綜合分析了氣體壓縮輸送設備火災爆炸事故的原因和機理，提出了氣體壓縮輸送設備的防火防爆技術(shù)措施，具有一定的實(shí)用意義。 氣體壓縮輸送設備及工農業(yè)生產(chǎn)，交通運輸，國防，科學(xué)技術(shù)及家庭生活等各個(gè)領(lǐng)域的通用機械，特別是隨著(zhù)我國經(jīng)濟改革的進(jìn)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(jīng)濟帶來(lái)巨大利益的同時(shí)，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定生產(chǎn)，造成極為嚴重的經(jīng)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(wèn)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(chǎn)中應用氣體壓縮輸送設備，不僅為輸送氣體，有時(shí)還創(chuàng )造必要的反應和操作條件，如高壓、真空、氣動(dòng)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(dòng)機經(jīng)曲軸連桿機構傳動(dòng)。因氣體壓縮時(shí)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(dòng)，氣缸上裝有多個(gè)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(shí)原含水的析出，排出氣要經(jīng)過(guò)油水分離器。

　　要求輸出壓強高時(shí)，常用多級壓縮，這時(shí)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(guò)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(fēng)機是由輪轂、后盤(pán)、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。根據其產(chǎn)生的風(fēng)壓不同，離心式風(fēng)機可分為低、中、高壓3類(lèi)，低、中壓離心式風(fēng)機主要用于車(chē)間通風(fēng)換氣，高壓離心式風(fēng)機則主要用在氣體輸送上。離心式鼓風(fēng)機也稱(chēng)為渦輪鼓風(fēng)機或透平鼓風(fēng)機，工作原理與通風(fēng)機相似，常用多級結構。離心式壓縮機也稱(chēng)為透平壓縮機，構造與離心鼓風(fēng)機相似，但級數更多，有時(shí)在10級以上，轉速則達3500～6000r/min或更高，能產(chǎn)生高的出口壓強。因壓縮過(guò)程接近絕熱壓縮，氣體溫度顯著(zhù)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、送氣量大而均勻，壓縮時(shí)沒(méi)有機油污染氣體，因而在工業(yè)生產(chǎn)中越來(lái)越多地代替往復式壓縮機。 旋轉式風(fēng)機的特點(diǎn)是機殼內有1個(gè)或2個(gè)轉子，轉子直接加壓于氣體而使氣體的靜壓提高。

　　旋轉式風(fēng)機的結構緊湊，體積小，排氣連續均勻，常用的旋轉式風(fēng)機有羅茨鼓風(fēng)機和水環(huán)真空泵。 噴射式真空泵是利用流體流動(dòng)時(shí)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(jīng)噴嘴以很高的速度吐出，其靜壓能轉化為動(dòng)能而產(chǎn)生真空，將系統中氣體吸入，蒸汽和汽體混合物經(jīng)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形成爆炸性混合物 由于設備老化，年久失修，可燃性氣體通過(guò)缸體連接處、吸、排氣閥門(mén)、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，與空氣形成爆炸性氣體混合物，遇火源引起空間的爆炸或火災。 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(shí)隨之停車(chē)，使其入口處發(fā)生抽負現象，較輕時(shí)使管道抽癟，嚴重時(shí)致使空氣從不嚴密處進(jìn)入設備系統內部，形成爆炸性氣體混合物。此時(shí)如果在操作維護或檢修過(guò)程中操作不當或檢修不合理，達到爆炸極限濃度的混合物遇到火源或經(jīng)壓縮升溫增壓，就會(huì )發(fā)生異常激烈燃燒甚至引起爆炸事故。

　　2.2設備內溫度超市導致危險 氣體經(jīng)壓縮后溫度會(huì )迅速提高，如果設備內循環(huán)冷卻水水質(zhì)差，冷卻效果不好，冷卻系統不能有效地運行，會(huì )使設備內溫度過(guò)高。高溫會(huì )使潤滑油粘度降低，推動(dòng)潤滑作用，使設備的運行部件摩擦加劇，進(jìn)一步造成設備內溫度超高；同時(shí)，高溫能使某些介質(zhì)發(fā)生聚合、分解以至自燃引起火災。

　　例如，壓縮的烴類(lèi)氣體中含有高碳不飽和烴類(lèi)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(zhù)在氣缸內壁或閥片上，不但會(huì )增加摩擦損失，還會(huì )把活塞環(huán)卡死在環(huán)槽里，使其推動(dòng)密封作用引起泄漏，甚至堵塞氣體管道引起超壓爆炸。

　　2.3產(chǎn)生積炭發(fā)生燃燒爆炸 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(zhù)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(chǎn)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(lái)形成積炭。氣缸滑潤油選擇不當、潤滑油牌號不符、加油量過(guò)多、油質(zhì)不佳、會(huì )使氣體溫度劇升；或系統混入鐵銹等雜質(zhì)，導致發(fā)熱；或過(guò)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(guò)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(chǎn)生大量的一氧化碳，當壓縮機系統中一氧化碳的含量達到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，沖擊波沿壓縮氣體流動(dòng)方向傳播蔓延，引起壓縮機的爆炸。

　　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(jìn)入氣缸之內，會(huì )造成很高的壓力，呈現“液擊”現象，使設備損壞，導致可燃氣體泄漏。

　　2.5操作失誤引起燃燒爆炸 操作人員因受心理、生理或情緒等方面的影響出現操作錯誤，致使設備系統內壓高于所能承受的壓力時(shí)，即會(huì )發(fā)生爆炸。例如，壓機在運轉過(guò)程中發(fā)現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，導致壓縮機超壓爆炸；壓縮機發(fā)生事故需緊急停車(chē)時(shí)，操作人員因緊張而未能及時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣閥，也會(huì )造成供氣設備的增壓，而最終導致爆炸。另外，堵塞憋壓也是造成設備超壓物理性爆炸的一個(gè)重要原因，如壓縮機的出口被人為關(guān)閉或未能及時(shí)清洗的異物堵塞都會(huì )造成憋壓，導致爆炸。

　　2.6設備缺陷引起事故 設備缺陷或故障產(chǎn)生于設計、制造、安裝、運行和檢修等各個(gè)環(huán)節，主要是由于材質(zhì)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(shí)泄放，超壓而致爆炸；壓力或溫度顯示儀表出現讀數差錯或顯示失真時(shí)，誤導工人錯誤操作，而引起爆炸；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(zhì)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爆炸。帶有葉輪的壓送機械，葉輪與機殼之間摩擦碰擊生熱、打火。

　　3防火防爆措施

　　3.1防止爆炸性氣體混合物形成 要確保設備系統的高度密封性，尤其是導管的入口處連接要嚴密無(wú)漏，經(jīng)常對系統進(jìn)行檢查診斷，例如，氣體泄漏檢測、密封壓力差、密封油的噴淋量和工藝過(guò)程的壓力、溫度變化等的檢測；對于一些極易因腐蝕或疲勞斷裂的部件，例如多級缸之間、氣缸與機身之間的連接螺紋，要加強管理和隨時(shí)檢查，并予以及時(shí)更換，保持受壓元件的強度和密封性能，杜絕跑、冒、滴、漏現象。 壓縮機吸入口應保持一定余壓，如進(jìn)氣口壓力偏低，壓縮機應減少吸入量或停車(chē)，以免造成負壓吸入空氣形成爆炸性混合物。當壓縮機發(fā)生抽負事故時(shí)，必須打開(kāi)入口閥，注入氮氣等惰性氣體，用以置換壓縮機系統內部的空氣，使氧含量小于0.4％，低于混合物爆炸濃度下限即能有效遏制爆炸事故。在正常運行中，要加強與前面工序的聯(lián)系，及時(shí)按照進(jìn)氣壓力的變化調節壓力，保持進(jìn)氣壓力在允許范圍內，嚴防出現真空狀態(tài)。

　　3.2防止氣缸內溫度過(guò)高 采用先進(jìn)的水質(zhì)處理工藝，保證冷卻水的質(zhì)量。壓縮機在運行中不能中斷冷卻水，定期清除污垢，保證冷卻水暢通。要密切注意吸、排氣壓力及溫度、排氣量、冷卻水溫度等各項控制指標，石油氣壓縮機的排氣終了溫度不得超過(guò)100℃。冷卻水的終溫一般不超過(guò)40℃。

　　如果冷卻水中斷以后，冷卻器溫度已升高，此時(shí)即使冷卻水恢復，也不能急于通水，以防發(fā)生炸缸事故。

　　3.3保證設備潤滑良好 在選擇潤滑油時(shí)，要根據所壓縮的介質(zhì)氣體性質(zhì)，選擇閃點(diǎn)高、氧化后析碳量少的高級潤滑脂。就天然氣壓縮機組而言，烴類(lèi)氣對油有很大的親和力，會(huì )溶解油，使油的粘度下降，因而須用粘度適中，油性和粘附性較好的含油脂潤滑油，不僅可改善壓縮機的比功率，還可減少壓縮機排氣系統積炭沉淀的形成，減少壓縮機著(zhù)火和爆炸事故。 注油量要適當，維持正常的油面高度。曲軸箱中的油面高度降低時(shí)，會(huì )引起潤滑不良，油溫升高，導致燒瓦、卡活塞等事故。機油如果加得過(guò)多，運轉時(shí)機油會(huì )造成積炭。經(jīng)常檢查機油壓力和溫度，油壓過(guò)低，會(huì )潤滑不良，使磨損增加； 油溫過(guò)高會(huì )使機油氧化變質(zhì)，粘度下降，潤滑不可靠，零件磨損增加；油溫過(guò)低，粘度增大，摩擦阻力增加。定期進(jìn)行油質(zhì)分析，更換新油，更換濾清器濾芯，清洗油路。

　　3.4防止氣缸帶液現象 經(jīng)常檢查油水分離器是否正常好用，并及時(shí)排放分離出來(lái)的油和水�？刂茲櫥瑒┑牧�，以氣缸壁充分潤滑而不產(chǎn)生“液擊”現象為準。避免冷卻水進(jìn)入氣缸。加強與其他工序聯(lián)系，防止氣缸帶液，使設備系統遭受機械破壞。

　　3.5嚴格執行操作規程 操作規程的合理編制和嚴格執行，能保證設備的安全運行和使用壽命。設備運行前必須對整個(gè)系統作全面檢查，確保無(wú)異常并與前后工序溝通良好后，方可啟動(dòng)。啟動(dòng)時(shí)要嚴格按照操作次序進(jìn)行，升壓速度不可過(guò)快，各段壓力要平穩地按一定壓縮比提高，防止壓縮機系統因壓力驟升而發(fā)生物理性爆炸。對外送氣速度和壓力也不可超高或波動(dòng)過(guò)大，謹防發(fā)生抽負現象，形成爆炸性氣體混合物，導致火災爆炸。 在壓縮機運行過(guò)程中，必須認真檢查、巡視和監視，密切注視軸承溫度、潤滑油、密封油的壓力、溫度和油質(zhì)狀態(tài)，嚴格保證潤滑部位的可靠運行。同時(shí)嚴格控制冷卻水進(jìn)出口的溫度和流量，保持溫度、壓力穩定在操作范圍內，確保冷卻系統的有效工作，以控制壓縮介質(zhì)溫度及設備轉動(dòng)、摩擦部位的溫度，防止因設備內溫度過(guò)高而使潤滑油或某些物質(zhì)分解、著(zhù)火，導致爆炸事故。 在壓縮機運行過(guò)程中，必須認真檢查、巡視和監視，密切注視軸承溫度、潤滑油、密封油的壓力、溫度和油質(zhì)狀態(tài)，嚴格保證潤滑部位的可靠運行。

　　同時(shí)嚴格控制冷卻水進(jìn)出口的溫州和流量，保持溫度、壓力穩定在操作范圍內，確保冷卻系統的有效工作，以控制壓縮介質(zhì)溫度及設備轉動(dòng)、部位的溫度，防止因設備內溫度過(guò)高而使潤滑油或某些物質(zhì)分解、著(zhù)火，導致爆炸事故。 壓縮機停車(chē)時(shí)要緩慢卸去壓力，高壓與低壓相通的閥門(mén)要迅速切斷，如遇緊急停車(chē)時(shí)，應迅速與前工序聯(lián)絡(luò )，準確判斷異常并快速切斷，以防止發(fā)生氣體倒流或高壓氣體竄入低壓設備引起超壓爆炸。采用離心式壓縮機時(shí)，要在機組停車(chē)后繼續向密封系統內注油，以防止泄漏；如機組需要作長(cháng)時(shí)間停車(chē)，則應在機內氣體卸壓后用氮氣轉換之后再用空氣進(jìn)一步轉換，然后才能停止注油系統。

　　3.6配置安全設施 大、中型壓縮設備均應安裝在獨立的隔離間內，并設有良好的通風(fēng)設施和可燃氣體濃度監督報警裝置，以及自動(dòng)滅火系統工程，如必須與其他廠(chǎng)房或裝置緊鄰，中間應以防爆墻隔開(kāi)；電動(dòng)機應采用不會(huì )產(chǎn)生火花、電弧或危險溫度，且能承受爆炸壓力而不被損壞的封閉式防爆電機或正壓通風(fēng)結構形式的電機，并設有接地裝置，它的軸穿過(guò)墻壁處應用密封填料緊密封閉；壓縮設備也應有良好的導出靜電接地裝置。 為了及時(shí)地處置異常和減少人為的操作錯誤，保證壓縮機的安全運行，壓縮機系統應設置氣缸壓力溫度指示儀和自動(dòng)調節、自動(dòng)報警裝置，以及設有壓力、溫度高于或低于正常值時(shí)能自動(dòng)停車(chē)的安全裝置和安全泄壓保護裝置等，并保證這些設備裝置的靈敏可靠，使之能真正起到預警、保護作用。 設備的安全運行與日常的維護保養、檢修質(zhì)量密不可分。

　　要做好設備的日常巡檢工作，及時(shí)安排檢修，不讓設備帶病運行。應用儀器儀表對設備定期進(jìn)行狀態(tài)監測，潤滑油油品的定期化驗，電機的定期診斷，可以及時(shí)發(fā)現設備的不正常磨損，掌握軸承等部件運轉情況，避免燒瓦拉缸，滾珠疲勞斷裂等事故的發(fā)生。定期對壓縮系統作探傷檢查，發(fā)現裂紋、空隙等缺陷和嚴重腐蝕情況，必須及時(shí)修理。零部件要作好記錄，不超期使用。帶有葉輪的壓送機械，葉輪和機殼之間要保持規定的間隙，防止摩擦碰擊打火引起氣體燃燒或爆炸。