（2）循環(huán)冷卻水水質(zhì)差，中間冷卻效果不好，冷卻水意外中斷，致使氣體溫度升高。中間冷卻器、油水分離器和貯氣罐排放油水不及時(shí)或不徹底，增加污垢、阻力，使氣體溫度升高。

（3）用空氣試壓試漏，高溫下積炭，激烈氧化而爆炸；機(jī)械制造過程中，鐵銹等雜質(zhì)未清除干凈，導(dǎo)致發(fā)熱；濾清器污垢嚴(yán)重，吸人氣體含塵量大，易形成積炭。

（4）缺少安全措施和現(xiàn)代化管理手段。

預(yù)防措施：

（1）根據(jù)氣體性質(zhì)合理選擇潤(rùn)滑劑，乙炔氣用非乳化礦物油，氯氣用濃硫酸，氧氣用蒸餾水和稀釋甘油，乙烯氣用白油或無油潤(rùn)滑；選擇閃點(diǎn)高，氧化后析炭量少的高級(jí)潤(rùn)滑脂；注油量適當(dāng)，對(duì)于活塞移動(dòng)面積為200cm2／min，注油量約0.01 L／h為宜；定期進(jìn)行油質(zhì)分析，及時(shí)更換新油。

（2）采取先進(jìn)的水質(zhì)處理工藝，定期清除污垢、排放油水，嚴(yán)格控制排氣溫度，不得超過允許值。

（3）充分清除鑄件與配管中的異物與鐵銹，組裝后整個(gè)壓縮機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行徹底吹除；選用耐蝕材料，選擇高效濾清器，及時(shí)清除污垢。

（4）在有爆炸氣體的壓縮機(jī)附近設(shè)置防爆墻和惰性氣體滅火裝置。對(duì)于高壓、易燃易爆氣體的安全閥要經(jīng)常檢查其可靠性。采用儀表計(jì)測(cè)量和自動(dòng)報(bào)警裝置，發(fā)現(xiàn)異常故障可及時(shí)采取安全措施。

4. 誤操作，違章作業(yè)，導(dǎo)致燃燒爆炸

（1）檢修氮?dú)錃鈮嚎s機(jī)時(shí)，用鋁板作盲板，使高壓氣體噴出引起空間爆炸；在冰機(jī)開車時(shí)未打開旁路閥和出口閥，壓力升高超過材料強(qiáng)度極限而導(dǎo)致爆炸；鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行中，已發(fā)現(xiàn)異常響聲而沒有及時(shí)停車檢查，致使風(fēng)機(jī)軸頸扭斷，油箱起火爆炸。

（2）化工用壓縮機(jī)負(fù)荷試車時(shí)，沒有用低壓氮?dú)獯党虼党粡氐?，引起燃燒爆炸?/p>

（3）禁油處理不徹底，使填料帶油著火，集油箱爆炸。

（4）誤認(rèn)為冰機(jī)工段出口無液氨；聽到液擊聲未作排液處理，使用近路閥，因高溫使液氨氣化而爆炸。

預(yù)防措施：

（1）熟悉操作知識(shí)，開車前必須打開壓縮機(jī)（或冰機(jī)）的出口閥門，開車后密切注視水、氣、油的壓力和溫度的變化以及異常響聲。

（2）負(fù)荷試車，啟動(dòng)可燃性氣體壓縮機(jī)時(shí)，首先用惰性氣體置換其中的空氣，使氧含量小于4%。對(duì)于壓縮氫氣和乙炔氣，含氧限度為2%。負(fù)荷試車必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行。

（3）禁止用汽油等揮發(fā)性油類清洗零件，制造安裝過程中，盡量避免與大氣接觸，嚴(yán)格執(zhí)行禁油處理和控制油溫。

（4）精心操作。

5. 因制造缺陷、管理不善引起爆炸事故

（1）氧壓機(jī)出口閥損壞，使其超壓，安全閥啟跳，引起著火爆炸；油水分離器因制造缺陷爆炸；緩沖器因操作帶水而發(fā)生爆炸。

（2）操作時(shí)壓力超高，將水封沖壞，大量高壓氣體放空，電火花引燃。

（3）因停電，丙烯氣體壓縮機(jī)減壓氣體溢出，重新開車時(shí)，繼電器產(chǎn)生火花，引起空間爆炸。

（4）電機(jī)絕緣老化而引起著火，燒壞壓縮機(jī)。

預(yù)防措施：

（1）加強(qiáng)質(zhì)量管理和質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)補(bǔ)救或更換易損件。

（2）密切注視壓力表讀數(shù)的變化。

（3）加強(qiáng)電機(jī)繼電器的維護(hù)和保養(yǎng)。

（4）及時(shí)更換絕緣老化的電機(jī)。

案例分析：

山東某化工集團(tuán)有限公司尿素項(xiàng)目試車爆炸

1. 事故經(jīng)過

2007年7月11日23時(shí)50分，山東省德州市某化工集團(tuán)有限公司一分廠16萬噸/年氨醇、25萬噸/年尿素改擴(kuò)建項(xiàng)目試車過程中發(fā)生爆炸事故，造成9人死亡、1人受傷。事故發(fā)生在一分廠16萬噸/年氨醇改擴(kuò)建生產(chǎn)線試車過程中，該生產(chǎn)線由造氣、脫硫、脫碳、凈化、壓縮、合成等工藝單元組成，發(fā)生爆炸的是壓縮工序2號(hào)壓縮機(jī)七段出口管線。

該公司一分廠16萬噸/年氨醇、25萬噸/年尿素生產(chǎn)線，于2007年6月開始單機(jī)試車，7月5日單機(jī)調(diào)試完畢，由企業(yè)內(nèi)部組織項(xiàng)目驗(yàn)收。

7 月10日2號(hào)壓縮機(jī)單機(jī)調(diào)試、空氣試壓(試壓至18MPa)、二氧化碳置換完畢。

7月11日15時(shí)30分，開始正式投料試車，先開2號(hào)壓縮機(jī)組，引入工藝氣體(N2、H2混合氣體)，逐級(jí)向2號(hào)壓縮機(jī)七段(工作壓力 24MPa)送氣試車。

23時(shí)50分，2號(hào)壓縮機(jī)七段出口管線突然發(fā)生爆炸，氣體泄漏引發(fā)大火，造成8人當(dāng)場(chǎng)死亡，一人因大面積燒傷搶救無效于14日凌晨0時(shí)10分死亡，一人輕傷。事故還造成部分廠房頂棚坍塌和儀表盤燒毀。

經(jīng)調(diào)查，事故發(fā)生時(shí)先后發(fā)生兩次爆炸。經(jīng)對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘查和分析，一處爆炸點(diǎn)是在2號(hào)壓縮機(jī)七段出口油水分離器之后、角閥前1米處的管線，另一處爆炸點(diǎn)是在2號(hào)壓縮機(jī)七段出口兩個(gè)角閥之間的管線(角閥處于關(guān)閉狀態(tài)，第二角閥處于開啟狀態(tài))。

2. 事故原因

（1）事故發(fā)生的直接原因事故發(fā)生后，山東省德州市人民政府組成事故調(diào)查組對(duì)事故有關(guān)情況進(jìn)行調(diào)查，經(jīng)初步分析判斷，排除了化學(xué)爆炸和壓縮機(jī)出口超壓的可能，爆炸為物理爆炸。

事故發(fā)生的直接原因是2號(hào)壓縮機(jī)七段出口管線存在強(qiáng)度不夠、焊接質(zhì)量差、管線使用前沒有試壓等嚴(yán)重問題，導(dǎo)致事故的發(fā)生。

（2）管理上存在的主要問題

① 建設(shè)項(xiàng)目未經(jīng)設(shè)立安全審查。該公司將16萬噸/年氨醇、25萬噸/ 年尿素改擴(kuò)建項(xiàng)目(總投資9724萬元)，拆分為“化肥一廠造氣、壓縮工序技術(shù)改造項(xiàng)目(投資4868萬元)”和“化肥一廠合成氨及尿素生產(chǎn)技術(shù)改造項(xiàng)目(投資4856萬元)”兩個(gè)項(xiàng)目，分別于2006年4月 26日和5月30日向山東省德州市經(jīng)濟(jì)委員會(huì)備案后即開工建設(shè)，未向當(dāng)?shù)匕踩O(jiān)管部門申請(qǐng)建設(shè)項(xiàng)目設(shè)立安全審查，屬違規(guī)建設(shè)項(xiàng)目。

② 建設(shè)項(xiàng)目工程管理混亂。該項(xiàng)目無統(tǒng)一設(shè)計(jì)，僅根據(jù)可行性研究報(bào)告就組織項(xiàng)目建設(shè)，有的單元采取設(shè)計(jì)、制造、安裝整體招標(biāo)，有的單元采取企業(yè)自行設(shè)計(jì)、市場(chǎng)采購(gòu)、委托施工方式，有的直接按舊圖紙組織施工。

與事故有關(guān)的2號(hào)壓縮機(jī)由沈陽(yáng)某氣體壓縮機(jī)制造有限公司制造，并負(fù)責(zé)壓縮機(jī)出口閥前的輔助管線設(shè)計(jì)。

項(xiàng)目沒有按照《建設(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例》有關(guān)規(guī)定選擇具有資質(zhì)的施工、安裝單位進(jìn)行施工和安裝。試車前沒有制定周密的試車方案，高壓管線投用前沒有經(jīng)過水壓試驗(yàn)。

③ 拒不執(zhí)行安全監(jiān)管部門停止施工和停止試車的監(jiān)管指令。2007年1 月，德州市和平原縣安全監(jiān)管部門發(fā)現(xiàn)該公司未經(jīng)建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)立許可后，責(zé)令其停止項(xiàng)目建設(shè)，該公司才開始補(bǔ)辦危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目安全許可手續(xù)，但沒有停止項(xiàng)目建設(shè)。

7月7日，由德州市安全監(jiān)管局組織專家組對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了安全設(shè)立許可審查，明確提出該項(xiàng)目的平面布置和部分裝置之間距離不符合要求，責(zé)令企業(yè)抓緊整改，但企業(yè)在未進(jìn)行整改、未經(jīng)允許的情況下，擅自進(jìn)行試車，試車過程中發(fā)生了爆炸。

河北省某銀礦空氣壓縮機(jī)油氣分離儲(chǔ)氣箱爆炸事故案例

1. 事故經(jīng)過

1990年12月28日9時(shí)50分，河北省某銀礦空氣壓縮機(jī)油氣分離儲(chǔ)氣箱發(fā)生爆炸，死亡4人，重傷2人，直接經(jīng)濟(jì)損失296800元，間接經(jīng)濟(jì)損失28000元。

由于調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)在野外，除空氣壓縮機(jī)損壞外，沒有其它損壞。該儲(chǔ)氣箱是由湖南某壓縮機(jī)廠制造的，1989年8月出廠。

出廠時(shí)材質(zhì)方面無資料，也沒有進(jìn)行必要的出廠檢驗(yàn)，如:射線檢測(cè)、水壓試驗(yàn)和氣密試驗(yàn)。該儲(chǔ)氣箱直徑為750毫米，長(zhǎng)為1500毫米，厚為6毫米。所有焊縫均為手工電孤焊，環(huán)向焊縫為單面無墊板對(duì)接焊。

1990年10月28日區(qū)長(zhǎng)組織空壓機(jī)手對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行檢查調(diào)試，確認(rèn)無問題后進(jìn)行啟動(dòng)空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，未發(fā)現(xiàn)異常，即將進(jìn)氣手柄撥至負(fù)荷位置，運(yùn)轉(zhuǎn)一分鐘后，儲(chǔ)氣箱就發(fā)生爆炸。

爆炸后，靠近操作側(cè)一端裝有濾油裝置的封頭環(huán)焊縫全部斷開，封頭飛出100多米遠(yuǎn)，筒體向另一側(cè)飛出5-6米遠(yuǎn)，撞到石頭上致使嚴(yán)重變形破裂。

檢查焊縫時(shí)發(fā)現(xiàn)在丁字焊縫處損壞，周長(zhǎng)2250毫米的環(huán)焊縫上只有兩處焊透，分別為180 毫米和50毫米，其余焊縫均為未焊透，焊接金屬熔深厚度僅為3-4 毫米，且存在氣孔、夾渣等缺陷。

此外，在壓縮機(jī)調(diào)試時(shí)操作人員對(duì)安全閥、壓力表等安全附件進(jìn)行了檢查，均齊全、靈敏，操作人員的操作程序也符合說明書的要求。

2. 事故原因

（1）造成這起爆炸事故之直接原因是該壓縮機(jī)廠制造的油氣分離儲(chǔ)氣箱產(chǎn)品質(zhì)量低劣，不符合國(guó)家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，在設(shè)備調(diào)試時(shí)即發(fā)生設(shè)備爆炸事故。

（2）壓力容器設(shè)備在投入使用前，應(yīng)按國(guó)家有關(guān)規(guī)定，辦理使用登記手續(xù)。在技術(shù)資料不全的情況下，應(yīng)先核實(shí)設(shè)備質(zhì)量狀況，在情況不明時(shí)，盲目進(jìn)行調(diào)試，使存在的事故隱患沒能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

（3）設(shè)備調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)沒有依據(jù)有關(guān)規(guī)定做好安全防護(hù)工作，設(shè)備周圍工人太多，導(dǎo)致較大的傷亡。

來源：工課

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