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空压系统储气罐的安全隐患与预防

   【压缩机网1 前言
  压缩空气储罐在整个压缩空气系统中,是使用最多的设备之一。它结构简单,能起到稳定管网系统压力,去除部分污染物,以及减少压缩机频繁启停,延长压缩机寿命,减小能耗的作用,是压缩空气系统不可或缺的组成部分。但近年来,时常听到有储气罐发生事故甚至爆炸的新闻,严重影响生产,并对人身财产造成较大的损害。今天我们就简单分析一下出现该类问题的原因以及预防的措施。
 
  2 导致其安全隐患的原因
  2.1 设计缺陷
  储气罐未按照最新GB150《压力容器》及相关规范要求设计。设备材质、设计压力、设计温度、焊接系数、强度试验、无损检测、接管的连接及补强、腐蚀裕量的选择与参数确定、超压泄放装置的设置和设计结构等的不合理,都是可能导致储罐出现安全风险的因素。
  2.2 储气罐材料缺陷与不按规范生产
  储气罐用材不合格,制造质量差,未进行强度试验及无损检测,局部存在如壁厚不均匀、气孔、裂纹、严重锈蚀等缺陷,即使储气罐仍能在额定压力下工作,但局部强度不够,在系统运行过程中仍然会埋下安全隐患,进而可能引发事故。
  2.3 超压
  超压是导致储气罐破坏的因素之一,很多因素都可导致超压的发生。如储气罐选用不合理,选择储罐的设计压力低于压缩机排气压力,压缩机本体安全泄放装置或压力调节装置失效,储罐安全失效,储罐长期阳光暴晒,放置在火源区域等等,都有可能导致储气罐出现超压风险。
  2.4 常年累积的油脂引发的燃烧
  绝大多数空压机都是有油润滑压缩机,润滑油会随着压缩空气进入后续设备及管路。长期运行中,由于空气并不洁净,空气中的杂质、金属锈蚀物、变质乳化的油品等都会慢慢沿着整个排气通道形成富含油脂的沉淀。作为具有缓冲功能的储气罐,由于气流速度减慢,这些沉淀极易在储气罐中累积,在一定条件下(如静电)就可能引发燃烧而导致系统超压进而发生事故。
  2.5 螺杆压缩机跑油而引起的燃烧
  螺杆空压机油气分离故障、管路设计不合理、或压缩机长期在远低于额定压力的情况下运行,导致气体通过油气分离过滤器的气体流速过高,夹带大量油雾进入后方储罐及管路系统,这种现象俗称跑油。此时压缩空气中夹带了大量的润滑油,由于其流速过快伴随着的静电也会快速增加,这两个因素共生而导致事故的可能性就会大幅度提高。一旦静电未有效导出,而油气浓度达到爆炸极限,瞬间放电而产生的能量足以使得系统内油气迅速燃烧而引发事故。
  2.6 振动
  此现象较为严重的是活塞式空压机吸排气过程产生的一定频率的振动,会通过管路进行传递。而储气罐安装不规范、管道没有消除其振动的有效措施等,都会导致管路系统受到额外的疲劳载荷,出现松动以致开裂现象,轻则产生泄露,重则引起事故。
  2.7维护管理不当
  在压缩空气储罐的事故的报道及案例分析后,管理维护不当在事故中占有很大比重。操作管理人员缺乏安全意识、设备缺乏专人管理,安全附件未定期校验,没有定期清理储罐内污染物,设备超过设计寿命而继续使用等等。
 
  3 预防措施
  对于以上所罗列的各种引发储气罐隐患及事故的原因,通过分析后做到以下几点可有效的预防及避免隐患和事故风险的产生。
  3.1 选择合格的产品
  对于绝大多数普通用户来说,是没有专业能力去分辨压缩空气储罐设计图纸是否符合规范、材质的选用是否合格以及加工制造是否按照规范要求进行的。用户需选用专业压力容器厂家所生产的产品,更多的工作是落实储罐生产厂家是否有相应的设计资质与制造资质,厂家是否通过了质量体系相关认证,通过对应工商信息查询软件查询厂家是否受到过与产品质量相关的行政处罚或有无相关的诉讼,不贪图便宜,尽量选用重质量重信誉的厂家的产品,可有效避免储罐设计制造相关的风险。
  3.2 选择合适的产品
  通过选用与空压机排气压力相匹配的储罐来满足生产过程中的需要,储罐的设计压力选择大于等于空压机可能达到的最大排气压力,并按规范设置有效的安全泄放装置,确保设备超压时的安全。
  3.3 预防超压
  除储气罐本体合理设置可靠有效的安全泄放装置外,空压机应有有效的保护措施在系统压力达到额定值时停止增压,压缩机本体也需配备合格有效的安全泄放装置,进入储气罐的管路系统如设置了压力调节装置则需确保其可靠性以及超压保护装置,来共同确保系统超压不会带来事故风险。
  3.4 储罐内污染物的控制及静电的消除
  储气罐储存的是压缩空气,内含足够的氧气,因此系统在运行过程中,仅需满足有可燃物与点火源两个必要条件即可发生燃烧。由于燃烧会在短时间内释放大量的热量使系统内压缩空气急速膨胀,而储气罐的安全泄放装置往往无法承受这样的超负荷工况,因此容易引发事故。我们可通过控制可燃物的量及点火源两个因素来降低系统风险:选择质量可靠的压缩机,并在其额定工况下使用;压缩机需严格控制润滑油的注油量;当发现压缩机润滑油含量快速减少,或者系统中有大量油污排出时,需及时停机检查;选用带检修孔的压缩空气储罐,并定期对内壁的沉淀物进行清理;控制压缩空气的排气温度;由于气体流动时摩擦所产生的静电应及时导出,避免静电积累过多放电导致火花产生,因此管路系统以及储罐需按照设计要求进行可靠接地,消除静电对系统的影响。
  3.5 储罐及管道的正确安装与振动的消除
  储罐及管路应严格按照设计要求进行可靠的安装与固定,安装位置在阴凉、远离火源处。管道在靠近设备管嘴处需设置固定支吊架,以减少管嘴受到的重力影响。设计管道时,应尽量减少弯管、支管与异径管,以减小激振力。对已经产生振动的管道,可在振源、振幅最大处增设管架及管卡;在弯管及三通处,管卡进行多点分散固定,降低管道的附加应力;如是活塞机等脉冲流引起的振动,可增设缓冲器,靠近容器的法兰处增设孔板以降低振动对设备管嘴以及设备的影响。
  3.6 加强设备的管理与维护
  提高操作人员的安全意识,设备专人管理,储气罐安全附件等定期校验,发现损坏失效的及时更换,确保设备不带病工作;定期进行污染物清理;严格按照规定操作与记录。可大大减少事故的发生率。
 
  4 总结
  压缩空气储气罐因其结构简单往往被人忽视其所存在的安全隐患,但作为压缩空气系统中使用最多的设备之一,其安全运行对于压缩空气系统尤为重要。要做到储气罐的安全、长效、稳定运行,首先就本文所分析的几点隐患致因因素逐点分析,从储气罐的“出身”(设计和材料)、安装及运行安全管理等方面进行严格把控,彻底排除安全隐患,确保储气罐安全运行,提高压缩空气系统的安全稳定性。
 

来源:本站原创

标签: 气罐隐患系统  

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