正文:煤矿使用的空气压缩机系统,包括储气罐及管道等因润滑油过热等原因导致积炭而引起的爆炸、燃烧事故,常有发生。我市的一些煤矿的空压机系统曾发生多起储罐燃烧、阀门爆炸、管道爆炸等事故, 发生事故的单位大多为活塞往复式空压机, 出口压力0.8MPa,不仅影响生产,而且带来安全隐患。近期,某矿空压机房l2天内连续发生三起爆炸燃烧事故,给企业造成一时的混乱。现把这一事故经过、分析处理措施介绍如下。
1 事故基本情况
1.1 设备概况
该矿空压机房有空气压缩机5台,其中2OM
3三台,40M
3两台, 总供风能力为140M
3; 相应的储气罐5台,其中2.5M
3两台,4M
3三台,并联使用,储气罐出口由DN200的管道汇总。压力表、超温连锁保护等齐全,每台风包均装有安全阀和释压阀。该空压机房自建矿投用至今20多年, 设备老化、环境差,但此前未发生积炭爆炸或燃烧事故。
1.2 事故经过
2月8日夜23时,正在运行中的1号空压机储气罐出口释压阀突然起爆, 有明火喷出,其它设备正常,当时值班人员误认为释压阀保险螺栓长期运行,疲劳失效,未做全面检查和分析,恢复阀门后投人运行。
2月12日早4时3O分, 当时是1号、2号、3号三台空压机运行,供风量6OM
3 。当时井下用风处于低负荷,发生1号储气罐内气体爆炸,5台储气罐5只释压阀起爆,5号储气罐的出口阀门(DNl50)和放气阀门(DN150)的阀体炸碎,短管飞出围墙,事故影响停机6小时。经检查1号储气罐有2×2M*M的外表面过热区域,油漆脱落。
1号储气罐发生事故后,该矿对所有储气罐进行了清理,恢复了释压阀和炸坏的阀门,对各保护装置重新标定,并在总出风管上增装一释压阀。空压机投用后,至2月19日晚22时30分,运行1号、4号空压机,供风量60M
3 ,且值井下交接班,井下用风量少, 突然发生6个释压阀全部动作,5号储气罐出口阀门与安全阀炸裂,停车4小时。上述事故中,各储气罐安全阀未正常起跳。
2 事故原因分析
2月12日储气罐内气体爆炸后,油样化验闪点为230℃ ,l号储气罐内壁有一层较厚的积炭(3mm),底部有杂物, 排污管畅通,罐壁有过热现象,油漆脱落,储气罐出风管至阀门段过热严重。爆炸后, 总出风管在5号罐阀门处着火约5分钟。2月l9日释压阀全部起爆后,经检查,空压机本体无积炭现象,再次化验油样闪点台格,前次爆燃的1号储气罐内壁有油迹,l号空压机出口至储气罐之间的管道内有受过高温的积炭粉尘。由于连续发生事故, 引起了广泛的重视。该矿邀请各方面专家开会分析,一时难以找到令人信服的原因和证据。据有关煤矿机电安全资料,一般认为积炭自燃需要积炭层有3mm以上厚度,周围温度需要达到l50℃,积炭爆炸需要的温度更高。2月19日事故时,储气罐已经全部清理,油样闪点合格,保护装置全部调整或更换, 空压机出口温度小于150℃ ,冬季环境温度低,冷却器效果好,加之在低负荷下运行,从而使爆炸原因更加复杂。
事故发生后,我们检测了储气罐及管道等,对事故现场进行了检查,经与有关人员讨论、分析,对事故性质和起因,提出见解。
第一次2月8 日释压阀起爆.是1号罐出口管道中的粉尘、积炭自然引起爆炸;第二次2月l2 日的事故,是l号储气罐内粉尘、积炭爆炸燃烧,引起总出气管内的过热积炭燃烧,导致释压阀动作,5号罐的出口阀门爆炸,而安全阀未动作,说明其它储气罐内压力无长期超压;第三次2月19日的事故, 由于储气罐已清理,爆炸发生在总出气管内。该单位空压机系统积炭爆燃事故与一般的积炭事故比较,现象不同,主要原因如下。
(1)、压风机房环境差,空气成分复杂。空压机房西临马路,尘土飞扬,东临煤场和矸石场,由煤仓向煤场放煤时,大量煤尘飘扬,空压机避风口布置在屋顶,消音过滤装置使用20多年,从未修理,空压机吸入含有较多粉尘的空气,与油雾混合后,油的热氧化性等指标都变化了,极易形成大量积炭,而积炭的爆炸和自燃参数也变化了,l号空压机的注油器油耗过多,也造成l号储气罐和管道积炭多,前两次事故都是由l号储气罐和管道部位引起的。
(2)、这类事故大多发生在工作负荷较小的时段。三次事故都发生在深夜交接班时或清晨,此时用风量少,流速变小,积炭由于氧化而产生的热量不能及时带走,积炭中液体成分迅速汽化,极易产生可燃气体,产生爆炸。据了解,我市其他两家煤矿的空压机储气罐燃烧和管道爆炸,也发生在深夜或清晨用风量减少时,另一厂家的出风压力2.5MPa的空压机储气罐上接管法兰喷火事故,发生在中午体息,用风设备停车,用风减少时。
(3)、未及时消除事故隐患。爆炸或燃烧造成储气罐或管路内的积炭干燥成粉尘,为下一次事故创造了条件,对管道清理的时候,发现大量过热后黑色粉尘,是下次事故的隐患。由于未能及时清除干净粉尘, 特别是总出风管最西端5号储气罐的出风阀门附近,因管道弯曲,黑色粉尘积集,两次发生阀门爆炸。未及时清理所有储气罐、管道、阀门等部位的粉尘是事故连续发生的原因之一。
3 处理措施和建议
根据产生爆炸的原因,提出了以下措施和建议。
(l)、 清理设备和管道,改善进风质量。清理空压机、储气罐、后冷却器、管道、逆止阀等,冲洗管道,可加入肥皂液清洗。更换进风口消音过滤装置,改进吸入空气的质量。压缩后的空气质量应符合GB/T13277-91《一般用压缩空气质量等级》附录A的规定。
(2)、加强用油管理。每一批的润滑油都必须做实验,化验的项目不能只是闪点,对粘度、 抗氧化性及热氧化安定性也要掌握, 回收油严禁再做润滑用。用油要科学合理,要记录油的消耗量等指标。
(3)、制订严格的使用管理制度。除了严禁超压超温运行外,要根据用风量调节开停机。每班都要对储气罐和管道排油,储气罐、后冷却器、管道、阀门等每半年应清理一次。冷却器要检查冷却效果。
(4)、保证安全保护装置的可靠。定期检验安全阀、压力表,电接点温度表要进行标定,使其灵敏可靠。对连续运行的空压机,储气罐出口必须坚持使用释压阀。空压机房及储气罐处增设接地极,防止静电产生火花。
(5)、发生事故的储气罐和管道要进行检验。发生爆炸或燃烧的储气罐或管道,要按有关规定进行检验,确定安全状况。情况严重的,要对过火部位做硬度或金相检验,确定材质是否变化;过火部位的焊缝要探伤,检查缺陷情况;检查罐体和管道的外观,最后应做水压试验。对仅有短时着火的储气罐或管道,检查外观合格,做水压试验后,可以运行。