对一起空压机及其管路爆炸事故的分析

1对一起空压机及其管路爆炸事故的分析王毅刚天府矿业有限责任公司安全管理部摘要：空压机及其管路发生爆炸，产生的冲击波，将高压控制开关柜面板及电气元件损坏，并造成井下压风中断近20小时。积炭燃烧引爆空压机及其装置内的爆炸性油气混合气体。严格执行空压机的管理和操作规程，是防止同类事故发生的关键。关键词：空压机积炭爆炸分析措施1引言空气压缩机（简称：空压机）是很多工矿企业普遍使用的设备之一，由于操作、维护、管理不当，造成的事故也不少，较严重的当属爆炸事故。空压机及其装置爆炸，不但会严重损坏设备，还可能毁坏房屋，甚至可能造成人员伤亡等重大事故。因而，找出事故原因，制定相应措施，对防止同类事故的发生非常重要。2事故地点天府矿业有限责任公司三汇一矿+920m水平地面空压机房。3事故经过2007年10月20日7：25时，空压机司机对储气罐油水进行了排放，13：00时空压机司机按照每小时巡回检查制度规定，对空压机进行了巡检，当时空压机低压压力为0.2MPa，排气压力为0.52MPa，油压为0.12MPa，二级排气温度为100℃，电压6200V，电流20A。由2于二级压力偏低，空压机司机将5#空压机调为重车，13：10时3#空压机高压缸排气口和+920m管井井口72°Dg300排气管弯头发生爆炸，使3#、4#、5#空压机储气罐释压阀同时动作和5#空压机储气罐安全阀动作。4事故损失这次事故造成3#空压机高压缸体、高压缸盖和排气管弯头爆裂损坏，爆裂产生的冲击波，将5#空压机高压控制开关柜面板电气元件损坏（损坏手动操作机构1个；过流继电器2个；电流、电压表、功率因素表各1块），并导致三汇一矿二井片区中断压风近20个小时。5事故原因分析空压机及其装置爆炸的原因一般有二种：其一，压缩空气的压力超过空压机及其装置所能承受的极限压力；其二，积炭燃烧，引爆空压机及其装置内的爆炸性油气混合气体。从本次事故经过和对事故现场的勘验情况，分析如下：35.1润滑油与高温高压空气中的氧作用时，很容易被氧化。润滑油的氧化会改变其物理、化学性质，形成酸、沥青和其它化合物组成的混合物，这些混合物与空气中的灰尘和活塞环与气缸壁磨下的金属微粒一起，在气缸盖、活塞端面、活塞环槽、气阀、排气管、储气罐等处沉积下来，就形成积炭。同时，在气缸、排气管、储气罐内，还并存着油气混合气体。这些积炭和油气混合气体的存在，是事故的发生的必要条件。5.2事故现场对压缩机油（气缸润滑油）的检查发现，油液粘度大，已严重氧化变质。而润滑油的氧化变质，是积炭的根源。5.3积炭在一定条件下会自燃。由于下列原因，造成了积炭的自燃。5.3.1没有定期或适时清除积炭，使积炭层达到了足以自燃的厚度。沉积在容器壁上的积炭，在热空气及金属微粒的作用下会继续发生氧化反应，当容器壁上的积炭达到一定的厚度时，氧化反应放出的热量就会大于散失的热量，这时积炭的温度就越来越高，最终使积炭自燃。5.3.2由于沉积在排气阀上的积炭，使排气阀动作不灵活和关闭不严，在活塞运动的作用下，排出的高温气体又倒流汽缸并重复压缩，加剧了润滑油的氧化反应，增加了反应热，使得空压机及其装置内的气体温度不断升高。如此往复，使积炭自燃。5.3.3从爆炸时间上看，正值井下交接班停用压风的时段，排气管网的压力发生了变化，进而影响到空压机工况的改变；同时，在爆4炸前10分钟，空压机司机将5#空压机调为重车，也使空压机的工况发生了改变。而当积炭达到一定的厚度时，氧化过程会出现不稳定的特点，如果这时空压机的工况（压力或温度）略有改变，就会导致积炭自动加热并燃烧。5.4积炭从沉积到能自燃时的厚度，需要一定的时间，但下列因素加速了积炭形成的厚度。5.4.1没有定期或适时更换润滑油，继续使用已氧化变质的润滑油，使积炭加剧。5.4.2由于润滑油粘度大，因此操作人员加大了注油量（超过150g/h），造成供油过度，而供油过度导致了空压机及其装置内的油气混合物增加，并助长了积碳的形成。5.4.3使用了不合适品级的润滑油。原使用的润滑油牌号为HS-13和HS-19压缩机油，此类牌号的润滑油抗氧化性差，只适用于轻负荷，将其用于中负荷，则容易积炭。5.4.4发生事故的5L-40/8型3#空压机，使用已达20多年，维护保养未能跟上，其运动件的密封不能达到要求，导致其它润滑油窜入气缸，使积炭加重。5.5从3#空压机高压缸和排气管弯头的爆裂情况看，高压缸和弯头内壁留下了燃烧熏黑的痕迹，说明空压机及其装置内的积炭发生过燃烧。而空压机及其装置内的爆炸性油气混合气体，只有在有火源的情况下才会爆炸。5.6发生爆炸事故前，3#空压机的温度保护没有发出报警信号，5以及爆炸事故发生时，3#空压机储气罐的安全阀也没有动作。说明事故发生前，这些安全保护装置就失去了作用。6分析结论综上分析，这次事故是由于空压机及其装置内，积炭层达到了足以自燃的厚度，以及润滑油和积炭的氧化放热反应加剧，使空压机及其装置内的温度急剧上升，且安全保护装置又失去作用的情况下，导致积炭自燃，而引起达到爆炸极限的油气混合气体爆炸。7防范措施7.1加强管理，严格执行空压机管理制度和操作规程。7.2加强维护保养、定期检修，提高检修质量。检修后的空压机，其油耗必须达到相应的标准，从而达到降低油耗，减少积炭的目的。7.3严格执行空压机润滑制度，避免发生供油过度造成的积炭增加。7.4定期检查和清洗排气系统，及时清除积炭，积碳厚度≯3mm。7.5选用合适品级的润滑油，减少积炭的生成。事故后已使用L-DAB150牌号的压缩机油，该润滑油适合中负荷使用，抗氧化性好，不易积炭。7.6定期送检、校准安全装置，确保安全装置灵敏可靠。7.7加强空压机司机的安全技术培训，提高其操作和巡检的质量，增强空压机司机分析和应对故障的能力。8结束语6空气压缩机及其装置属压力容器范畴，国家对其有严格的管理规定。作为企业及其设备的管理者和操作者，应对空气压缩机的安全运转保持高度重视，并严格执行空气压缩机的管理和操作规程，是防止同类事故发生的关键。参考文献[1]《固定的空气压缩机安全规则及操作规程》GB10892-2005[2]《煤矿安全规程》（2010版）