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低温液氧泵(往复式)爆炸事故原因分析与教训

2005-12-01   来源:新华网    热度:   收藏   发表评论 0

引言(1)

  往复式低温液氧泵(简称液氧泵)是用来抽送制氧机生产的低温液氧并提高其压力的机械.制氧机生产的低温液氧经液氧泵升压,再经汽化复热升温后充入气瓶.采用这种方法充氧比用汽化器充氧操作简便,液氧利用率高,还可回收液氧的冷量,使产品的能耗下降.因此,在空分设备中,越来越多地用液氧泵来替代氧气压缩机.据调查了解,目前生产医用氧气和航空呼吸用氧气的小型空分设备,已普遍选用液氧泵充氧;新开发的大型空分设备,已普遍选用液氧泵充氧;新开发的大型空分设备,也有发展用液氧泵充氧的趋势.但由于液氧是很强的助燃剂,与可燃物如油脂接触,一旦遇有激发能源时,极易发生爆炸燃烧事故.历年来,液氧泵在运行工作过程中,曾发生过多起爆炸事故,给国家和人民的生命财产安全造成了无法挽回的损失.本文以广东省佛山市某制氧站发生的一起往复式低温液氧泵爆炸事故为例,分析事故的原因教训,期望大家能从中汲取教训,避免此类事故的重复发生.
 
事故经过(2)

  2002年12月28日,广东省佛山市某制氧站从某工厂接回一台已经该工厂大修竣工验收合格的制氧机.随后,按照有关要求,该制氧站对制氧机进行开机前的各项检查、清洗脱脂、试机、调试和加温等准备工作.2003年1月5日10时,该制氧站正式开机制取氧气,当制氧机转入正常工作后,16时50分,当班充氧员向某用安装在分馏器旁的液氧泵对氧气瓶按规定正常灌充氧气,当第19只氧气瓶内的氧气升至8~9MPa的压力,当班分馏器操作员贾某正准备填写工作记录时,突然一声爆响,贾某扭头一看,液氧泵处已呈白雾状.于是,他果断地拉下总闸刀,切断了整个制氧机的工作电源.充氧员向某迅速关闭第19只氧气瓶阀,当该只氧气瓶瓶阀只剩下半圈时,第2次爆炸声又响起,并发生了火灾.
 
现场勘测(3)

  这起爆炸事故,虽未造成人员伤亡,但液氧泵已受到严重损坏.在事故现场发现,液氧泵缸套顶端外缘凸起处已全部被气流冲击烧蚀.与活塞杆的连接螺钉相连处的柱塞尾部掉下2块长为1cm的金属.且该处有明显的断裂烧伤痕迹.与柱塞相连接的活塞杆头部有2cm2面积的拉伤.液氧泵泵缸内的密封填料和胶木已被烧焦,液氧泵缸体端的填料压紧螺帽被炸飞.与液氧泵进口阀端相连,直径14mm、壁厚1.5mm的紫铜管被炸裂卷边.此外,液氧泵周边分馏器底座旁12mm厚的钢板被烧成面积为60cm2如豌豆形状的洞.4根连接氢气压力表的导管被炸断.安放该制氧机放液管的黄河工程车的车厢板烧了2个洞.分馏器四周的侧盖板均不程度地被烧坏.安装在分馏器下面的冷凝蒸发器的底部已被高温气流吹成“U”字形、面积为150cm2的窟窿.
 
事故原因(4)

  经有关专家和技术人员现场勘测认定,这起事故的直接原因是液氧泵内部爆炸;而引起液氧泵内部爆炸的主要因素是液氧泵内部沾有油脂.

  氧气是一种无色无味的气体,其本身不燃烧,但它是一种强氧化剂,具有助燃性,是燃烧爆炸的基本要素之一.氧气几乎能与所有可燃气体或蒸气混合而成爆炸性混合物,纯氧与矿物油、油脂或细微分散的可燃粉尘、碳粉、有机纤维等接触时,由于剧烈的氧化升温、积热能够引起自燃,发生火灾或爆炸.

  多孔的有机物质(如羊毛纤维等)若被液氧浸透,在一定冲击力下,就会发生剧烈的爆炸.油脂是不饱和有机化合物,属可燃物质,极易分解,当其与大于或等于2.94MPa的压缩氧气接触时,分解加快,易引起自燃,导致化学性爆炸.

  液氧泵中,变速箱、凸轮箱虽有润滑油,但都采取了隔离措施,用挡油密封圈阻止润滑油向外渗漏.填料在装入缸体端后,用压紧螺帽压紧,密封柱塞和活塞杆,以免液氧泵工作中,液氧沿柱塞和活塞杆向外渗漏.为了使液氧泵可靠地工作,防止从"十"字头来的润滑油顺活塞杆渗入气缸,在活塞杆上还套有一只"0"形挡油橡胶圈,阻挡活塞杆上残余的润滑油.在实际工作过程中,只有"0"形挡油密封圈磨损不严重,基本上可以控制润滑油外渗.液氧泵工作时,由于液氧泵的泵缸和柱塞部分与氧接触,该部分须绝禁止沾有油脂.因此,更换新的单向阀、缸套和柱塞时,安装前应清洁脱脂,防止带油而引发事故.泵缸中的缸套和柱塞在工厂制造、修理出厂或制氧机长时间停放时,应按规定将其放入润滑油中浸泡封存,以防止锈蚀.启封使用前,须严格进行清洗脱脂.

  为什么有这么多防范措施,还会发生爆燃事故呢?

  从所周知,柱塞是一根实心圆柱体,其精度要求高.加工时,为确保其加工精度符合要求,尽可能减少误差,每根用于加工柱塞、凡超过一定长度的金属材料的顶端都钻有一中心孔,以便在机床上固定,保证每根用于加工柱塞的金属材料的顶端不晃动,确保其精度达到要求.再则,在柱塞的另一端的加工孔内,装有一垫块,用以调整柱塞与活塞杆之间的间隙,留间隙的目的是用于调整柱塞顶端与泵缸顶端的间隙,防止顶缸.

  柱塞的另一端的加工孔与垫块之间大都存有一定的缝隙.油封时,由于缸套和柱塞完全浸泡在润滑油中,柱塞顶端的中心孔、柱塞的另一端的加工孔与垫块之间的缝隙必然有油渗入,脱脂时,应认真、严格细致、全面地清除.否则易将油脂残留下来,埋下不安全的隐患,在工作中随时都有爆炸的危险.

防范措施(5)

  一是安全意识要强

  制氧站安全规定中有明确的要求,与氧接触的零部件和工具等绝对禁止沾有油脂(VPF1506XP型全氟聚醚油、甘油和FL-10#氟氯油等特殊的油脂除外),禁油工具应涂有明显标记,分开保管,充氧台和分馏器操作人员工作前必须洗手,穿干净无油污的服装.液氧泵与液氧直接接触,危险性大,作为一名缺氧员不但要能操作设备,还应懂得制氧站的安全常识,严格遵守各项安全规章制度.

  二是业务工作应熟练

  缺氧机零部件的脱脂与清洁是保证安全工作的一个重要的环节,因此要求工作人员一定要做耐心细致的工作,在工作中切不可粗心大意.对一些机件不能直接脱脂的,应采用注射器等手段将脱脂液注入脱脂,有的机件也可采用擦拭的方法脱脂.实际工作中,液氧泵表面的油脂易干除去,而液氧泵的某些死角的油脂难除.因此,在脱脂时,不能光清洗表面,应全面、认真地进行清洗,不能轻易放过每一个洞眼、每一处缝隙.因为往往这些不起眼的地方就是安全隐患大敌的藏身之处.

  泵缸中缸套和柱塞的脱脂方法有多种,按现在的条件,大都先用柴油加热清洗,然后用D902高效无毒除油剂、航空洗涤汽油或酒精严格清洗脱脂.脱脂完毕后,用干净的布擦拭,并用氧气或氮气吹干.为防止中毒,禁止使用四氯化碳作清洗剂.

  三是对关键零部件的脱脂把关应足够严格.

  为切实做好关键零部件的脱脂,在脱脂过程中要严格按照自检、互检及领导检查的程序进行把关.对缸套和柱塞等关键部件的清洗脱脂应指定专人负责.脱脂后的零部件还应采取切实可行的措施,指定专人逐件逐项地严格验收检查,以免造成遗漏.验收合格组装前,还应对脱脂情况进行一次复查,力争做到万无一失.(申琼 陈卫华 张红旗)