氧壓機密封、保安氮氣管道進油事故分析與處理

徐永齊，何琳（安陽鋼鐵股份有限公司制氧廠，河南安陽　455000）

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氧壓機密封、保安氮氣管道進油事故分析與處理

徐永齊，何琳
（安陽鋼鐵股份有限公司制氧廠，河南安陽455000）

【摘要】在空壓機壓力油箱充氣過程中，因油壓高于低壓氮氣壓力，造成潤滑油進入低壓氮氣管道，采取緊急處理措施防止?jié)櫥瓦M入氧壓機，避免了事故擴大，并采取了改進措施。

【關(guān)鍵詞】壓力油箱；氧壓機；進油

1　概述

安陽鋼鐵股份有限公司1#6000 m3/h制氧機配套有空氣透平壓縮機一臺（型號：ITY-690/0.53-I）、氧氣透平壓縮機一臺（型號：2TY-120/5.5）、氧氣活塞壓縮機兩臺（型號：2LY-120/5.5-30-I）?？諝鈮嚎s機和氧氣壓縮機的強制潤滑系統(tǒng)都配備有高位油箱和壓力油箱，高位油箱容積：0.62 m3，壓力油箱容量：0.6 m3。高位油箱和壓力油箱都是為了在故障情況下為壓縮機緊急提供潤滑油，起到保護壓縮機的作用。壓力油箱上部定期充入壓力氣體，利用壓縮氣體膨脹，在緊急情況下將潤滑油壓送到潤滑部位。對于空氣壓縮機，每兩周左右對壓力油箱充氣一次，氣源為低壓氮氣管網(wǎng)的氮氣。

來自低壓氮氣管網(wǎng)的氮氣（壓力約為0.7 MPa）分為左右兩支，右側(cè)DN200的支管上主要有5個使用點。詳見圖1：1#6000 m3/h制氧機使用低壓氮氣流程示意圖。

空壓機壓力油箱正常運行時，1#閥和2#閥處于關(guān)閉狀態(tài)，3#閥處于常開狀態(tài)，以排出可能泄漏的潤滑油或者氮氣。壓力油箱充氣時，先打開1#閥，對管道進行吹掃。然后關(guān)閉3#閥，觀察壓力表壓力。最后打開2#閥對壓力油箱充氣，通過窺鏡確定充氣的多少。充氣結(jié)束時先關(guān)閉2#閥，再關(guān)閉1#閥，最后打開3#閥。

潤滑油系統(tǒng)正常運行時，泵后壓力約0.5 MPa，油過濾器后壓力約0.38 MPa。當供油壓力低于0.25 MPa時備用油泵啟動，油壓低于0.2 MPa時聯(lián)鎖停車。油泵互投時，備用泵啟動13 s后，原運行泵自停。

2　事故經(jīng)過

2014年1月22日上午7：30左右，崗位人員發(fā)現(xiàn)空壓機壓力油箱油位較高，需要補充氣體。按規(guī)程進行操作，在打開2#閥充氣過程中，初始時窺鏡中油位沒有反應，再次開大2#閥，隨即發(fā)現(xiàn)油路系統(tǒng)的安全閥起跳。判斷可能是油過濾器阻力過大，于是倒換過濾器，準備對原過濾器進行反沖洗。此時又發(fā)現(xiàn)備用油泵啟動，油冷卻器后壓力表在0.6~0.9 MPa之間波動。立即停止充氣操作，關(guān)閉2#閥，關(guān)閉1#閥，打開3#閥時有油排出，再次打開1#閥有油連續(xù)排出。技術(shù)人員正好趕到現(xiàn)場，立即使用油路回流閥調(diào)整油壓，并手動停運原運行油泵（B），保持油壓穩(wěn)定。全開1#、3#閥對進油的充氣管道進行排油和吹掃。

根據(jù)排油量判斷可能有少量潤滑油已經(jīng)進入DN200的支管內(nèi)。因為該支管還供應氧壓機保安氮氣和密封氮氣，一旦潤滑油隨密封氮氣進入氧壓機，就可能造成嚴重的設(shè)備事故。匯報車間和調(diào)度后立即停運氧活塞和氧壓機，做進一步確認和處理。

圖1　1#6000 m3/h制氧機使用低壓氮氣流程示意圖

3　原因分析

根據(jù)操作人員對操作過程和異常現(xiàn)象的描述，分析潤滑油進入低壓氮氣管道的原因主要有：

（1）在充氣過程中，1#閥或者2#閥開度太大，低壓氮氣大量、快速進入壓力油箱。壓力油箱內(nèi)的潤滑油被壓出，送入到供油管道，造成供油壓力升高，安全閥起跳。安全閥起跳后油壓降低，達到備用泵啟動條件，備用泵啟動。兩臺泵并行壓力約0.9 MPa，超過安全閥起跳壓力（0.6 MPa），供油壓力在0.6~0.9 MPa之間波動。油壓稍高于低壓氮氣壓力時，潤滑油就會進入充氣管道。

（2）正常運行時，當供油壓力低于0.25 MPa時，備用油泵啟動，備用泵啟動13 s后，原運行泵自停。此次事故過程中，備用泵啟動后，原運行泵并未停車，而是一直保持并行狀態(tài)，導致油壓一直居高不下，最后手動停運原運行油泵。兩臺泵并行，安全閥頻繁起跳，造成油壓斷續(xù)高于低壓氮氣壓力，成股的潤滑油進入充氣管道。

（3）充氣過程油壓升高、安全閥起跳，錯誤判斷是油過濾器堵塞、阻力高造成的。出現(xiàn)備用油泵啟動，油壓頻繁波動的異常情況時，才停止充氣操作。

（4）充氣管道沒有設(shè)計限流孔或防倒流裝置。沒有限流孔，充氣速度無法控制，低壓氮氣大量、快速進入壓力油箱，導致事故的發(fā)生。沒有防倒流裝置，事故發(fā)生后，潤滑油不受阻擋直接進入充氣管道和氮氣支管。

4　處理過程

通過對現(xiàn)場管線的勘察和事故范圍的初步判斷，采取了以下幾項措施：

（1）將空壓機壓力油箱充氣管道（DN20）從氮氣支管處割斷，檢查有進油痕跡。

（2）將氧壓機密封氣管道拆開檢查，沒有發(fā)現(xiàn)油跡。

（3）打開氧壓機保安氮氣管道檢查，沒有發(fā)現(xiàn)油跡。

（4）因暫時無法確定氮氣支管進油量的多少，為了盡快恢復氧壓機運行，決定先將氧壓機密封氣管道進行改造。從氮氣總閥后引出一根DN20的管道，直接連接到氧壓機密封氣管道上。改造示意圖見圖2。

（5）使用2#6000 m3/h制氧機的氧活塞壓縮1#6000 m3/h制氧機的氧氣，雖然量有所減少，但也能保證公司生產(chǎn)用氧的平衡。

為保證氧壓機的安全運行，必須采取進一步措施對氮氣支管進行徹底處理。

方案一：使用三氯乙烯對進油管道進行浸泡脫脂，脫脂合格后原管道投入使用。

氮氣支管管徑為DN200，長度約為15 m，計算容積為0.47 m3，大約需要2.5桶三氯乙烯。由于三氯乙烯到貨時間無法確定，而且脫脂效果也無法取樣確定。根據(jù)現(xiàn)場情況，采取了第二種方案。

方案二：檢查進油情況，重新鋪設(shè)一根管道（DN80），專供氧壓機保安氮氣。原管道廢棄不用。

在去空氣過濾器的管道后約500 mm的氮氣管道（DN200）上，去掉長度約500 mm的管段，檢查進油情況。開口之前的管道沒有發(fā)現(xiàn)油跡，開口之后的管道1 m深處能看到油跡，距離空壓機壓力油箱充氣管道口約2.5 m。以此判斷，順著氮氣流動方向（往氧壓機密封氣方向）的油跡長度會更長?？紤]氧壓機安全運行和施工難度，決定重新鋪設(shè)一根管道，專供氧壓機保安氮氣。改造示意圖見圖2。

圖2　氧壓機保安氮氣、密封氮氣改造示意圖

1月24日，所有改造全部完成，對管道進行徹底吹掃后投入使用。下午，相繼啟動氧壓機和氧活塞，氧氣正常外送。

5　結(jié)束語

通過對此次事故的分析和處理，吸取了經(jīng)驗和教訓，在規(guī)范操作和本質(zhì)化安全方面的啟示：

（1）壓力油箱充氣管道安裝止回閥。在空壓機、氧壓機壓力油箱的充氣管道上安裝止回閥，避免特殊情況下潤滑油倒流進入充氣管道的現(xiàn)象。

（2）限制充氣閥門的開度。制作安裝閥門開度限制器，限制充氣球閥的開度小于50%，防止閥門開度過大，氮氣大量、快速進入壓力油箱，從而導致事故發(fā)生。

（3）嚴格按照操作規(guī)程進行操作。提高職工操作水平、操作經(jīng)驗和應急能力，遇到異常情況必須立即停止充氣操作，關(guān)閉進氣閥，打開放空閥。然后做進一步檢查。

（4）壓力油箱充氣操作必須有組長現(xiàn)場監(jiān)護，避免類似事故的發(fā)生。

（5）通過實驗檢查確認油泵互投正常。

（6）氧壓機的密封氣和保安氮氣應取用獨立的氣源。氧壓機用氮氣和壓力油箱用氮氣來自同一管道，存在安全隱患。建議將兩者分開，獨立取氣，互不影響。

（7）對其他有壓力油箱或油壓容器的設(shè)備采取一定的防范措施，防止油和氣體的互相串通，避免事故的發(fā)生。

Analysis and Treatment of an Oil Inlet Accident of Oxygen Compressor Sealing and Security Nitrogen Pipe

XU Yongqi，HE Lin
(The Oxygen Generating Plant of Anyang Iron & Steel Group Co., Ltd., Anyang, Henan 455000, China)

【Abstract】During gas charging into the pressure oil tank of air compressor, lubricating oil entered the low-pressure nitrogen pipe due to higher pressure of the oil over that of nitrogen. Emergency treatment measures were taken to prevent the oil leaking into the oxygen compressor, which avoided extension of the accident. After that improvement measures have been taken to prevent such accident.

【Keywords】pressure oil tank; oxygen compressor; oil inlet

作者簡介：徐永齊（1981-），男，畢業(yè)于河南理工大學熱能與動力專業(yè)，工程師，現(xiàn)從事制氧生產(chǎn)管理工作。

收稿日期：2015－07－24

【中圖分類號】TH45

【文獻標識碼】B

【文章編號】1006-6764(2015)10-0022-03