Производственные опасности и техника безопасности на станциях разделения воздуха

Разделение воздуха сжатого до высоких давлений, и транспортировка некоторых газообразных и жидких продуктов разделения воздуха относится к типу производств с повышенной опасностью. Если не будут выполняться правила безопасного ведения производства, возможны крупные аварии, влекущие за собой гибель и увечье персонала и разрушение оборудования.

Производственные опасности во многом зависят от типа применяемого оборудования.

Цехи разделения воздуха на заводах черной металлургии, как правило, оснащены двумя разновидностями установок:

1. Работающими по циклу двух давлений (КТ-3600, КТ-3600АР).

2. Работающими по циклу низкого давления (БР-5, БР-1, БР-2).

Вначале устанавливали блоки КТ-3600, затем при реконструкции и расширении монтировали блоки типа БР-5, БР-1.

Каковы же основные виды аварий на кислородной станции?

1. Аварии с воздушными турбокомпрессорами.

Турбокомпрессоры – мощные быстроходные агрегаты. Неудовлетворительная сборка, неправильная эксплуатация (нарушения в системе смазки, длительная работа при повышенной вибрации), отсутствие надежных защитных устройств приводят к тому, что неполадка быстро развивается в аварию.

2. Вспышки и взрывы в полостях цилиндров, охладителях и трубопроводах воздушных поршневых компрессоров высокого давления.

Основные причины вспышек и взрывов – это воспламенение продуктов разложения масла при сжатии и перегреве воздуха в цилиндрах и накопление масла в полостях клапанов, охладителях и трубопроводах. Разложение масла начинается при температурах в цилиндре более 140-150⁰С в зависимости от сорта масла. Поэтому не следует допускать, чтобы температура воздуха по ступеням превышала 135⁰С.

Следует регулярно осматривать и обезжиривать поверхности, покрытые маслом.

3. Разрушение трубопроводов и сосудов вследствие повышения давления в них более допустимого.

В поршневых компрессорах в отличие от турбокомпрессоров при отсутствии достаточного выхода воздуха давление может подниматься, пока не наступит разрушение одного из участков воздушной сети. Особенно это опасно при давлениях более 20 МПа. Такие разрывы трубопроводов или сосудов сопровождаются тяжелыми последствиями. Важнейшая гарантия безопасной работы этих агрегатов – исправное действие предохранительных устройств.

4. Прогрессирующие дефекты трубопроводов.

К ним относятся коррозия трубопровода, приводящая к утонению стенки, и потертости в местах контакта с металлическими опорами. Чтобы трубопровод не разрушился в ослабленных местах, его следует регулярно осматривать и заменять дефектные участки. Лучше всего в местах установки опор приваривать к трубопроводу защитные чехлы, предотвращающие контакт опоры и трубопровода. Нельзя устанавливать деревянные прокладки.

5. Взрывы в блоках разделения воздуха.

Эти взрывы бывают большой силы и связаны с накоплением в блоках твердого ацетилена и продуктов разложения масла. Ацетилен и другие углеводороды попадают в блок из атмосферного воздуха, а продукты разложения масла – из компрессоров.

Аппараты, в которые воздух поступает после турбокомпрессоров (практически без масла), намного меньше подвержены взрывам, чем аппараты, работающие в комплексе с поршневыми компрессорами, смазываемыми маслом.

Взрывы большой разрушительной силы могут произойти также вследствие образования оксиликвитов – органических веществ, пропитанных кислородом.

Как они образуются?

Во время ремонтов часто пользуются деревянными прокладками, а также опилками для очистки пола. Часть дерева при интенсивных ремонтных работах обугливается. Если после окончания работ дерево оставить в блоке и со временем появится течь, то это обугленное дерево и опилки пропитываются жидким кислородом и превращаются в сильное ВВ – оксиликвит. При последующем ремонте достаточно какого-либо импульса (удара, контакта с огнем), чтобы произошел сильный взрыв. Поэтому после ремонтов требуется тщательная уборка.

Одной из причин разрушения стальных сосудов и трубопроводов может послужить неправильный выбор металлических материалов, из которых они изготовлены.

В условиях низких температур (-100, -195⁰С) хрупкость малоуглеродистых сталей возрастает в десятки раз, и достаточно небольших дополнительных нагрузок для разрушения металлической детали.

6. Воспламенение одежды, пропитанной кислородом, и, как следствие, ожоги.

Газообразный и жидкий кислород могут проникать в помещение цеха через неплотности. Так как кислород в 1,1 раза тяжелее воздуха, то он заполняет тоннели, приямки, стелется по полу. При этом одежда пропитывается кислородом и при попадании на нее искры мгновенно воспламеняется.

Обычный способ – укутывание пострадавшего куском какого-либо материала для предотвращения доступа воздуха, - не срабатывает, так как пропитанная кислородом одежда не нуждается в притоке воздуха. Следует снять одежду или сбить пламя водой.

Сварочные работы можно выполнять в случае, если содержание О₂ в воздухе не превышает 21%, что проверяют двукратным анализом.

Прежде, чем начинать сварочные и другие огневые работы, трубопроводы, сосуды и аппараты следует продуть сжатым воздухом или азотом и оглушить.