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摘 要：本文主要从爆炸的基本原理入手，对比空压机积碳爆炸，分析了氮氢气体压缩机因油雾、粉尘原因，发生爆炸的机理，并提出了相应的预防措施。
关键词：氮氢气体；压缩机；爆炸机理；预防
1引言
近年来，氮氢气体压缩机爆炸，屡见报端。压缩机系统爆炸，一般主要因积物引起。其爆炸的机理与空压机积碳爆炸相似。本文通过与空压机积碳爆炸对比，分析了氮氢气体压缩机爆炸的机理，并提出了预防措施。
2爆炸机理
2.1爆炸的基本原理
可燃气、粉尘爆炸，指可燃气、粉尘在爆炸极限范围内，遇到热源（明火或温度），火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间，化学反应速度极快，同时释放大量的热，形成很高的温度和很大的压力，系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射，具有很强的破坏力。
发生爆炸事故必须具备以下三个条件：
2.1.1系统中存在可燃物，包括可燃气体、蒸气、烟尘等。
2.1.2可燃物与空气混合达到爆炸极限范围，形成爆炸性气体混合物。
2.1.3存在一定能量的点火源。点火源可以从是高温明火或自然明火；物体碰撞、摩擦产生的火花；物体高速运动产生的静电火花；电器设备故障或漏电产生的电火花。
只有同时具备了这三个条件，即系统存在爆炸性气体混合物，且达到爆炸极限范围，同时存在一定能量的点火源，才能发生爆炸。
2.2空压机积碳爆炸
空压机压缩空气时，压缩热使压缩空气温度升高至气缸润滑油裂解温度时，油裂解析出的碳和油雾、油气混合粘附在空压机系统的设备、管道和阀门内，形成以碳素为主体的积物，称为“积碳”。随积碳厚度的增加，换热系数减小，当积碳达一定厚度时，会使大量热量积蓄在积碳内，致温度升高，碳被空气氧化生成C0，CO2。当CO和油雾、油气浓度在压缩空气中达到爆炸极限时，又遇积碳自燃而引起爆炸，称为空压机积碳爆炸。
2.3压缩机系统“积碳”爆炸
压缩机系统积碳过程、化学成分及积碳爆炸与空压机不完全相同。其积碳过程比空压机复杂。空压机的爆炸物质以油裂解物碳为主体，而压缩机“积碳”以煤气带入的混合性粉尘为主体，并含相当数量的低燃点物质硫磺（燃点235℃）和FeS（燃点280℃）等，使其积碳自燃点远低于空压机积碳的自燃点（690℃），故其积碳爆炸的危险性相应较大。压缩机系统积碳爆炸仅发生在空气试车中，正常生产中不会发生，不同十空压机。就该点而言，空压机积碳爆炸机率大于压缩机积碳爆炸的机率。
生产中压缩机各段压缩的均为易燃易爆性气体，为确保安全必须严格控制其含氧量在0.2%以下，压缩机系统积碳过程是压缩机在正常生产中由十压缩热不及时一被冷却水带走，致使各段温度达150～180℃，使从气缸内带出的部分润滑油雾滴和油气被气体中0.2%的氧氧化，裂解生成含碳的固体颗粒，与煤气带入的混合性粉尘、气缸磨损的金属细粒和油雾混合，粘附在压缩机各段出口、水冷器管壁上及油水分离器内壁上，形成以煤气带入的混合性粉尘为主体的积碳。因压缩机各段压缩的是来自各工段不同净化程序的气体，这些气体中的含尘量和混合性粉尘的化学成分随各工段的工艺和设备状况不同而异，故压缩机系统内积碳速率和化学成分也不完全相同。经观察常压脱硫、变换压缩机系统的1-3段积碳速率大于4段，4段又大于5段和6段。在各压缩段系统中，气体出口管和水冷器内积碳速率大于系统中其他设备和部位。就积碳化学成分而言，各段内积碳的化学成分有差异，主要是铁和油含量的差异，其余差异不大。气缸直径大的压缩段系统内的积碳含油量，通常大于小直径气缸压缩段系统内的积碳含油量。常压脱硫、变换压缩机系统1段出口管内积碳的化学成分为：油10.4%，Fe15.1%、S14.6%、C3.17%、A11.22%、CaO0.1%。其中铁和硫主要以FeS形式存在，另有单体铁和硫，碳、铝、氧化钙多为煤气中含尘带入，部分碳是压缩机润滑油裂解而成。从这一积碳化学成分看，压缩机系统积碳中，低自燃点物质FeS，S是其主要成分。这是压缩机系统积碳自燃点低于空压机系统积碳自燃点的原因。
随压缩机各段系统内积碳厚度的增加，使其换热系数减小，气体和粉尘温度升高，加速积碳形成。当积至极限厚度时一进行空气试车，因氧含量剧增，氧化作用增强，使积碳中的FeS、硫和碳等可燃物迅速氧化生成C0，CO2和SO2等，放出大量热使温度升高，当达到自燃点时积碳自燃，有时将管道烧红。同时，当生成的CO和油雾、油气浓度达到爆炸极限时，将发生爆炸，把出口管和水冷器炸毁。这就是空气试车时压缩机系统积碳爆炸的主要原因。而在正常生产时，不会发生自燃和爆炸，这是因为正常生产中压缩气体中的氧含量不足。
3预防措施
根据压缩机系统积碳爆炸的特点，应采取以下对策防止其自燃和爆炸。
3.1降低气体中含尘量，减少和延缓积碳形成
3.1.1加强管理减少入炉煤（焦）带粉率，及时排除燃烧室细灰，以减少带入煤气中含尘量；
3.1.2加强系统中各除尘设备的操作和维修管理，提高运转和除尘效率。进行技术改造，采用先进高效的除尘设备以降低气体中含尘量；
3.1.3选用质量合格的压缩气缸润滑油，并控制注油量；
3.1.4定期排放压缩机各段系统油水分离器和滤油器中的油水，并定期检查、清理和检修，提高其除油水效率；
3.1.5选用高强度合格触媒，过筛除粉装填。粉化严重使阻力增加时要及时更换。
3.2降低积碳中S和FeS含量，提高积碳的自燃点
3.2.1选用低硫煤（焦）生产煤气，以降低煤气中H2S含量；
3.2.2加强脱硫土艺和设备管理，提高脱硫效率，降低H2S含量和硫泡沫带出量；
3.3定期清洗
定期对压缩机各段进出口管和水冷器内积碳和夹套内水垢进行化学清洗。积碳未清洗，慎用空气试车，可用煤气（或变换气）试车。用煤气（变换气）试车，虽不会发生积碳爆炸，但因检修质量返土时一（特别是动火作业），如果置换不合格，将会发生着火、爆炸和中毒事故。另外，还造成时一间和煤气（变换气）的浪费，故必须保证检修质量，达到一次试车成功。
4结束语
氮氢气体压缩机爆炸事故一旦发生，后果十分严重，极有可能造成极大的人员伤亡和财产损失。要有效预防此类事故的发生除了采取技术手段实现本质安全，还要加强人员的管理提高人员的安全意识和安全素质。
参考文献：
[1]康剑青.氮氢气压缩机运行总结[J].小氮肥.2007（04）
[2]徐军.七级H12型氮氢压缩机与六级压缩系统的匹配[J].小氮肥.2005（04）
[3]李吉山.6M25（V）型氮氢压缩机运行总结[J].小氮肥.2005（05）
[4]吴德利，李俊荣.加强设备本质安全化管理降低系统安全风险[J].石油化工安全技术.2003（03）
作者简介：
张峰（1982.9～），男，2008年7月毕业于太原科技大学，现在山西阳煤丰喜临猗分公司从事化工生产工作。
关键词：氮氢气体；压缩机；爆炸机理；预防
1引言
近年来，氮氢气体压缩机爆炸，屡见报端。压缩机系统爆炸，一般主要因积物引起。其爆炸的机理与空压机积碳爆炸相似。本文通过与空压机积碳爆炸对比，分析了氮氢气体压缩机爆炸的机理，并提出了预防措施。
2爆炸机理
2.1爆炸的基本原理
可燃气、粉尘爆炸，指可燃气、粉尘在爆炸极限范围内，遇到热源（明火或温度），火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间，化学反应速度极快，同时释放大量的热，形成很高的温度和很大的压力，系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射，具有很强的破坏力。
发生爆炸事故必须具备以下三个条件：
2.1.1系统中存在可燃物，包括可燃气体、蒸气、烟尘等。
2.1.2可燃物与空气混合达到爆炸极限范围，形成爆炸性气体混合物。
2.1.3存在一定能量的点火源。点火源可以从是高温明火或自然明火；物体碰撞、摩擦产生的火花；物体高速运动产生的静电火花；电器设备故障或漏电产生的电火花。
只有同时具备了这三个条件，即系统存在爆炸性气体混合物，且达到爆炸极限范围，同时存在一定能量的点火源，才能发生爆炸。
2.2空压机积碳爆炸
空压机压缩空气时，压缩热使压缩空气温度升高至气缸润滑油裂解温度时，油裂解析出的碳和油雾、油气混合粘附在空压机系统的设备、管道和阀门内，形成以碳素为主体的积物，称为“积碳”。随积碳厚度的增加，换热系数减小，当积碳达一定厚度时，会使大量热量积蓄在积碳内，致温度升高，碳被空气氧化生成C0，CO2。当CO和油雾、油气浓度在压缩空气中达到爆炸极限时，又遇积碳自燃而引起爆炸，称为空压机积碳爆炸。
2.3压缩机系统“积碳”爆炸
压缩机系统积碳过程、化学成分及积碳爆炸与空压机不完全相同。其积碳过程比空压机复杂。空压机的爆炸物质以油裂解物碳为主体，而压缩机“积碳”以煤气带入的混合性粉尘为主体，并含相当数量的低燃点物质硫磺（燃点235℃）和FeS（燃点280℃）等，使其积碳自燃点远低于空压机积碳的自燃点（690℃），故其积碳爆炸的危险性相应较大。压缩机系统积碳爆炸仅发生在空气试车中，正常生产中不会发生，不同十空压机。就该点而言，空压机积碳爆炸机率大于压缩机积碳爆炸的机率。
生产中压缩机各段压缩的均为易燃易爆性气体，为确保安全必须严格控制其含氧量在0.2%以下，压缩机系统积碳过程是压缩机在正常生产中由十压缩热不及时一被冷却水带走，致使各段温度达150～180℃，使从气缸内带出的部分润滑油雾滴和油气被气体中0.2%的氧氧化，裂解生成含碳的固体颗粒，与煤气带入的混合性粉尘、气缸磨损的金属细粒和油雾混合，粘附在压缩机各段出口、水冷器管壁上及油水分离器内壁上，形成以煤气带入的混合性粉尘为主体的积碳。因压缩机各段压缩的是来自各工段不同净化程序的气体，这些气体中的含尘量和混合性粉尘的化学成分随各工段的工艺和设备状况不同而异，故压缩机系统内积碳速率和化学成分也不完全相同。经观察常压脱硫、变换压缩机系统的1-3段积碳速率大于4段，4段又大于5段和6段。在各压缩段系统中，气体出口管和水冷器内积碳速率大于系统中其他设备和部位。就积碳化学成分而言，各段内积碳的化学成分有差异，主要是铁和油含量的差异，其余差异不大。气缸直径大的压缩段系统内的积碳含油量，通常大于小直径气缸压缩段系统内的积碳含油量。常压脱硫、变换压缩机系统1段出口管内积碳的化学成分为：油10.4%，Fe15.1%、S14.6%、C3.17%、A11.22%、CaO0.1%。其中铁和硫主要以FeS形式存在，另有单体铁和硫，碳、铝、氧化钙多为煤气中含尘带入，部分碳是压缩机润滑油裂解而成。从这一积碳化学成分看，压缩机系统积碳中，低自燃点物质FeS，S是其主要成分。这是压缩机系统积碳自燃点低于空压机系统积碳自燃点的原因。
随压缩机各段系统内积碳厚度的增加，使其换热系数减小，气体和粉尘温度升高，加速积碳形成。当积至极限厚度时一进行空气试车，因氧含量剧增，氧化作用增强，使积碳中的FeS、硫和碳等可燃物迅速氧化生成C0，CO2和SO2等，放出大量热使温度升高，当达到自燃点时积碳自燃，有时将管道烧红。同时，当生成的CO和油雾、油气浓度达到爆炸极限时，将发生爆炸，把出口管和水冷器炸毁。这就是空气试车时压缩机系统积碳爆炸的主要原因。而在正常生产时，不会发生自燃和爆炸，这是因为正常生产中压缩气体中的氧含量不足。
3预防措施
根据压缩机系统积碳爆炸的特点，应采取以下对策防止其自燃和爆炸。
3.1降低气体中含尘量，减少和延缓积碳形成
3.1.1加强管理减少入炉煤（焦）带粉率，及时排除燃烧室细灰，以减少带入煤气中含尘量；
3.1.2加强系统中各除尘设备的操作和维修管理，提高运转和除尘效率。进行技术改造，采用先进高效的除尘设备以降低气体中含尘量；
3.1.3选用质量合格的压缩气缸润滑油，并控制注油量；
3.1.4定期排放压缩机各段系统油水分离器和滤油器中的油水，并定期检查、清理和检修，提高其除油水效率；
3.1.5选用高强度合格触媒，过筛除粉装填。粉化严重使阻力增加时要及时更换。
3.2降低积碳中S和FeS含量，提高积碳的自燃点
3.2.1选用低硫煤（焦）生产煤气，以降低煤气中H2S含量；
3.2.2加强脱硫土艺和设备管理，提高脱硫效率，降低H2S含量和硫泡沫带出量；
3.3定期清洗
定期对压缩机各段进出口管和水冷器内积碳和夹套内水垢进行化学清洗。积碳未清洗，慎用空气试车，可用煤气（或变换气）试车。用煤气（变换气）试车，虽不会发生积碳爆炸，但因检修质量返土时一（特别是动火作业），如果置换不合格，将会发生着火、爆炸和中毒事故。另外，还造成时一间和煤气（变换气）的浪费，故必须保证检修质量，达到一次试车成功。
4结束语
氮氢气体压缩机爆炸事故一旦发生，后果十分严重，极有可能造成极大的人员伤亡和财产损失。要有效预防此类事故的发生除了采取技术手段实现本质安全，还要加强人员的管理提高人员的安全意识和安全素质。
参考文献：
[1]康剑青.氮氢气压缩机运行总结[J].小氮肥.2007（04）
[2]徐军.七级H12型氮氢压缩机与六级压缩系统的匹配[J].小氮肥.2005（04）
[3]李吉山.6M25（V）型氮氢压缩机运行总结[J].小氮肥.2005（05）
[4]吴德利，李俊荣.加强设备本质安全化管理降低系统安全风险[J].石油化工安全技术.2003（03）
作者简介：
张峰（1982.9～），男，2008年7月毕业于太原科技大学，现在山西阳煤丰喜临猗分公司从事化工生产工作。