氧气压缩机防护墙的设置

陈远利，孙晓成

（杭州杭氧化医工程有限公司，浙江杭州 310014）

引言

氧气被广泛应用于工业生产中，是一种助燃物质。目前大多采用深冷技术从空气中提取，考虑到整个空分的能耗，在分馏塔抽取的氧气压力不超过20 kPa，如此低的压力无法将氧气送到用氧点，因此就需要用氧气压缩机来提高其压力。现代空分日趋大型，大多采用离心式氧气压缩机压缩氧气，以满足用户需求［1］。

而氧气压缩机是一个潜在的危险源，原因有以下几点［2-3］：

（1）它含有高压、高纯度的氧气。

（2）组装氧压机所需材料在高纯氧中是可燃的，压缩机所有活动部件可能产生摩擦点火。

（3）残有颗粒污染（焊渣、铁锈、灰尘、喷砂残留物等）。

物质于纯氧中比在空气中更容易燃烧，氧含量越纯，着火点越低；氧气压力越高，着火点越低。

压缩机失火可能引起的危害有：熔化金属喷射；残片抛射；闪光；冲击波和超压。

1 相关规范

根据相关设计规范的要求，离心氧气压缩机应设防护墙，相关规范摘录如下：

（1）《氧气站设计规范》GB50030-2013：6.0.4 氧气压缩机的布置应符合下列规定：当采用离心式氧气压缩机时，宜设防护墙或罩。

（2）《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程》GB 16912-2008：4.6.23 透平氧压机和用于输配的多级离心液氧泵，应设防护墙（罩）与周围隔离。

根据上述规范要求，离心式氧气压缩机和用于输配的多级离心液氧泵应设防护墙（罩）［4］。

2 危险区域

由于离心式氧气压缩机燃爆时所形成的危险区域范围太大，因此需要通过设置一个有效的安全屏障来围护压缩机以缩小其范围。氧气在压缩机内的最高温度发生在各段排气蜗壳处，压缩机周围是最有可能发生火灾并产生人员伤害和设备损坏的区域。故将可能与火灾有关的设备放置在防护墙内，而发生火灾时所需关闭或隔离压缩机的设备放置在防护墙外。这样也方便压缩机运行时能及时进行调整或维护，如润滑油站等。因压缩机运行时，人员不得进入防护墙内。

3 防护墙（罩）设置

第一基本原则，人员不受到氧气压缩机火灾的影响；第二优先原则，设备损坏最小化。防护墙（罩）的设计不是为了单纯地控制火灾。

防护墙（罩）应确保在压缩机关闭并与氧气源隔离时提供足够的保护以控制火灾，此外，防护墙（罩）应能防止熔融金属被投射到防护墙之外。还必须保证在20 s内将气体存量排至小于1 bar。

3.1 以往防护墙设置方式

以往氧气压缩机防护墙（罩）的设置因为相关规范、技术规程或设计手册均没有具体的介绍，设计人员误解为需要把包括电机（或汽轮机）的整个氧气压缩机组都包在防护墙（罩）内，这样防护范围过大，并且影响电机（或汽轮机）的巡检和检修。以往防护墙设置方式见图1。

图1 以往防护墙设置示意图

2017 年后的项目都采用上述形式，如山西侯马某气体公司、山东肥城某钢铁公司氧气厂。见图2。

图2 以往防护墙设置图现场照片

3.2 推荐的防护墙设置方式

根据所述的“第一基本原则”和“第二优先原则”，提出在氧压机二层平台的防护范围为：压缩机本体、增速机、至联轴器为止，见图3所示。

图3 推荐的防护墙设置示意图

把电机（或汽轮机）设在防护墙外，这样既可方便电机检修，保护电机安全［5］，还可降低厂房行车起吊高度，减少厂房造价。

具体做法为一层按目前通常设置维护不变。二层设置防护墙，防护的范围为压缩机机壳四周，即仅至联轴器为止（变速箱前后均可）；高度为高出压缩机最高点0.6 m，并不低于2.4 m。材料应为钢筋混凝土或其他不燃的强度不低于钢筋混凝土的材料。具体范围和高度应由氧压机厂方提供。

多级离心液氧泵可参照上述方法设置防护墙，或防护罩。

我司在2019年末开始采取上述形式，方便巡检和检修，并节约了投资。业主反映良好。

4 结语

由于规范中只泛泛要求设置防护墙（罩），但没有明示如何设置，在实际工程设计时就无法准确把握，希望本文能给同行起到借鉴作用。