???????4 空氣預冷系統(tǒng)的危險、危害因素及對策
空氣預冷系統(tǒng)：冷凍機、空冷塔、水冷卻塔、水泵等系統(tǒng)，小型空分設備配套的預冷機組選用空氣與制冷介質直接交換得到冷卻；中、大型空分設備一般用氮氣冷卻水，水再冷卻空氣，或用冷凍機制冷劑冷卻水，水再冷卻空氣。預冷系統(tǒng)的危險是空冷塔的水被氣流帶入分子篩純化器或空分塔板翅式換熱器或蓄冷器，造成分子篩失效，空分塔凍結，被迫停車加溫，造成巨大的經濟損失。
造成空冷塔帶水事故的主要原因是空冷塔氣流速度過高，如切換系統(tǒng)閥門故障，空氣直接旁通人低壓，或者是操作失誤，違反操作等。
防止空冷塔帶水的對策在于加強對設備的維護管理，確保切換系統(tǒng)運行正常。加強責任性，一旦發(fā)生帶水應立即采取停止水泵，空壓機放空，關閉空氣進純化器或空氣進塔閥，然后查明原因。嚴格操作規(guī)程，啟動時應待空氣流量穩(wěn)定，空冷塔壓力達0．4MPa左右再啟動水泵，停車時應先停水泵再停止供氣。

???????5 凈化系統(tǒng)的危險、危害因素及對策
空氣凈化系統(tǒng)包括空氣過濾器、堿洗塔、干燥器或純化器、二氧化碳和水分凍結切換系統(tǒng)、液空液氧吸附器等清除二氧化碳、水分、乙炔的設備。現(xiàn)代空分設備選用自動控制的分子篩吸附凈化流程，省去了凍結系統(tǒng)、液空液氧吸附器等設備。而且在純化器出口配有二氧化碳含量超標報警儀、再生氣體露點儀，一旦二氧化碳含量超標或再生氣體含水超過時報警，因此，凈化系統(tǒng)的安全性較高。
5．1 凈化系統(tǒng)危險、危害因素主要表現(xiàn)
(1)堿洗塔目前尚在使用。它需要把固體燒堿人工粉碎再溶成堿水，堿對設備、人體、服裝都有腐蝕作用。另外，堿液使用后排出設備，對環(huán)境造成污染。
(2)切換系統(tǒng)故障?？諝馇袚Q閥打不開會使空壓機出口壓力超壓，低壓系統(tǒng)切換閥打不開會使上塔超壓。
(3)手動純化器誤操作。純化器切換程序中，新的一組投入使用后，另一組應該把放空閥打開放空，再引入氮氣再生。操作失誤將氮氣進口閥先打開。純化器中4MPa的空氣返流人上塔，會引發(fā)上塔超壓爆炸。
(4)純化器或干燥器再生時應先接通再生氣體。誤操作時先開電爐而不通氣體，造成加熱爐電器元件燒毀。還有當停電時，電爐未切斷，但過了一會，自動送電，此時無再生氣流通，造成電爐損壞事例常有發(fā)生。
5．2 凈化系統(tǒng)危險、危害因素對策措施的建議
(1)堿洗一干燥流程建議淘汰。我國1968年進行分子篩吸附試驗，獲成功，兩年內絕大多數(shù)用戶作了流程更新。目前老流程尚在使用的是少數(shù)用戶，建議有關部門強制更新。
(2)切換系統(tǒng)的故障。首先要選用可*的控制元件，定期維護保養(yǎng)；加強對操作人員的培訓，根據指示燈的變化，操作員應立即找到某只閥門的故障，采取手動方法將閥門打開或關閉；對空分塔的安全閥要定期校驗，發(fā)現(xiàn)結冰現(xiàn)象應及時處理。
(3)加強責任心，嚴格操作規(guī)程，加強巡回檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。
(4)有條件的單位在再生氣體進加熱爐前裝流量計，當流量小于一定值時電爐能自動斷電或啟動聯(lián)鎖來確保電爐的安全。
???????6 膨脹機的危險、危害因素及對策
膨脹機是空分設備的制冷機械，它對外作功的同時使氣體內部能量減少，從而制取冷量。目前在運行的有透平式和活塞式兩類，分述如下。
6．1 膨脹機危險、危害因素主要表現(xiàn)
(1)透平膨脹機超速運行。透平膨脹機普遍轉速較高，一般都在每分鐘幾萬轉下運行，有的高達每分鐘十多萬轉運行，一旦發(fā)生超速，很易損壞機件。造成超速的原因與制動方式有關，常見的用電機制動、風機制動和增壓制動。用電機制動，膨脹機一旦停電就會發(fā)生超速；風機制動，出口閥關得過小或自動關閉、或進氣過濾器堵塞，制動負荷減少就會超速；增壓制動，風機出口調節(jié)閥關得過小等，都會引起超速。
(2)透平膨脹機產生“液擊”。膨脹機進氣溫度過低或帶液，膨脹機后有可能產生液體沖擊葉輪，導致轉子損壞。
(3)氣體軸承透平膨脹機軸承氣壓力過低。該類膨脹機轉速較高，依*軸承氣承托轉子軸頸高速旋轉，一旦軸承氣壓力過低承托不住軸承時，就會使轉子與軸承干摩擦，使轉子失去動平衡而發(fā)生燃燒事故。氣體軸承膨脹機對軸承氣、密封氣的氣源清潔度要求很高，一旦有雜質進入軸承就會發(fā)生卡機現(xiàn)象。
(4)用油潤滑軸承的透平膨脹機最怕供油不足或斷油。該類膨脹機相對安全可*，但一旦油泵故障或過濾器阻塞，油供不上或斷油時就會發(fā)生卡機事故。
(5)小型空分設備早期配套的活塞式膨脹，配用電機制動，一旦發(fā)生停電或皮帶打滑或電機功率偏小，都會超速(即“飛車”)。轉速會越轉越快，若不采取果斷有效措施，會使機器毀壞。
(6)活塞式膨脹機進、排氣閥門，控制高壓空氣進入和膨脹后空氣的排出，一旦閥門卡住，高壓空氣會直接進入下塔，引起下塔超壓爆炸。
(7)活塞式膨脹機在空分塔加溫時需將進、排閥桿支起，使膨脹機及其管道得到加溫，吹除時應將進、排氣閥桿放下，并關閉膨脹機進氣閥。操作失誤時，未關閉通往膨脹機的高壓空氣進口閥，又沒有將支起的閥桿放下就開始吹刷，高壓空氣直接進入下塔，引起下塔超壓爆炸。
(8)早期空分設備配套的膨脹機氣缸采用錠子油潤滑，油雖經過濾，但總有部分隨氣流帶人空分塔，威脅空分塔的安全。
6．2 膨脹機危險、危害因素對策措施的建議
(1)防止透平膨脹機的超速措施在設計時已考慮，在膨脹機前裝一緊急切斷閥，并與轉速儀聯(lián)鎖，一旦超過轉速就會使緊急切斷閥自動關閉。問題是如何確保緊急切斷閥動作靈敏，一般在設備投運前將該閥多次試驗，斷電后在1～2秒內必須關閥，否則應進行調整。另外在該閥失靈時發(fā)生超速，應果斷關閉膨脹機進口閥，制止“飛車”。
(2)防止膨脹機“液擊”的措施是控制好溫度，應該保證膨脹機出口溫度比相應壓力下的液化溫度高2~3℃。絕對禁止進氣帶液，這種情況往往發(fā)生在停車后再啟動時，液空液面過滿，操作失誤而致，應特別注意防止。
(3)氣體軸承膨脹機的軸承氣氣源應經過多道過濾，在設備運行前應十分注意管道的情況和吹刷。一旦投入使用就要注意控制軸承氣壓力達到說明書規(guī)定的壓力。設有緊急切斷閥的設備，可與軸承壓力聯(lián)鎖，當軸承氣壓力低于一定壓力就報警，再降低就關閉緊急切斷閥停機。而小型空分設備往往依*人為監(jiān)控來保證?？辗炙＼嚮蚓o急停電時應注意軸承氣的供給。為此，一旦發(fā)生停車或停電應立即關閉膨脹機進口閥和純化器進口閥，然后空壓機才可放空，利用純化器的存氣來確保停車后軸承氣的供應，確保膨脹機的安全運行。
(4)油軸承膨脹機的油壓與膨脹機緊急切斷閥是聯(lián)鎖的，當油壓低于規(guī)定就報警，再降低就自動切斷進氣而停車。平時操作中應經常注意油壓、油溫，發(fā)現(xiàn)阻力增加就應切換過濾器，加強油泵的維護保養(yǎng)，確保安全運行。
(5)活塞式膨脹機進氣管道設有氣動安全裝置，當膨脹機飛車時，飛輪轉速隨之增加，產生的離心力愈大。離心力使裝在飛輪上的彈簧桿伸出，打開氣路排氣，從而使進氣管道上安全裝置關閉進氣。這種安全裝置應經常維修，否則彈簧一生銹就會失靈。操作中應警惕安全裝置失靈時的措施，一方面把膨脹機進氣閥置于靈活好使狀態(tài)，另方面把進氣閥開度控制在膨脹機進氣壓力與熱交換器壓力平衡后再開半轉即可，一旦飛車就可關閉進氣閥。
(6)活塞式膨脹機進排氣閥桿要保持靈活，一旦發(fā)現(xiàn)卡住就應采取措施或更換。新?lián)Q上的閥門墊料要松，待運轉時溫度降低時逐步扳緊，以無明顯漏氣即可。
(7)為了防止膨脹機的超壓引起下塔超壓爆炸，要加強對操作工責任心教育，制訂安全操作規(guī)程等措施；要對下塔安全閥安期校驗；還可在膨脹機排氣管道上裝上薄膜安全閥，以防操作失誤后造成設備管道損壞。
(8)目前尚有少數(shù)用錠子油潤滑氣缸的活塞式膨脹機在運行，建議強制改造為無油潤滑膨脹機。
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???????7 空分塔的危險、危害因素及對策
空分塔是將空氣分離成氧、氮等的設備，空分塔最危險、危害因素是爆炸事故。爆炸的部位絕大多數(shù)發(fā)生在氧氣設備與管道上，如冷凝蒸發(fā)器、上塔下部、氧熱交換器等部位。
7．1 空分塔的危險、危害因素
造成爆炸是在氧氣存在的情況下，有一定數(shù)的可燃物質，在一定引燃源能量下就會產生燃爆。
可燃物是從空氣中吸人的乙炔、甲烷、乙烷、丙烯、丁烯等烴類碳氫化合物，或者由空壓機、膨脹機帶人的油脂與油裂解的輕餾分，以及化工廠區(qū)附近的氮氧化物、臭氧等易燃易爆物質。特別是乙炔，它是三鏈不飽和碳氫化合物，在液氧中溶解度低易析出固體，且化學活潑性強，性質極不穩(wěn)定，最易產生爆炸分解反應。乙炔是人們認為造成空分塔爆炸的主要因素。
可燃物濃縮往往與冷凝蒸發(fā)器液氧液面的波動有關，當液氧面急劇下降時，液氧中碳氫化合物含量會相對增多。液氧液面過滿溢流到氧熱交換隔層，液氧汽化，而碳氫化合物會在此部位濃縮。
引爆源主要來于靜電引爆和沖擊引爆。
液氧中存在灰塵、硅膠或分子篩粉末、冰塊、二氧化碳固體等雜質，這些機械雜質與冷凝蒸發(fā)器內壁面發(fā)生摩擦就會產生靜電。靜電場的強度取決于雜質固體微粒在液氧中的運動速度，以及雜質的數(shù)量。當液氧中二氧化碳含量達到300×10-6時，所產生的電位達3000V。靜電荷的極性取決于物質的性質，當液氧中有二氧化碳微粒存在時，液氧帶有負電荷；當液體中帶有硅膠微粒存在時，液氧中帶正電荷。這就構成了引爆條件。
沖擊引爆源主要來源于氣流沖擊，如切換系統(tǒng)應打開的閥門打不開或應關閉的閥門關不嚴，造成冷凝蒸發(fā)器液位反復激烈波動。氧氣閥門開關過快會引起沖擊能源；氧氣管道有雜質，如鐵銹、焊瘤、焊渣等摩擦會產生火花而引起燃爆。
7．2 防止空分塔爆炸的對策措施
(1)在氧氣站選劃：時應該注意周圍環(huán)境的空氣質量，應符合GB 16912—97《氧氣相關氣體安全技術規(guī)程》表1、表2中的規(guī)定。嚴格控制空壓機吸入口空氣中的有害雜質含量。
(2)用無油機械設備替代用油潤滑的空壓機、膨脹機，徹底消除油脂的污染。大型空壓機采用袋式或干帶式過濾器代替油浸式過濾器。
(3)用分子篩純化器代替堿洗一干燥流程或凍結法的流程，采用13X分子篩提高吸附能力。嚴格控制純化器再生溫度和切換時間，盡可能降低進純化器前的空氣溫度，把乙炔等碳氫化合物盡可能清除在塔外。根據有關試驗，有的碳氫化合物分子篩不能吸附，可用空氣水洗法來清除。
(4)采用凍結法清除水分和二氧化碳的空分設備，要注意液空吸附器和液氧吸附器徹底再生和及時切換；采用自循環(huán)清除乙炔的流程要有足夠的循環(huán)倍率，確保已帶人塔內的雜質清除掉。
(5)加強管理，要有準確的安全操作規(guī)程。特別是對液空、液氧中的雜質，要定期分析，一旦發(fā)現(xiàn)超標應有正確的處理措施，特別是近年來發(fā)展較快的地區(qū)和企業(yè)，要注意監(jiān)察空氣中雜質含量的變化，一旦發(fā)現(xiàn)超標，應加大液氧的排放量，必要時停車處理。
(6)大型空分塔推廣全浸式操作法，經實踐證明是一種有效的防爆操作法，但液氧面不能太滿，若液氧溢出也會在板式或蓄冷器底部汽化，引起乙炔等碳氫化合物的濃縮。
(7)加強對冷凝器蒸發(fā)器液氧流動出現(xiàn)死角的研究。從上塔溢流下來的液氧到液氧泵的循環(huán)或抽取1％液氧，均要流通，避免產生死角。
(8)加強設備維護保養(yǎng)，避免切換閥門要開的打不開，要關的關不嚴現(xiàn)象，閥門操作要緩慢，避免產生沖擊能源。
(9)對分子篩粉末過濾器要定期清洗，管道要吹刷干凈，特別氧氣管中的鐵銹、焊渣等要嚴格清洗干凈，防止機械雜質帶入冷凝蒸發(fā)器。
(10)加強人員培訓，提高操作工操作水平和防爆意識，特別是液氧液面操作要穩(wěn)定，避免發(fā)生激烈波動。
(11)加強對冷凝器發(fā)器中液氧的監(jiān)控，如發(fā)現(xiàn)液氧中有明顯的二氧化碳析出，要加大排放量進行置換，若解決不了，應進行停車加熱。
(12)空分塔兩端應進行單獨接地，接地電阻應小于10Ω，并要每年檢測一次，防止靜電積聚。
(13)空分塔內管架、閥架、支架應采用珠光砂墊，不得用木頭作墊，以免木頭在檢修時燒焦，一旦液氧泄漏，木炭吸附液氧而形成爆炸。
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???????8 氧壓機的危險、危害因素及對策
8．1 氧壓機的危險、危害因素
氧壓機最危險的因素是燃燒爆炸，造成氧壓機燃爆的原因比較復雜，主要原因如下：
(1)與氧氣接觸的零件去油不徹底，高壓氧(≥2．94MPa)碰到油脂能產生自燃、爆炸。
(2)氧氣壓縮機在修理活塞、氣缸時，需將活塞桿拉出，活塞桿下端帶油未擦干凈，油脂帶人上密封函，一旦壓力升高，活塞桿摩擦發(fā)熱，就易發(fā)生燃爆。運行中活塞桿帶油，刮油器結構不合理，就起不到刮油作用。
(3)氧壓機活塞與活塞桿連接螺紋拆不開，用煤油滲透，煤油滲入螺紋內，未徹底去油，當壓力升高時，會產生自燃。
(4)管道中有鐵銹、焊渣及涂鋅管的鋅粉帶入氣缸，活塞與氣缸摩擦產生火花而燃燒。
(5)氧壓機新?lián)Q上的閥門有“飛邊”，帶人氣缸，引起燃爆。
(6)活塞環(huán)磨損，活塞體與氣缸體發(fā)生干摩擦起火。
(7)裝配質量差，氣缸與活塞同心度偏差過大，造成活塞體與氣缸干摩擦。
(8)冷卻器斷水，溫度升高。
(9)氧壓機啟動時出口未打開，關閉放空閥，出口壓力升高，安全閥失靈造成超壓爆炸。
(10)材料不對，與氧氣接觸的零件用碳鋼來制造。
(11)用水潤滑的氧壓機斷氣缸潤滑水。此類氧壓機依*蒸餾水帶走壓縮過程的熱量，又起到潤滑作用，一旦斷水很易產生燃爆。
(12)氧壓機活塞磨損，氣缸潤滑水從密封器漏水，進入后級壓縮機中已無水潤滑，相當于斷了氣缸潤滑水。
8．2 氧壓機危險、危害因素對策措施的建議
(1)凡是與氧氣接觸的所有零件、閥門、管道、工具，都必須嚴格徹底脫脂，操作者的手、服裝應忌油。
(2)在拆卸活塞桿時，應將油清洗干凈，并用四氯化碳去油后再拉出密封器，防止油脂帶人上密封器。凡是有可能與氧氣接觸的，用煤油類物質滲透過的螺紋，必須拆開用四氯化碳徹底去油，否則應報廢更新。
(3)氧氣管道在安裝時，內壁應徹底除銹，到露出金屬本色為止；氧氣管最好采用不銹管，若用碳鋼管(低壓狀態(tài))應采用氬弧焊打底，防止產生焊瘤焊渣；氧氣管無論壓力高低嚴禁采用鍍鋅鋼管。氧氣管的安全技術必須遵循GB 16912—1997《氧氣及相關氣體安全技術規(guī)程》的規(guī)定。
(4)在氧壓機進口管道上安裝上銅基合金的粉末過濾器，防止鐵銹等機械雜質進入氧壓機；過濾器芯子應用銅制，每季度應拆開清洗一次。
(5)氧壓機修理人員需經專業(yè)培訓，特別注意氣缸及活塞的同軸度，若有偏心應調整到允許位置，防止活塞偏磨；更換新閥門要要用十景銼對升高限制器、閥座的通道進行修整，去除飛邊。發(fā)現(xiàn)氧壓機密封圈漏水時應及時停車進行修理。與氧氣接觸的零部件，嚴禁用碳鋼來制造。
(6)加強對氧壓機的管理。氧壓機要建立履歷卡，每次發(fā)生故障要分析原因，處理情況作好記錄存檔；要有小修、中修、大修計劃；定期進行維護保養(yǎng)；對儀電控失靈時要及時更換；壓力表、安全閥要定期校驗。要有安全技術操作規(guī)程，機械運行期間有專人巡回檢查、汜錄；操作工應懂機器結構、懂操作方法、懂應急故障的處理，做到會用、會保養(yǎng)、會排除故障。特別是用水潤滑的氧壓機目前廣泛在使用，沒有理想方法來監(jiān)控氣缸潤滑水量，主要依*操作者日常監(jiān)視來確保機械運行。
(7)氧壓機冷卻水關系到設備安全運行，有的氧壓機對冷卻水有報警、聯(lián)鎖，當水壓低于0．15MPa就報警，若再低于0．1MPa就自動停機，而有些小型氧壓機的冷卻水量由人工來監(jiān)視。
(8)氧壓機運行按規(guī)程經常檢查并及時記錄、吹除，特別注意壓力、溫度、油壓、水量四大參數(shù)的變化。壓力反映壓縮比，若有活塞磨損，壓力會發(fā)生變化，就應停車更換；溫度反映各級活門、活塞環(huán)的運行情況，與壓力變化結合分析，便會較正常得出故障的原因；油壓是指運轉機構必備條件；水量除冷卻水外，還應時刻加注氣缸潤滑水，在10MPa以上壓縮時，若停水2分鐘，氧壓機就有可能發(fā)生燃爆，因此，要求操作工對用水潤滑的氧壓機要有足夠的責任心。

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