空压机储气罐使用安全要求

?必威动态 ????|???? ?2019-07-02 11:33

1 空压机概况
空气压缩机是一种用来压缩空气、提高气体压力或输送气体的机械设备,
简称为空压机,
被广泛应用于电子电力、冶金、医药、包装、化工、食品、采矿、纺织、等众多领域。在空压机系统内,
空气通过滤清器被吸入空压机,
在空压机中经过压缩,
使其达到规定压力后进入储气罐(gas container),
然后由排气管路送往使用地点。储气罐装在空压机和压缩空气管网之间,
其作用是缓和由于排气不均匀和不连续而引起的压力波动,
储备一定数量的压缩空气,
维持供需气量之间的平衡,
以及去除压缩空气中的油水和杂质,
净化压缩空气。近年来,
空压机储气罐(gas container)事故时有发生,
甚至于包括重大事故,
给正常的生产生活以及人身安全带来重大的损失和威胁。分气缸主要受压元件为:封头、壳体、法兰材料均为Q235-B、20#、16MnR,规格型号为ф159-ф1500,工作压力为1-2.5MPa,工作温度:0~400℃,工作介质:蒸汽、冷热水、压缩空气。特殊规格型号可根据用户要求另行安排设计。此类由于空压机储气罐
爆炸发生的事故不在少数,
不仅造成使用单位停工停产,经济损失巨大,
而且还造成人员伤亡和建筑物的毁坏。因此,
空压机储气罐的安全性已逐渐引起人们的重视。
2 空压机储气罐事故原因分析
作为简单压力容器,储气罐由于其设计压力较低,
使用介质(起决定作用的物质)为压缩空气,
最高工作温度≤100℃,
一直被认为是结构简单、危险性较小的一种特种设备。但是如果由于其设计、制造、安装、使用管理等各个环节存在不规范行为,
各种安全隐患积累综合作用,
也有可能发生爆炸、甚至导致人身伤亡等严重后果。
2.1 设计
作为压力容器,
储气罐的结构和规格(specifications)是根据其技术参数和使用条件,
参照《钢制压力容器》(GB150-1998)和其它相关标准设计。操作压力越大,
则设计压力越大,
需要的壳体材料强度和厚度就越大;操作温度越高,
则钢板在设计条件下的许用应力越小,
需要的壁厚越大;另外储气罐壳体焊缝的焊接接头系数,
开孔和接管,
以及腐蚀(释义:指腐烂、消失、侵蚀等)裕量的大小也同样对容器壁厚有着直接的影响。不锈钢储罐按用途分类:可分为酿酒类不锈钢罐,食品类不锈钢罐,制药类不锈钢罐,乳业类不锈钢罐,化工类不锈钢罐,石油类不锈钢罐,建材类不锈钢罐,电力类不锈钢罐,冶金类不锈钢罐.在一台储
气罐的首次全面检验过程中,
设备的主要技术参数如下:立式空气储罐,
设计压力1.15
MPa;内径110
月,
某工厂一台空压机储气罐发生爆炸,
经研究分析发现,
容器主要受压元件,
特别是筒体材料质量不合格,
力学性能(主要是抗拉强度)低于设计和标准规定的最低要求,
容器承压性能下降(descend),
在压力升高到一定程度超出材料承压极限发生爆炸,
这次事故的主要原因。
2.3 安全附件
根据安全监察规程要求,
压力容器应当按设计要求装设超压泄放装置(安全阀或者爆破片)以及压力表。由于储气罐(gas container)工作压力低于压力源(压缩机)压力,
所以在通向储气罐(gas container)进口管道上应当装设减压阀或调节器,
安全阀和压力表应当装设在减压阀或调节器的低压侧。储气罐(gas container)内气体额定压力是由空压机压力调节器和安全阀来确定的。一旦二者出现故障,
如压力调节器操作失误或其中的卸荷阀管道等零部件出现故障,
不能有效限制进气压力;安全阀未装、失灵或设置起跳压力过高,
会造成超压时安全阀失效,
储罐内气体压力急剧上升。如果压力表失灵,
则不能准确及时反映罐内真实压力,操作人员也不能正确处置异常情况。安全附件是保障设备安全的最后一环,
也是最重要的一环。如果安全附件失效,
压力失控,超过储气罐罐体壁厚的强度极限的情况下,
就会发生失效破坏,
甚至爆炸。
2.4 空压机系统管道振动
空压机吸排气过程中具有间歇性,
至使管道内气流的压力和速度呈脉动性和周期性变化,
这种脉动气流会引起管路振动。此外,
因储气罐安装不规范,
底座不够稳固,
储气罐罐体与空压机安装距离未按要求安装也会引起和加剧管道振动。管道振动的后果是使管道之间或管道与储气罐、阀门、冷却器之间的连接部位经受反复的振动应力,
使管路系统受到附加疲劳载荷,
会出现松动、受压元件材质劣化以致开裂现象,
轻则产生泄漏,
重则引起爆炸,
酿成事故。
2.5 空压机储气罐罐内积炭燃烧
由于空气压缩机采用压缩机油作润滑油(Lubricating oil),
压缩机油随压缩机压气过程,
沿着整个排气通道形成油沉积物,
这个沉积物称之为积炭。它在一定条件下能发生自燃,
从而导致空气压缩机装置爆炸。气缸、
气阀室、管路、冷却器和储气罐等有积炭的地方都有可能发生爆炸。储气罐指专门用来储存气体的设备,同时起稳定系统压力的作用,根据储气罐的承受压力不同可以分为高压储气罐,低压储气罐,常压储气罐。根据储气罐材质不同可以分为:碳素钢储气罐、低合金钢储气罐、不锈钢储气罐。如果使用环境恶劣,
吸入的气体含有较多灰尘和硬颗粒,
或者系统密封性能不好,
曲轴箱内的机油漏入气缸(压缩空气),
进入储气罐,
都会造成储气罐积炭层过厚。在近期的研究报道中,
已经有文章阐述(expound)了由于储气罐内积炭严重而引起的自燃和爆炸的事故

2.6 管理维护不当,
违章操作
根据对储气罐爆炸事故的报道和案例分析(Analyse),
由于设备管理维护不善,
违章作业或误操作导致的事故占事故总量很大比率。最常见的问题诸如:缺乏安全意识,
设备无专人管理;安全附件(安全阀(作用:控制压力不超过规定值)、压力表)未能定期校验,
年久损坏失效;未能定期排污和清理,
造成设备腐蚀或者积油积炭;违章操作,
不按照安全操作规程操作,
在出现异常情况时不及时停机检修,
或者将容器直接放在日光下暴晒或高温
烘烤(说明:用火燥物烤东西),
引起内压异常升高等。
3 储气罐事故预防和安全要求
综上,空压机储气罐事故主要可以分为两大类:超压失效和燃烧爆炸。预防超压失效的关键在于设备,
空压机储气罐作为一种承压类特种设备,
其设计、制造、安装、使用等各方面都应符合的有关规定要求,任何一个环节疏漏,
都有可能发生严重事故。应该按照规程以及相关设计标准的规定要求,
规范设计,保证制造质量,
加强运行管理和设备维护。在GB22207
-2008《容积(volume)式空气压缩机安全要求》[里面,
对于空压机系统储气罐的安全运行规定了具体要求,
主要包括设计标准、机械振动、温度控制、压力控制和超压保护等。其中预防储气罐超压和做好超压保护是保障设备安全最重要的一环,
应装设压力控制(control)和保护装置,
进气压力一旦超压空压机能自动断电停止运行,
容器内超压一定数值时能自动开启压力释放装置(安全阀起跳),
泄放压力,
防止压力继续升高。积炭燃烧也占储气罐事故相当大的比例,
预防措施主要包括:合理选用润滑油种类和牌号,
严格控制用量,
加油量不要过多或过少。控制排气温度,
加强空压机系冷却(cooling);加强管路检修、改善配件质量,以保证气阀不漏气,
防止气体循环压缩,
设立温度保护装置,
在超温时能自动切断(割开;截断)电源。加强吸气过滤,保证进气清洁,
防止机油漏入储气罐(gas container),
并定期排污,清理储气罐内壁积油积炭。