30000 m3/h氧气压缩机冷却器燃爆事故分析及预防

徐惊涛，时文玉，章铭明

（武汉钢铁集团氧气有限责任公司，湖北武汉430083）

制氧

30000 m3/h氧气压缩机冷却器燃爆事故分析及预防

徐惊涛，时文玉，章铭明

（武汉钢铁集团氧气有限责任公司，湖北武汉430083）

对武钢发生的30 000 m3/h氧气压缩机三段冷却器燃爆事故进行了原因分析，介绍了处理过程，并提出了预防措施。

氧气压缩机，冷却器，燃爆，分析，处理

1 事故概况

武汉钢铁集团氧气公司（以下简称武钢氧气公司）从德国进口了多套10000 m3/h、30000 m3/h、60000 m3/h制氧机，其中配套设备30000 m3/h氧气压缩机两台，是采用6级压缩、3段冷却方式的压缩机，冷却器为气体走管内、冷却水走管外的换热方式。30000 m3/h氧气压缩机于1992年投运后一直稳定正常，因E台制氧机配合主体厂矿检修进行20余天的大修工作，30000 m3/h氧气压缩机也同步大修。按检修计划30000 m3/h氧气压缩机进行了叶轮、流道、轴承、轴瓦、齿轮增速机、电机、气体和油冷却器清洗、自动阀的检查等工作，检修完后进行压空气试车约30 min，一切工作正常后停机备用。第二天下午15：20左右，30000 m3/h制氧机氧气纯度合格后启动氧气压缩机运行，由压空气转压氧，其出口氧气纯度合格后向管网送氧，送氧约40 min后发生氧气压缩机三段冷却器燃爆事故。所幸未造成人员伤亡，其三段冷却器气侧封头和三段冷却器气体进口管道约1.5 m左右被烧毁，一楼氧气压缩机防爆墙内（安装3台冷却器）所有通讯电缆和测量装置被损坏。解体检查氧气压缩机叶轮、轴封、轴承、轴瓦、阀门等其他部件都完好，仅流道、叶轮、冷却器气体管道内壁上有部分烟熏痕迹，直接经济损失达一百多万元。

2 事故处理

（1）按紧急停车按钮，使主电机停运、辅助油泵停运，其防火保护装置动作进行灭火；

（2）通知电器人员将氧气压缩机主电机及辅助设备的电源断开，防止事故蔓延、扩大；

（3）关闭氧气压缩机手动进口阀、手动出口阀，以切断助燃源（氧气）；

（4）现场先用干粉灭火器灭火效果不佳，因防爆墙内环境温度高，并伴随着胶皮恶臭和浓烟，使人无法靠近。采用了高压消防水进行降温、灭火。

因处理、抢险及时得当未造成事故扩大。

3 影响氧气管件发生燃爆的原因分析

（1）氧气管道阀门前后压力差过大，且快速打开氧管道阀门产生绝热压缩，使阀门后氧气温度迅速升高，达到金属熔点温度易发生燃爆事故。此类事故多发生在送氧、吹氧瞬间时，因此这次事故可排除。

（2）氧气在管道中流速过大，在遇可燃杂质颗粒发生高速碰撞会造成燃爆事故。因经过严格气密试验和吹扫，其管道泄漏和颗粒杂质应可排除，且还经过两次空气试车吹扫约50 min，送氧稳定40 min后才发生事故，因此这次事故也可排除。

表1 管道中氧气最高允许流速

（3）氧管件的除锈、脱脂不彻底，在高浓度、高速流动的氧气环境下易发生燃爆事故。

（4）管道、容器内存在可燃物（如：纤维、橡胶、棉布、塑料布、油破布、润滑油、洗涤剂、垫片等）在高浓度、高速流动的氧气环境下易发生燃爆事故。

表2 常压下几种可燃物在氧中的燃点

表3 部分金属在氧气中的燃烧温度一览表℃

事故后进行现场勘查分析，发现氧气压缩机三段冷却器气侧（封头烧毁部位）管束约有30×60 mm的不规则烧陷凹痕面，笔者分析此处是一块状软性物体（纤维、橡胶、棉布、塑料布、油破布等）粘连在管束表面并发生燃烧的第一着火点。第一次空气试车运行约30 min因氧浓度低其未产生自燃，第二次是压氧运行约40 min后发生事故，调出历史曲线趋势图可看出，从送氧时出口压力由2.2 MPa缓慢上升至2.9 MPa。氧浓度、压力越高其可燃物的燃点温度越低，在纯氧状态下其可燃物的燃点温度下降100℃左右，从而达到自燃产生燃烧，在纯氧状态下伴随着氧气助燃，其周围密闭空间内燃烧温度急剧升高达到钢的熔点温度，使冷却器封头被烧毁，氧气大量外泄，使一楼氧气压缩机防爆墙内易燃的通讯电缆和测量装置被损坏；氧气管道上的火焰延氧气流动的反方向继续燃烧三段冷却器气体进口不锈钢管道。因为此时防火保护装置动作氧浓度被稀释，且氧气源（助燃物）也被切断，所以仅燃烧了约1.5 m左右的不锈钢管道。

4 防范措施

（1）严格进行氧气管件的除锈和脱脂

氧气管件运行安全的关键在于除锈和脱脂彻底，保证管道、部件内壁的完全清洁。氧气管道、部件在安装前，必须对其内表面进行检查，确保无铁锈、毛刺、油脂等。管道除锈应进行到出现本色为止，除锈完成后需将其表面的杂质或化学物质清除干净再进行下步工序。

除锈后的管件必须进行严格脱脂，可采用无机非可燃清洗剂等方法，并用紫外线检查法、樟脑检查法、容积分析法进行检查，直到合格为止。脱脂后的管件应进行钝化或充入干净的氮气密封，以防止二次污染。

（2）试压、清管和吹扫

氧气管件检修后应进行强度试验和严密性试验，试压完成后进行清管作业，清除管道、部件内的杂物，并用氮气吹扫，吹扫速度不小于20 m/s，直至无杂物清洁为止。

（3）严格规范氧气管件检修施工

检修施工人员必须穿着清洁、无油的工作服，戴干净的手套，使用的工具必须清洁，安装前后必须进行现场清理，并清点工具、零件等，清除管道和容器内可能存在的杂物。

进行氧气管件施工必须严格遵循压力管道施工有关国家标准、《工业金属管道施工及验收标准》及相关安全规定。

（4）控制氧气流速在允许范围内。

（5）操作阀门应缓慢进行，升压过程应缓慢，每分钟升压不得超过0.2 MPa。

（6）防止产生静电放电，氧气调节阀电阻跨接应执行相关规定。

5 结束语

冶金行业发生与氧气相关的燃爆事故很多，事故教训刻骨铭心，应对此类事故认真分析，采取措施、吸取教训、举一反三，避免类似事故发生。

Analysis of a Blast Accident in the Intercooler of 30 000 m3/h Oxygen Compressor and Preventive Measures

XU Jingtao，SHI Wenyu，ZHANG Mingming
（Oxygen Co.,Ltd.of Wuhan lron and Steel Group,Wuhan,Hubei 430083,China）

The causes of a blast accident in the 3rd intercooler of an 30 000 m3/h oxygen compressor in WISCO are analyzed,the treatment process of the accident is introduced and preventive measures are put forward as well.

oxygen compressor,intercooler,blast,analysis,treatment

TH45

B

1006-6764(2014)11-0028-02

2014－06－26

徐惊涛（1972－），男，工程师，现从事设备生产技术工作。