一、事故經過及現場調查情況
1.崗位操作過程。當班操作人員在空分崗位控制室突然聽到現場0#空壓機有大量的排氣聲,認為是安全閥動作,當即沖至現場尋找故障點,發現Ⅱ、Ⅲ段冷卻水出口閥有大量氣體排出,且Ⅱ段冷卻器氣體進口處及測溫點處燒紅。立即緊急停車,關閉純化器進氣閥,打開Ⅲ段放空閥,并開動1#機組保證生產。與此同時,操作人員打開洗手池水龍頭,發現無水,并有大量氣體噴出,懷疑外部停冷卻水。經查,外部并未停水,機組停車泄壓后,Ⅲ段放空管口處還有大量的冷卻水排出,證實外部確未停水。關閉0#空壓機Ⅱ段冷卻器進水閥及機臺進水總閥。半小時后恢復空分運行。
從當天的崗位運行記錄看,設備運行的各項指標未見異常。
2.空壓機及Ⅱ段冷卻器解體檢查情況:(1)冷卻器芯子有大量的油污和積炭;(2)冷卻器殼體壓縮空氣進口管處有大片燒紅的痕跡;(3)冷卻器殼體和導流罩內壁嚴重積炭。用榔頭敲擊導流罩外壁,有大量的塊狀積炭脫落;(4)冷卻器芯子靠進氣口處有四根約20cm長的銅列管被熔化(紫銅的熔點為1083℃),另五根銅列管有不同程度的擠扁彎曲變形;(5)空壓機Ⅱ段氣流通道內壁也有不同程度的積炭;(6)打開空壓機Ⅲ段閥蓋,有大量冷卻水溢出。
3.潤滑油消耗情況。該機組注油器采用13#空壓機油,曲軸箱采用N68機械油,油耗與其他機組對比明顯增加。
4.環境空氣污染情況。據分析,空氣環境中含有微量乙炔。
5.積炭成分分析。除碳之外,還含有較多的銅和其他雜質。
6.冷卻器制造質量情況。該冷卻器屬壓力容器,1997年隨機購進。最高工作溫度180℃;最高工作壓力:殼1.47MPa,管0.9MPa;介質:空氣、水;主體材質:16MnR。符合壓力容器制造規范。
二、事故原因分析
據現場勘察并結合有關資料和案例分析,造成此次事故的原因主要有以下幾點。
1.該空壓機組Ⅱ段冷卻器長期運行溫度為150~160℃,而空壓機排氣溫度達140℃以上時將產生積炭。該機組長期在高溫下運行,造成II段積炭嚴重,冷卻效果下降。在高溫高壓下,潤滑油氧化、熱分解和蒸發,產生了以低分子碳氫化合物為主的可燃性油汽,在觸及灼熱的積炭后發生爆燃。
2.從0#空壓機潤滑記錄統計知,曲軸箱所用N68機械油消耗偏高,經調查并無外泄,說明油已被帶進壓縮空氣中,進入Ⅱ段冷卻器,加劇了積炭沉積。而積炭中又明顯有銅金屬微粒存在,由于潤滑油氧化、熱分解而生成乙炔,遇到機械微粒的沖擊也能產生爆燃。
3.由于環境空氣中含有的微量乙炔被吸入機組中,銅金屬粒子與乙炔生成乙炔銅。而乙炔銅極不穩定,也可發生燃燒爆炸。
綜上所述,多種因素導致發生Ⅱ段冷卻器爆燃,放出大量的熱,繼而使銅管局部熔化,造成氣路與水路相通,高壓氣體(氣體走殼程,Ⅱ段正常排氣壓力為1.00~1.35MPa)順著冷卻水通道大量排出,阻斷了冷卻水路,造成惡性循環,釀成這起事故。但根本原因還在于積炭和高油耗。
三、整改防范措施
1.結合機組的大、中、小修,定期檢查和清除積炭。
2.加強維護保養,提高檢修質量,嚴格按有關作業指導程序操作及檢修,盡可能降低油耗。
3.高溫高壓壓縮機應選用含灰分較少的高品質潤滑油,以減少積炭的生成。
4.嚴明工藝紀律、嚴格工藝操作規程,加強操作巡回檢查,定時排放油水,防止油污和油霧聚集
5.定期調校安全閥,確保安全裝置靈敏可靠。
6.健全機組超溫、超壓及低水壓報警裝置。
7.進一步強化“鍋、容、管、特”設備管理,對此類設備及配件的采購、檢驗、使用、維修嚴格把關,防止設備質量引發事故。
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