[设计开发] 工艺流程用压缩机安全要求

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xiaoyue888

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1楼

发表于 2011-7-6 11:57 |只看该作者 |倒序浏览

1 总则
1.1目的
本标准的目的是使我们得到安全实践的通用信息和工艺流程用压缩机基本安全要求的具体建议.这些信息旨在为压缩机的设计,安装和操作提供指导.本标准陈述的对压缩机附属设备〔包括驱动机)的安全要求,不适用于不在压缩机装置上使用的附属设备.
1.2范围
1.2.1本标准规定了安全装置和防护设备的要求.这些要求能使压缩机避免由于超压,破坏性的机械失灵,内部着火或爆炸以及有毒易燃气体的泄漏而引起的事故.本标准也给出了某些压缩机特有的危险情况和一般安全实践经验.本标准适用于压缩机及其附属设备,包括驱动机,中间冷却器,缓冲器,分离器(筒)或净化器,中间连接管路和润滑,密封油及水夹套系统.本标准的要求适用于所有类型的压缩机(离心,轴流,回转和往复),这些压缩机是石油,石油化工或化工,包括空分厂在内的流程设备的一个组成部分.本标准不适用于一般用途的空气压缩机.
1.2.2尽管本标准的条款适用于大部分常用的工艺用压缩机,但对于某些独特设计或复杂的设备可能会有例外.在这种情况下,期望设计者能对系统的要求进行完整和严格的分析,在安全细节上有所发展.本标准的条款不希望用于下述情况:
a)压缩机零部件的基本机械设计.本标准是基于这样的前提,即压缩机零部件是由有资格的工程师按公认的标准和规范来设计的.而且,这些工程师必须具有设计如气缸,活塞,曲轴,飞轮,轴承,压力容器和管线这样设备部件所要求的全面的基本知识.
b)相关工艺装置的设计和操作.
1.2.3有助于工艺流程用压缩机的安全操作方法(原理),不只限于新的压缩机系统.考虑由于本标准的修订可能带来的变化,建议复查全部的压缩机系统.
1.3定义
本标准采用下列定义.
1.3.1最高许可温度maximum allowable temperature
制造商设计的压缩机(或相关零件)在规定的气体,压力下运行时的最高温度.
1.3.2最高许可工作压力maximum allowable working pressure
制造商设计的压缩机(或相关零件,例如气缸或机壳)在规定的气体,温度下运行时的最高压力.
1.3.3最大连续运转转速maximum continuous speed
在采用调速装置的条件下,制造商设计中允许的连续运行的最大转速.
1.3.4喘振点surge point
离心或轴流压缩机的流量低于某一定值,而使运行变为不稳定的工况点.
1.4引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文.本标准出版时,所示版本均为有效.所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性.
GB 150-1998钢制压力容器
GB/T 755-1987旋转电机基本技术要求
GB/T 1147-1987内燃机通用技术条件
GB 3100~一1993国际单位制及其应用
GB 3101-1993有关量,单位和符号的一般原则
GB/T 3797-1989电控设备第二部分:装有电子器件的电控设备
GB 3836.1-1983爆炸性环境用防爆电气设备通用要求
GB/T 4064-1983电器设备安全设计导则
GB/'r 4720-1984电控设备第一部分:低压电器电控设备
GB/I' 6567.1-1986管路系统的图示符号基本原则
GB/T 6567.2-1986管路系统的图示符号管路
GB/1' 6567.3-1986管路系统的图示符号管件
GB/C 6567.4-1986管路系统的图示符号阀门和控制元件
GB/T 6567.5-1986管路系统的图示符号管路,管件和阀门等图形符号的轴测图画法
GB 7231-1987工业管路的基本识别色和识别符号
GB 10892-1989固定的空气压缩机安全规则和操作规程
GB 11984-1989氯气安全规程
GB 12348-1990工业企业厂界噪声标准
GB 14711-1993中小型旋转电机安全通用要求
GB 50031-1991乙炔站设计规范
GBJ 235-1982工业管道工程施工及验收规范金属管道篇
GBJ 236-1982现场设备,工业管道焊接工程施工及验收规范
1B/T 8685-1998工艺流程用往复压缩机设计结构规范及数据表
JB 9590-1999燃气轮机维护和安全
1.5形式
本标准的强制性规定是用"应"表示.如果陈述是劝告性的,则用"宜"表示,或陈述为一建议语句
1.6 SI【公制)单位
本标准包含SI(公制)单位及一些常用单位.本标准中的某些SI单位是由英制单位直接转化而有关使用SI单位的详尽信息包含在GB 3100和GB 3101中.
2 压缩机设计和运行的安全通则
压缩机及其辅助部件的运行可能涉及某些只有这类设备才有的事故危险.但工业经验已表明,通过运用下面概述的设计准则和操作规程,可使这些危险减至最小.
2.1 设计
2.1.1压缩机管线应遵守GBJ 235与GBJ 236的规定.在流程中使用的铸铁阀和铸铁管件应避免安装在承受冲击载荷或振动应力的管线上.在处理易燃,有毒流体的系统中也应避免使用铸铁阀和铸铁管件.
2.1.2压缩机和驱动机管线的布置应便于排污.此外,在压缩机或驱动机的上游管线的低点位置或其他易于聚集液体的位置,应提供易接近的分离和(或)排污装置.
2.1.3如果是处理易燃和有毒气体,蒸汽宜泄放到安全地带.并且应采用封闭的排放系统,见3.40
2.1.4如果机器出现故障或运转失常有可能在邻近区域产生严重危险,单一压缩机或多机组压缩机系统应配置紧急停车或隔离装置.这样的装置是自动地操作还是靠摇控手动操作将取决于所包含的危险情况.每台压缩机和驱动机应当配备隔离阀.
2.1.5诸如水夹套和管式换热器这样的压缩机附属设备应配置放水装置,以防止停机期间冻结.
2.1.6压缩机在初始开车和试运转期间,建议在压缩机吸气口安装滤网,以防止外来物质的破坏.管路系统清洁后,该滤网可以拆除.建议显示压差.
2.1.7建议在处理饱和蒸汽的往复压缩机气缸的底部或朝下的一边配置排放口,以便机组停车时排污.
2.1.8对人可能接触的,温度超过80℃的机组外表面,应予以防护或隔热.
2.1.9对噪声影响的防护效果应满足GB 12348的规定.用户可以向压缩机制造商咨询压缩机可能达到的噪声等级.此外,其他系统部件,例如阀,进气管和分离器,也能产生噪声,用户也可以向这些部件的制造商咨询这些部件可能达到的噪声等级.制造商有可能能提供经专门设计或研究的可降低其噪声等级的系统部件.倘若系统不能满足GB 12348规定,则应清楚地确定噪声影响范围,并在所有人口处张贴警告标记.
2.1.10对排放的限制,检验,报告的要求按环境保护国家标准的有关规定.
2. 1. 11所有外露的运动件(指不是手工驱动的且在正常工作中运动的零部件),应装设能使人体免受伤害的防护装置.该装置—应符合GB 10892的规定;
—应能满足静电防护要求,该装置应用坚固的有(或没有)衬里的材料制成;
—应可靠地固定于机器支承的设备或机器本身上;
—结构应保证积累的热量或材料腐蚀的生成物不会反过来影响被防护的零件或伤害人身.
2.2 操作规程
2.2.1旋转设备的所有安全性能符合本标准的要求后,方可按常规操作.
2.2.2检验压缩机设备上的紧急或安全跳闸装置应作为定期维护计划的一部分.任何人不应把本标准所要求的任何安全装置跳过,旁路或废除.如果系统的停机会产生较危险的情况,用户应安装备用系统驱动机组,以维持工厂安全运行。
2.2.3压缩机或驱动机的吸人管道,缓冲器,分离器或净化器,气缸或机壳,在开车前应排空.
2.2.4在进行维修工作之前，往复胆小怕事同的飞轮或曲轴应锁定在适当位置。压缩机上的各项机械维修工作完成后,至少应盘车一圈,以保证压缩机或驱动机内没有机械障碍.
2.2.5处理有毒,易燃气体的压缩机,在进行重要维修时,应用盲板或带释放装置的双重阀,将其从工艺管路中隔离.这种压缩机开车之前,建议对设备进行吹扫或抽真空.对压缩机和驱动机的局部调整,如杆的密封件和阀的检修(限于一独立的阀门),可以不用盲板,但要有充分防备,如降低压力,人员防护.用止回阀来隔断压缩机是不可靠的.
2.2.6当压缩机进行维修时,应采取防护措施,保证隔断所有通到驱动机的动力源.这些措施包括:
在供给驱动装置的蒸汽和燃料管路上,使用盲板或带释放装置的双重阀.当压缩机是电动机驱动时,则应遵守下面二条之一:
a)电力负荷中心应有一个开关,其必须固定在断开的位置上,加标签和试用.
b)应使用其他切断电流的可靠方法.在任何情况下,所有的关联设备均应减压,以防止驱动轴旋转.
2.2.7当使用阻燃的或其他合成润滑剂时,应考虑下述事项:
a)润滑剂对漆面,密封垫和密封的影响;
b)气缸中的压缩气体对润滑剂的影响;
c)润滑剂的毒性值;
d)润滑剂进人工艺设备的影响.
2.2.8操作人员应定期复演所有涉及压缩机的开车,停车和应急程序.良好的保养和维修程序有助于维修人员以及操作人员的安全.因此.管理者必须制定全面的保养和操作程序,作为有关人员定期检查及新工人的指南.这些程序以制造商的说明书为基础,建议包括启动,试车,日常运行,日常维护,预防性维修,检修故障以及大修.常用参数是压力,温度,流量和振动. 适时观察压缩机性能是确定是否需要进行维修的最好方法之一,也是最有效的安全预防措施.建议将任何观察到的或可疑的危险向管理人员报告.如果机器状况有碍安全运行,则应退出运行,并按指定的安全方式进行检修.已被替换或有危险的安全防护装置宜予以报告,以便采取措施确保工人不遭伤害. 显示操作过程,维修,验收和试验的记录宜予以保存并定期查阅.建议记录工作作为正常操作和维护的一部分.这样的记录将成为重要的诊断工具,利用它能形成安全的工作场所,最佳的操作运行和最低的维修费用,同时也有助于进行预知性的检修.压缩机或系统的制造商通常有能力帮助用户和管理人员制定保存记录的文本式样.
2.2.9按制造商建议而制定的预定工艺过程表上,应确定并给出压缩机高应力零件的无损检测和验收方案.而制造商的建议宜以设备类型,使用期限,运行严酷性以及过去工业运行性能和经验为基础.
2.2.10建议对管路系统侧准页色编码或其他标记.管路系统的标识应符合GB/T 6567.1-6567.5, GB 7231的规定.
2.2.11电动机及其控制和布线应按照GB/T 755, GB/T 3797, GB/T 4064, GB/T 4720, GB 14711进行设计和安装.电动机的维护建议按GB/T 755的规定,并按照制造商的说明书具体进行.安全要求应按照GB 14711的规定.
3安全要求
3.1超压保护
3.1.1一般要求
3.1.1.1气体压缩机,驱动机和它们的辅助设备应有一个压力释放装置或所要求的防护装置,以防止气体压缩机,驱动机和它们的辅助设备的任何部件压力达到它的最高许可工作压力的110%.当使用二个或更多压力释放装置时,允许压力达到116%的最高许可工作压力.在下面的系统中,这个要求可以例外,即压力达到最高许可压力的110%的可能性仅与隔离阀的偶然关闭有关,且该阀仅是用来隔离关闭的设备的.应采取专门的预防措施确保设备投人运行时,此阀是开启的.容积式压缩机在排气端与截止阀之间应配置压力释放装置进行保护.
3.1.1.2压力释放装置建议用GB 150中描述的直接载荷弹簧式安全阀.这种阀门的设计和安装应遵守GB 150的规定.
3.1.1.3爆破片可以用来代替安全阀或者与安全阀连用,这些安全阀是按照GB 150的要求进行设计和安装的.爆破片可用于腐蚀工况,或者用于要求的排放能力超过合理数量安全阀所具有的排放能力的场合.使用爆破片时,安全膜片的爆破压力及最高许可工作压力宜比预定的操作压力足够地大,以防止由于疲劳或屈服而使爆破片过早损坏.另外,建议定期对爆破片进行疲劳裂纹检查,检查应在设备停工期间进行.
3.1.1.4压力释放装置应由能适应预定的压力,温度和其他工作条件的材料制成.
3.1.1.5在离心或轴流压缩机系统中,可以不设压力释放装置,在这样系统中,任一元件中能产生的最高压力不会达到其最高许可工作压力的110%.为了确定是否可以不用释放装置,系统中可能发生的最大压力应按进口压力,流量,速度和气体成分可能同时出现的各种组合来评价.
3.1.2 释放要求的确定
3.1.2.1应对系统进行分析以确定什么情况下将使压缩机部件上的压力达到最高许可工作压力的110%.按最极端工况的这个压力下的流量来确定释放装置的排放量.
3.1.2.2压缩机上最常见的超压原因是:
a)出口堵塞或其他对气流的阻碍;
b)自动控制失灵;
c)冷却水中断;
d)气体或蒸汽组份的变化;
e)吸气或人口压力增高;
f)超速;
g)气流倒流;
h)往复压缩机气阀出故障.
3.1.2.3当超压只可能在由3.1.2.2所列的二个或多个不相关的原因同时出现的情况下才发生,可以不考虑超压控制.
3.1.3 动作压力和释放装置尺寸
3.1.3.1释放装置的最大动作压力应遵守GB 150的规定.
3.1.3.2为使安全阀泄漏减至最低,阀的动作压力(在此压力下,安全阀开始打开)至少宜超出阀的进口处工作压力10%或103 kPa,两者取大.对往复压缩机至少宜超过10%或172 kPa,两者取大.
3.1.3.3安全阀尺寸应按GB 150所给出的公式确定.
3.1.4 压力释放装置的布置
3.1.4.1建议释放装置尽可能地靠近被保护的系统.安装位置宜处于排气侧和系统中止回阀的上游.
3.1.4.2释放装置应与管路或容器的气相空间接通.
3.1.4.3对大多数压缩机装置,压缩机及其辅机的超压保护仅需一个压力释放装置,或者在压缩机每一级的排气侧上安置泄压装置.如果在释压条件下,系统的压力梯度不会使最薄弱部件处的压力超过其最高许可工作压力的10%,则上述释放装置的布置通常足以满足要求.
3.1.4.4汽轮机,蒸汽机及其附属设备的压力释放要求,一般由骆动机排气口或下游部件的压力额定值来确定.该释放装置所要求的动作压力一般低于进口压力.如果需要(见3.1.1.1例外),释放装置应安置在系统的排气部位.释放装置的尺寸宜使汽轮机在规定运行条件下能让最大蒸汽量可以通过.信号指示阀是代替装置,不应用作超压保护.
3.1.5压力释放装置的安装
3.1.5.1通到释放装置的管道,包括所有阀门和管件.其截面积至少应等于释放装置进口的截面积.
3.1.5.2当二个或更多的压力释放装置需要通过一个接头同时工作时,这个接头的流通面积至少应等于这些释放装置进口截面积的总和.
3.1.5.3在最大流量的条件下,释放装置进口管道的最大压力降不宜超过动作压力的3%。
3.1.5.4当释放装置的进口管路中设有截止阀时,其安装与维修应符合有关规程的要求.
注:释放装里的设计与安装资料可从GB 150和《压力容器安全技术监察规程》中查到.
3.1.6释放气的处理
3.1.6.1通向大气的排放管口应设置在对人员不产生危险的场所.如果位置适宜,建议直接向外界大气排放.
3.1.6.2对安装在建筑物内的设备,其释放装置的排放管口应设置在建筑物外,并且除空气以外.其他气体的排放管口最好超过厂房的最高点.
3.1.6.3通向大气的排放管应便于排放可能积聚在释放装置出口处排放竖管上的水或其他液体.
3.1.6.4当压缩机安装在闭合回路中,可把排出的释放气引到系统的进口部,只要这不致于导致系统的温度升高.在这种情况下,安全阀必须有平衡设计,或者必须设计成附加背压的型式.
3.1.6.5如果将释放气排向大气,或引人系统的低压部分均是不适宜或不安全的,则建议将其排放到封闭的系统.对有毒的或危险的介质推荐用三通接头双阀释放.
3.1.6.6当封闭系统的排放管很长,或者在有二个或更多的具有相近的动作压力的阀利用一个公共集气管时,应考虑背压对降低释放装置排放能力的影响.可以要求使用专门设计用于高背压或可变背压的阀.
3.1.6.7封闭系统的排放管应便于释放装置的排出管路内积聚液体的排放.
3.1.6.8在压力释放装置排放管路设置截止阀的场合,其安装和维修应符合有关规程的要求.
3.1.6.9高挥发性流体急剧的压力降能产生制冷作用,使温度变得很低.因此,在释放系统的设计时就应考虑削弱材料韧性的有害效应.
3.2安全装置
为了防止压缩机发生可能引起燃烧,爆炸或人员伤害的机械故障,要求采用以下安全装置.除了超速保护装置外,如压缩机停车将会产生一个比预料的机械故障造成的危害还危险的情况,则任何这种安全装置可另行处置.
3.2.1离心和轴流压缩机
3.2.1.1每台压缩机的排气系统应安装止回阀,以避免气流返回压缩机而导致倒转.
3.2.1.2润滑系统(包括与密封油系统组合在一起的润滑系统)应配置自动停车装置,该装置能按制造商设定的润滑油压力,流量或压差使驱动机停车.停车装置系统应在压缩机运行时,可以安全地对低润滑油压力,流量或压差进行模拟试验.建议设置一个报等器,其动作压力或流量高于停车装置设定值.
3.2.1.3高排气温度报警设定在规定的操作温度以上,但奔少低于压缩机的最高许可温度14℃,停车装置则设定在压缩机达到最高许可温度时动作,以停止压缩机运转,这样的报替器和停车装置可安置在压缩机的各级排气口.
3.2.1.4如果在压缩机进口或级间配置分离器或净化器,则应设置排污口和高液位报警器以防止液体进人压缩机.建议采用适当措施,使得在整个机组运行时可安全地进行高液位报警试验.同时还建议配备设定值高于报警值的高液位压缩机停车装置.能积聚液体的脉动缓冲器或气罐应配置排污口.
3.2.1.5如果系统显示压缩机可能会喘振,则应使用防喘振装置,使之持续工作.
3.2.1.6建议使用振动和轴位移报警器和停车装置,以避免毁灭性的事故.
3.2.1.7对于机组的支撑轴承与止推轴承的温度,建议采用监控的报警停车装置.以避免毁灭性的事故.
3.2.2 往复和回转压缩机
3.2.2.1每台回转压缩机的排气系统应安装止回阀,以避免气流返回压缩机而导致倒转.
3.2.2.2润滑系统(包括与密封油系统组合在一起的润滑系统)应配置自动停车装置,该装置能按制造商设定的润滑油压力,流量或压差使驱动机停车.停车装置系统应在压缩机运行时,可以安全地对低润滑油压力,流量或压差进行模拟试验.建议设置一个报普器,其动作压力或流量高于停车装置设定值。
3.2.2.3如果在压缩机进口或级间配置分离器或净化器,则应设置排污口和高液位报警器以防止液体进人压缩机.建议配备设定值高于报警值的高液位压缩机停车装置.能积聚液体的脉动缓冲器或气罐应配置排污口.
3.2.2.4脉动诱发的振动不应引起材料的疲劳破坏.以在压缩机法兰上管道平均绝对压力的百分比来表示峰-峰〔双振幅)脉动程度,此数值不应超过JB/T 8685规定的限值.由于通过容积式压缩机流体的脉动特性,管路系统可能会感受到很大的压力脉动,此时管路系统中的声频将接近压缩机的激励频率.这种脉动会导致:
a)压缩机驱动机严重超载;
b)管路振动并在接管,阀门和支架上产生过度应力;
c)噪声;
d)周围结构振动;
e)损坏压缩机气阀;
f)降低容积流量和性能.
通常使用消减脉冲的方法包括(但不限于此):
a)工业脉冲阻尼装置;
b)在关键的地方设置阻尼孔和(或)阻尼管;
c)缓冲器;
d)改变管子长度以避免共振.
在压缩机和与其相连的管路系统中,降低压力脉动水平.能使性能得到改进.
如果脉动频率与管线或基础的固有频率相一致,就可能导致管线接头,地脚螺钉和其他部件的疲劳断裂.如果需要,适当设计的脉动缓冲器,阻尼孔板或节流管应设置在邻近压缩机气缸的管子上,使压力脉动和它们对系统其他部分的影响减至最小.建议自压缩机气缸或管线引出的辅助阀的管接头或管件尺寸为DN20,最小壁厚为Sch 160,并且建议设置角撑板,以避免可能导致疲劳破坏的振动发生.如有要求,建议管路系统设置支撑,以减小阀和接头处的振动及应力.为避免毁灭性的事故,建议使用振动报警器和停车装置.
3.2.3汽轮机和蒸汽机
3.2.3.1蒸汽驱动机应配置超速跳闸,停车装置,使其能在压缩机或驱动机达最大连续运转转速110%的转速(两者取低)下制止汽轮机或蒸汽机的运转.超速停车装置应截断所有蒸汽流,并且应易于接近,使得能以手动断开和复位.
3.2.3.2对手动停车装置,在驱动机的主蒸汽供给管中易接近的位置应安装切断阀.
3.2.3.3润滑系统(包括与密封油系统组合在一起的润滑系统)应配置自动停车装置,该装置能按制制造商设定的润滑油压力,流量或压差使驱动机停车.停车装置系统应在压缩机运行时,可以安全地对低润滑油压力,流量或压差进行模拟试验.建议设置一个报警器,其动作压力或流量高于停车装置设定值.
3.2.3.4停车装置应设计成能驱动一个快速闭合切断阀(阻汽门).调速器阀也宜被停车装置关闭.
3.2.4内燃机
3.2.4.1润滑系统(包括与密封油系统组合在一起的润滑系统)应配置自动停车装置,该装置能按制造商设定的润滑油压力,流量或压差使驱动机停车.停车装置系统应在压缩机运行时,可以安全地对低润滑油压力,流量或压差进行模拟试验.建议设置一个报警器,其动作压力或流量高于停车装置设定值.
3.2.4.2内燃机应配置超速跳闸,停车装置.使其能在压缩机或者内燃机达最大连续运转转速的110%的转速(两者取低)下制止内燃机运转.超速停车装置应易于接近.并能手动断开和复位.
3.2.4.3内燃机水夹套系统应配置报警器和/或停车装置,以便在夹套水温超过制造商所建议的界限时,制止内燃机运转.
3.2.4.4停车装置应设计成能执行下列工作:
a)停止燃料供应;
b)从内燃机排出气态燃料(有些设计可以不要求这一条款);
c)切断点火系统;
d)如果可行.释放柴油机压缩.
3.2.4.5对手动停车装置,在内燃机主要姗料供给管路易接近的位置上应安装切断阀.
3.2.5燃气轮机
3.2.5.1润滑系统(包括与密封油系统组合在一起的润滑系统)应配置自动停车装置,该装置能按制造商设定的润滑油压力,流量或压差使驱动机停车.停车装置系统应在压缩机运行时,可以安全地对低润滑油压力,流量或压差进行模拟试验.建议设置一个报苦器,其动作压力或流量高于停车装里设定值.
3. 2. 5.2燃气轮机应配置超速跳闸,停车装置,使其能在压缩机或燃气轮机达最大连续运转转速的105%的转速(两者取低)下制止燃气轮机运转.(双轴式)燃气轮机在每根轴上应有独立的超速跳闸,停车装置.
3.2.5.3燃气轮机应配有高温报警器和停车装置,并按制漳商建议的数值动作.
3.2.5.4对于手动停车装置,在燃气轮机主要燃料供给管路易接近的位置应安装切断阀.隔离燃料源头的阀应能关闭严密,并应布置为驱动机停车时能自动关闭.切断阀和燃汽轮机之间的管路内燃料,在停车时应自动放空或抽空.
3.2.5.5在设计,运行,维修,泄漏试验与报告,以及挥发性有机物的处理中,凡涉及大气污染控制和空气净化,均应按有关法规和标准执行.
3.2.6 电动机
3.2.6.1润滑系统应按照制造商的建议进行维护.
3.2.6.2对手动停车,应在易接近的位置上配置"停止"按钮,以切断电动机电源.
3.3防火和防爆
本节所包括的是起始于压缩机,驭动机或其辅机内的着火和爆炸(爆燃或快速燃烧).某些系统会提供爆炸的机会,它是由设备内部易爆环境形成,或是由不可控制的化学反应引起,因此,对这些系统的设计和操作应有避免内部爆炸的保护措施.在压缩机处理烃,空气,氧气或者象乙炔那样的反应化合物的地方,是存在着危险的.当压缩机以空气作磨合运转或交付运转试验期间,应遵守3.3.2.2的规定.应避免闭路循环压缩机带空气运转.
尽管这些准则不尽适用于大部分处理易燃物料的压缩机,但这样的设备中总是不能忽略爆炸的危险.在一定的条件下,在含有易燃气体的地方,特别是如果物料具有宽的爆炸范围〔如氢气)以及在空气有可能渗进压缩机的地方,爆炸环境就可能会出现.这时或在类似的情况下,预防爆炸主要是防止空气的进人,这可以通过对设备的适当设计和严格遵守规定的操作程序来达到.
3.3.1烃类气压缩机
3.3.1.1对下述空气进人烃类气压缩机的可能性宜予以考虑:
a)起动期间,当气缸或机壳的压力可能低于大气压力时,空气通过填料和法兰渗人.
b)吸气管路的通气口上的阀门未关.
c)为检修而打开压缩机后的吹扫不充分.
3.3.1.2由于设备运行中要求的或是工艺所必须的物料中可能会有一种或多种爆炸性成分,所以就下面讨论的各种类型设备而言,爆炸的预防是很复杂的.
3.3.2空气压缩机
串气压缩机的着火或爆炸一般能分为两种类型.一种是在油与空气接触的有油润滑压缩机中发生的,另一种是压缩机在闭路循环运行中发生的.
3.3.2.1润滑油与空气接触.空气压缩机系统中的大部分着火或爆炸与往复运动机构有关.空气压缩机着火的燃料是它们自己的气缸润滑油或者是润滑油氧化而形成的积碳产物.空气压缩机系统中积碳的形成取决于所使用的润滑油的品种和数量以及积油的金属表面温度.这些因素看来是相互联系的,即在正确的油量下,运行温度是令人满意的,但如果使用过量的油,也能导致积碳.空气压缩机内部
燃料着火的点火机理还不很明确,但所有点火理论公认的一个因素是温度过高,这可以包括气体本身温度过高,或者是由于机械摩擦面导致局部温度过高.由于高温会促使压缩机系统内积碳,所以它也是一个重要问题.气阀或冷却水的失效,或者在不正常的压力比下运行,一般都将导致温度过高.当设计的水夹套效率不高时,高运转速度也会促使气缸温度升得过高.为了使容积式空气压缩机中的着火或爆炸危险减至最小,建议采取下列防护措施:
a)使用无油润滑压缩机;
b)在压缩机排气口安装高温报警和停车装置;
c)使用能满足气缸润滑要求的最少量润滑油,并培养能检测出有明显润滑油损耗增加的操作者.使用能满足操作工况的最低粘度油;
d)培养能检测出压缩机气阀故障并能立即予以修理的操作工.
e)从清凉洁净的位置吸人空气.提供空气过滤器(干燥型的为好),并且定期进行维修;
f)提供中间冷却器,使级间进口温度保持在可行的最低水平.要保持中间冷却器和气缸水夹套无沉积物;
g)定期检查储气罐,气缸,脉动缓冲器,排气管,后过滤器等设备,去除沉积和油污垢.设置检查和清洗的进出孔.
3.3.2.2闭路循环压缩机运行.从油封或轴承泄漏的润滑油进人闭路循环能产生易燃的混合物,并且假如与此同时机器中的一个部件过热,则一系列的爆炸就可能产生.为了防止这类事故,用于闭路循环空气系统的离心或轴流压缩机轴承和油封应当设计成能防止润滑油进入压缩机.如果有任何润滑油带人压缩机的可能,就不应使用闭路循环空气系统.
3.3.3氧气压缩机
3.3.3.1处理氧气时的主要危险是氧气本身与易燃物料的反应.对于氧气系统.易燃物料的定义为易氧化的有机物或无机物.易燃有机物是润滑油,粘结剂,垫片和阀的填料;易燃无机物是碳钢,铁锈或铁的氧化皮,这些物质可能会被进一步地氧化,最后脱离氧气管路或设备,成为细碎的金属颗粒.
3.3.3.2为了使氧气压缩机中的着火或爆炸的危险减至最小,建议采用下列措施:
a)为了安全运行,所有设备和管路应十分彻底地消除烃类物和3.3.3.1中所述的杂物.在试运转或接下来的运转前,彻底清除污染是很有必要的;
b)往复压缩机气缸应当是无润滑.如果要求润滑,应使用与氧气相适应的润滑剂;
c)处理177℃以上氧气,不应使用铸铁或碳钢的管线或设备;
d)在某些条件下,压缩机管路中高的气流速度会产生危险.最大安全速度取决于几个可变的因素,它们包括:温度,管子的冶炼,孔的粗糙度以及氧气是潮湿还是干燥.例如.在1035kPa, 120℃下,对于干燥氧气,用于碳钢管路的安全速度是30 m/s,而用不锈钢管路的安全速度则是61 m/s.随着操作温度或压力的升高,最大安全速度下降;
e)在出现高流体速度的地方,排气孔和取样接头应由低活动性金属制成,如黄铜,青铜,不锈钢和蒙乃尔;
f)压缩机润滑系统应采取下述方法与要处理的气体安全隔开:
1)在离心或回转压缩机上,采取正压密封系统;
2)对往复压缩机,采用长双室中间接筒.
3.3.4乙炔压缩机
3.3.4.1压缩乙炔时的主要危险是乙炔在一定温度和压力条件下可自发地裂解.裂解可能相当缓慢地发生,最终导致突然姗烧,并使压力达到原来的11倍;或者它能爆嫩并使压力增至初始压力的350倍.少量的氧或者催化剂(如铁锈或其他各种物质)的存在,可加速乙炔的裂解.
3.3.4.2建议乙炔压缩机的设备和管路在可行的条件下要尽量地小.小的管路减少了加速到爆炸的裂解可能性,并且这样更容易使结构承受裂解压力.所有管路宜设计成能承受当裂解发生时可能遇到的压力.
3.3.4.3借助于恰当的措施,可以把乙炔压缩到2760 kPa(绝压),但压力增加,发生裂解的温度下降.表1给出了在没有氧气或催化剂存在的条件下,自发裂解的压力温度相互关系.在压缩机系统任何位置所测得的温度不应超过表1给定的界限.
表1

压力KPa 2760 070 1380 690 345 100
温度 149 199 249 321 360 399

如果存在如摩擦,气阀损坏或外界热源等因素造成的部分过热的可能性.则正常的操作温度宜进一步减少.
3.3.4.4建议在系统中特别注意避免如管子的锈皮,铁锈或其他杂物这样的催化剂的存在.同时宜采取防护措施,避免乙炔与空气或其他氧化剂接触而污染,因为这些物质在温度和压力值大大低于表1所列值的条件下,能促进裂解.
3.3.4.5用于处理乙炔气的通常防护措施之一是利用阻火器,这个装置制止裂解的发展.为处理乙炔的设备专门设计的阻火器,宜考虑安装在压缩机系统的排气口处.
3.3.4.6铜,汞,银和它们的合金不应与乙炔一起使用,因为这些物质可能会形成作为爆炸物的乙炔化合物,并且将伴随着火焰的产生而迅速裂解.
3.3.4.7要进一步了解有关情况,可参考GB 500310
3.3.5氯气压缩机
氯气是一种非常毒和非常活泼的气体.由于它的有毒性,应采取下列保护措施,防止其漏向大气.
3.3.5.1如果抓气是干燥的,并且温度在121℃以下,抓气的腐蚀不是一个危险问题.在这些条件下,处理氯气能用最普通的结构材料.高于这个温度.或者抓气是潮湿的.可以预料碳钢,不锈钢和铸铁的腐蚀将会加快.因为碳钢在250℃存在抓气的情况下会着火,所以排气温度必须监控,并维持在150℃以下.
3.3.5.2水份含量大于150 x 10-6的氯气,会腐蚀所有的黑色金属材料,包括不锈钢,镍基合金和镍合金.为了避免使用稀有的合金,气体在压缩前宜相当地干操,并且建议采取措施来避免气体与水意外地接触.用于工艺流程空气或其他混合有抓气的气体宜干燥到露点一40℃或更低温度.已知耐潮湿氯气的材料有玻璃,陶瓷,担和纤维增强塑料.铁可以用于潮湿抓气,但由于燃烧的危险不能用于干燥的氯气.
3.3.5.3氛气与所有普通润滑剂起反应,因此建议使用无油润滑压缩机.在必须有润滑剂的场合,可使用氛化润滑剂.业已证明,回转压缩机用98%硫酸作为密却冷却剂.能很好地适用于干燥的抓气.
3.3.5.4要进一步了解有关情况,可查阅GB 11984
3.3.6起动用空气系统
3.3.6.1爆炸的原因
起动大型内燃机时,在起动用空气系统中,出现过许多着火和爆炸,究其原因是在起动空气管路中润滑油的积聚,同时伴随有空气止回阀故障.当这些条件同时存在时,事故就可能依下列次序而发生.
a)嫩气通过被卡住的或泄漏的止回阀渗漏,在起动空气管路中产生易燃混合物.
b)混合物能从动力气缸处点燃.
c)火焰通过空气止回阀和起动空气管路蔓延.
d)取决于压力,温度和起动空气管路中润滑油量或气体量的大小,着火或爆炸就可能会跟随而至.由于爆燃是以非常高的速度传递,并且由于冲击波产生非常高的局部压力,所以在起动空气管路中它们具有显著的破坏作用.由于这些原因.当形成有利于爆炸的条件时.安全阀或者爆破片已无法防止起动空气管路的破裂.
3.3.6.2爆炸的预防
为使起动空气系统中的爆炸危险减至最小.建议采用下列防护措施:
a)监控安装在排气管上的温度计,热电偶或其他温度传感装置,以便发现气阀的卡住和损坏;
b)探究压缩机内油耗的任何增加;
c)保持进口空气过滤器的清洁;
d)不应使起动用空气压缩机的各级排气温度超过1779C;
e)在正常运行期间,排空发动机上的起动空气集管;
f)在管路的低位设置排污口,定期对储气罐和空气管路的低位进行排污;
9)定期检验储气罐和相互联结的管路,除去油或污垢沉积物;
h)定期维护发动机上的起动空气止回阀和空气导向阀;
i)使用无油润滑压缩机.
3.3.6.3应当提供压缩机高温自动停车装置.建议在起动用空气压缩机中.采用排气高温声光报警.
3.3.7发动机曲轴箱爆炸
往复发动机曲轴箱内的爆炸能造成巨大的损失,建议这种设备的操作者通晓这些事故发生的原因和有助于将爆炸危险减至最小的措施.
3.3.7.1爆炸的原因
曲轴箱爆炸的原因是润滑油或燃气和空气形成易燃混合物的引燃.在有限的空间内随爆然而增大的燃烧压力通常超过了曲轴箱的强度,从而产生毁坏性的事故.引爆源可能是燃气的渗漏或过热的发动机部件.
3.3.7.2爆炸的预防
曲轴箱爆炸预防的要求是消除引爆源,或者是预防易燃环境的产生.
a)消除引爆源.因为总是存在产生某种机械卡住故障的可能性,所以消除引爆源是不现实的.所有运动部件的温度测量都存在着特有的技术困难.试图通过早期检测过热部件来防止潜在引爆源的产生也是不现实的.但是,可建议采用适当的维护和操作来作为减少机械故障的手段.如果由于曲轴箱内某一过热部件的机械故障而使发动机停车,曲轴箱上的检查门至少在15 min以后方可打开.这是让过热部件在空气进入曲轴箱前得到冷却.从而使爆炸的可能性减至最小.
b)曲轴箱的通风.有时建议采用某些方法来防止易燃混合物的产生,包括曲轴箱的强制通风或让曲轴箱在大气压力以下工作.当采用这样的方法时,应注意在一定的条件下,曲轴箱通风可能把浓的混合物稀释到易燃或爆炸的范围.
另外一种通风方式是用惰性气体对曲轴箱进行连续吹扫.然而,为了有效地吹扫大型发动机所要求的气体量,使这种方法常常变得不实用.
3.3.7.3在所有的发动机上,应设置曲轴箱安全泄放装置.该装置应按发动机制造厂的建议进行安装.避免使用爆破片或者另外某种装置,因为这类装置会在最初的爆炸之后使空气流人曲轴箱,而空气流人所提供的氧气能引起比第一次爆炸更强烈的第二次爆炸.
3.3.7.4要进一步了解有关情况,可查阅GB/T 1147
3.3.8燃气轮机爆炸
燃气轮机正常安全地运行,要求燃烧限定在专门设计的燃烧室里进行.非正常的着火或爆炸是由于燃料在压缩机或涡轮机机壳内的沉积;或者是在排气导管上的沉积.
3.3.8.1这些偶然事故的主要原因如下:
a)空载期间燃料通过隔离用截止阀或调节阀泄漏;
b)起动控制器上的调节阀设置不当.
c)起动期间对防止燃烧不足和(或)火焰损失的防护装置的操作不当;
d)气体燃烧系统中存在液体燃料;
e)开车前涡轮机和导管系统的吹扫不充分.
3.3.8.2建议采用下列措施,使燃气轮机中的着火危险减至最小:
a)燃料系统应提供二个能够紧密关闭的阀.两个阀之间的管路在停车时应自动排放;
b)应提供监视操作的设备,以观测起动时涡轮机温度,或者确定燃料送人涡轮机后在15:内燃烧室是否呈现正常的燃烧.建立正常燃烧一旦失败,涡轮机应能自动关闭,排出并排尽燃料;
c)燃气轮机起动周期应包括一个空气吹扫期,以扫除内部通道和导管中的可燃物料.吹扫周期宜足够长,以确保吹扫的空气容积至少为5-10倍的被洗涡轮机内部和导管的容积;
d)起动前,建议检查燃料起动阀,以确保其处于工作待命状态.初始点火后,建议检查调节阀的动作;
e)燃气轮机的起动周期,其起动,吹扫,运转和停止操作建议至少是半自动化的.应设置信号灯或信息监视系统,以指示燃气轮机工作循环正在正常地进行.
f)对于在燃气轮机排气导管中的爆炸,不应以提供防爆门或防爆窗的方式,来释放通过燃气轮机排气系统的过多易燃物的快速燃烧.
3.3.8.3要进一步了解有关情况,查阅JB 95900
3.4有毒或易燃物渗漏的预防和控制
如果压缩机是处理有毒或易燃的气体,则应提供预防或控制从压缩机系统向外排放的方法.
3.4.1应通风以冲去任何渗漏气体,这些渗漏是某些密封所固有的,或者可能由密封失灵而造成的.
3.4.1.1离心,轴流和回转压缩机应在轴封上要求有排泄口,以带走通过密封面或迷宫的渗漏气体.
3.4.1.2往复压缩机应要求活塞杆的填函有回气孔.在使用封闭中间接筒的地方,同样也应通风.
3.4.1.3在3.4.1.1和3.4.1.2中叙述的通风气流,应用管子输送到气体收集系统,并在国家,地方政府法规限定范围内,对其作适当的处理或回收.
3.4.2从这些系统排放的流体应以类似方法进行处理.
3.4.3在使用密封油系统来防止气体渗漏的地方,密封油系统应安置指示低密封油压或液位的报警器和自动停车装置,该装置在压缩机制造商建议的低密封油压或液位出现时,停止压缩机的驱动机.
3.4.4容纳处理危险气体压缩机的区域和建筑物的通风应设计成防止泄漏气体的再循环或聚集.例如,在危险气体重于空气的地方,建议避免不通风的坑道或地沟.有毒或易燃气体应定位排放,不得排向邻近的空气压缩机吸气口,或者排人邻近的建筑物内.能够聚集可燃气的封闭工艺区域,应以足够的流量进行通风,使区域内的可燃气体的浓度抑制在比爆炸极限低25%或以下的范围.这应在正常操作工况下,由实际可燃气体的取样浓度来确定.应在每个可燃气体的源头,半径为1524 mm范围内取样,并向上和向下延伸至工艺区域内底部或顶部.用于决定通风量要求的可燃气体浓度,应是取样过程中最高的实测浓度.建议进行周期性的或连续的监测.
3.4.5对于压缩易燃气体的压缩机,其驱动电动机的防爆要求应符合GB 3836.1的规定.
3.4.6除了在上述引用资料所描述的电气着火之外,还宜注意防止易燃混合物与其他可能的着火源相接触.应注意到可发出火花或者变成热得足以点燃易燃混合物的装置有着火的危险.例如有:
a)发动机火花点火系统.制造防爆的火花点火系统是不实际的.可是对这些系统进行适当地设计和维护,会使这危险减至最小;
b)发动机排气元件;
c)工艺设备中炉子或其他点火源.除了注意在整个工艺配置中任何大的着火危险区域内设有值班员外,还应注意到压缩机的位置与炉子或其他外部点火源的距离.
3.5振动限制
压缩机,驱动机和传动装置剧烈振动的最大值受到许多因素的影响.建议制造商提供关于这些设备的数据.宜采用振动和轴位移的报警和停车装置,以避免破坏性事故.