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制氧设备的安全管理

2010-02-24   来源:安全文化网    热度:   收藏   发表评论 0

  摘要:通过实例论述加强制氧设备安全管理的重要性,介绍企业对制氧设备安全管理的实践经验。

  关键词:制氧设备安全管理经济效益

  一、加强安全管理的必要性

  制氧生产处于复杂多变的环境中,诸多不确定因素制约着安全生产,由于制氧设备面临的介质(氧、氮、氩压缩气体)具有爆炸的危险,氮气、氧气在空气中含量大(分别为78%、21%),氮气具有窒息性,氧气具有强氧化性。国家《危险化学品安全管理条例》中规定:凡原料产品、中间产品、最终产品中涉及气体(压缩)生产、经营、储存、运输等环节的新建、改建项目需实行生产许可证审批制度,进行统一的产业规划、合理布局和严格控制。制氧生产中的原料产品、中间产品、最终产品均属危险化学品,因此,制氧设备的安全管理必须引起足够重视。安全与环保是企业发展的基础和前提,只有安全生产才能保证投入产出的最优化,加强制氧设备的安全管理,一直是攀枝花钢铁集团新钢钒有限责任公司能源动力中心(简称新钢钒公司能源动力中心)的首要工作。

  1.建立高效、科学的人性化设备管理体系

  制氧设备安全管理工作持久、稳定开展,才能具备长期安全生产的条件,建立高效、科学的人性化设备管理体系,提高员工的责任感和技术技能,是搞好设备安全管理的保障。减少纵向管理层次,强化扁平化的管理理念,建立各司其职、高效有序、科学务实的人性化制氧设备管理体系,实现企业与员工的共同发展。通过制度化管理,使员工全面认识企业与个人的关系,适度调整个人期望值,强化现实定位,立足岗位,实现企业与个人期望的和谐统一。

  2.围绕设备管理目标,创新设备管理制度

  制氧设备的运行实践表明,任何小的故障都有可能造成大面积停产。因此,制氧设备管理制度的制定必须贯彻精细化管理的指导思想,要充分体现专业化分工管理与专业化协作下,专业化细节决定精细化管理的思想。建立严于国家或行业标准的企业内部强制性管理制度,在制定的《管理标准及作业标准》中,充分发挥专业技术人员、专家在技术参与及技术决策中的职能作用,既要强调可操作性,又能大幅度提高技术含量,通过实施技术保安全措施,对管理制度及相关标准闭环内的运作效果进行持续性改进,达到全面覆盖、安全可靠、准确有序、高效节能的运行目的。

  二、加强设备管理与维修工作

  1.以生产为龙头,强化运行中的管理

  制氧设备是以确保安全生产为最大原则,要保证设备不超温、不超压和不超流量运行,推广电缆及电器设备在线监测技术的运用,提高电器设备故障的预知预测能力,严格控制空气分离装置中的总含烃量。加强旋转设备润滑管理,对大型透平压缩机的油、液实施在线监测技术,确保设备润滑安全可靠、经济高效地运行,保证运行安全。

  2.强化状态维修,确保安全运行

  维修的目的是通过对设备进行维护与检修,恢复、完善和进一步增强设备功能,避免和减少设备事故的发生。实践证明,制氧设备并不是检修越频繁,设备故障就会越少,而应按设备运行的实际工况实施状态维修(CBM)。

  新钢钒公司能源动力中心,根据制氧设备特点及其在生产环节中的重要程度,实施了设备维修分类管理,制定了相应的维修模式及检查评估方法。根据实际情况,将制氧设备分为静置设备及旋转设备,对静置设备主要采取定期维修模式,对旋转设备采取状态维修模式,并结合维修实绩及时调整检修频度,对整个系统实施劣化趋势分析和监控。

  三、加强静置设备的安全管理

  1.静置设备的工作特点

  制氧设备中包含大量的容器、管道及阀门等静置设备,容器多用压力等级高(≥16.5MPA)和高强度材料(≥540MPA)制成的,容积较大(650M3),工作温度较低(-196℃),需要在温差交替变化中运行(-196~30℃),使用工况特殊(与氢接触,且含触媒)。静置设备的主要失效方式是因介质腐蚀,使设备壁厚减薄;在交变运行时(球罐频繁加压、卸压或压力波动大)产生应力疲劳;因低温收缩,设备产生应力集中而产生裂纹等。

  2.加强静置设备安全管理的措施

  加强对静置设备的焊接质量控制、无损检测及应力应变测试等,是实现设备安全管理的有效措施。应力应变测试技术能及时发现塔内深冷容器及管道的异常现象,避免应力变形造成的事故。采用先进的焊接技术,强化焊接工序质量管理,扩大无损检测技术在焊接工序、转子探伤及设备冲刷磨损过程中的运用范围等,都是实现静置设备安全管理的重要环节和措施。

  四、加强旋转设备的安全管理

  1.影响设备安全运行的主要因素

  旋转设备是制氧设备中的关键设备,主要包括压缩空气、氧气、氮气等大型透平压缩机。旋转设备转速高、安装及运行精度要求高,加强旋转设备的安全管理十分重要。大型透平压缩机的运行精度主要取决于整体部件的精度,特别是转子及齿轮轴组合件的制造质量及安装质量。影响转子及齿轮轴组合件制造质量的主要因素是部件选材的均匀性,齿轮齿形及齿面的加工精度,转子流道加工精度,转子及齿轮轴组合件的静、动平衡等。影响安装质量的主要因素是齿轮啮合间隙,齿面接触面积,轴承各部间隙及轴系的对中特性等。

  2.加强设备的综合监测

  一方面要控制透平压缩机转子的动、静平衡,另一方面通过监测,确保透平压缩机的齿轮啮合间隙、齿面接触面积、轴承各部间隙以及轴系对中特性等技术指标。大型透平压缩机转子转速高,保证油液的清洁度、理化指标及油楔厚度等非常重要,采用油、液在线综合监测技术,如油液分析技术、光谱元素分析、PQ指数及铁谱分析、扫描电镜分析及振动诊断监测等,准确地监测出油品基础油及添加剂理化性能的变化趋势,及时、有效、直观地判断出设备产生故障的原因及部位,从而预知设备劣化趋势,准确反映设备的运行状态,随时掌控设备的技术状况。因此,加强设备综合监测,是确保旋转设备安全运行的重要技术措施。新钢钒公司能源动力中心在实践中,大力推广油液在线综合监测技术的运用,取得了较好效果。

  五、取得的实效

  通过强化制氧设备安全管理和实施技术保安全措施,新钢钒公司能源动力中心的制氧设备实现了安全、节能和高效地运行。国产空压机通过实施技术攻关,如对吸入空气洁净度、冷却器冷却效率、齿轮啮合精度、可倾轴承轴瓦等进行技术改进和叶轮内部流道技术改造等,空压机的连续运行周期由原来的10个月,提高至5个月,既利于公司的生产组织,又为企业每年节约维修费用35万元/台。

  空气过滤系统通过选用对环境适应强的自洁式过滤技术,不但提高了过滤精度(≤2ΜM),降低了过滤阻力(0.8~1.2KPA),而且取消了使用吸风塔操作的工艺(吸风塔属高危建筑,工作危险大、操作费用高);用规整填料上塔代替了筛板上塔,实现了全精馏无氢制氩,取消了制氢站危险源,使上塔阻力降低到原筛板上塔的1/4~1/6,空压机排压由0.65MPA下降到0.61MPA,空压机能耗节约了5%~7%,如果1台11500KW的大型空压机的使用寿命按20年计算的话,仅此一项就可节约运行成本4000余万元。

  六、结语

  安全管理是制氧设备管理的永恒课题,应从源头上强化安全管理工作,重视安全管理在设计中的应用。笔者认为,无论从制氧原理或规模上讲,对大型冶金企业而言,深冷制氧法较电解法和变压吸附法在经济性及安全性方面,更具有综合的优势。选择按三元流动理论设计制造的,自动化程度高的大型离心式压缩机(空压机、氧压机、氮压机等),能有效降低流体的流动阻力损失,降低噪声,提高机组效率。强化制氧设备安全管理,有利于充分发挥投资效益,降低生产成本,确保企业利润最大化。