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９０００ｍ３／ｈ氮气透平压缩机 反转事故的原因及预防措施 李 占 军 （常州中天邦益气体有限公司，江苏省常州市戚墅堰东２１３０１１） 摘要：介绍一起９０００ｍ ／ｈ氮气透平压缩机由于入口管道负压使转子反转的事故，对事故原 因进行分析，并提出了防范措施。 关键词：氮气透平压缩机；反转；防范 中图分类号：ＴＢ６５２ 文献标识码：Ｂ Ｃａｕｓｅ ａｎｄ ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｖｅｒｓｅ ｒａｔｉｏｎ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｏｆ ａ ９０００ｍｊ／ｈ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｔｕｒｂｉｎｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ Ｌｉ Ｚｈａｎ．ｉｕｎ （Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ Ｚｈｏｎｇｔｉａｎ Ｂａｎｇｙｉ Ｇａｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｓｈｕｙａｎｄｏｎｇ， Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ ２１３０１１，Ｊｉａｎｇｓｕ， Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｏｆ ｒｅｖｅｒｓｅ ｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ９０００ｍ ／ｈ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｔｕｒｂｉｎｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｖａｃｕｕｍ ａｔ ｉｎｌｅｔ ｐｉｐｅ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃａｕｓｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｃｉｄｅｎｔ，ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｔｕｒｂｉｎｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ；Ｒｅｖｅｒｓｅ ｒａｔｉｏｎ；Ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎ 常州中天邦益气体有限公司２００３年开始筹建１ 套ＫＤＯＮ．２００００／１００００型内压缩流程空分设备，于 ２００４年９月一次调试成功，顺利生产出氧气，从 人身等安全事故时有发生，９０００ｍ ／ｈ氮气透平压 缩机反转就是其中较典型的一个事故。 １事故经过 ２００４年１１月１５ Ｅｔ，ＫＤＯＮ．２００００／１００００型空 而为常州中天钢铁公司（简称中天钢铁）的扩容生 产奠定了基础。 该空分设备配备１台９０００ＩＩ】３／ｈ氮气透平压缩 分设备正常运行，９０００ｍ ／ｈ氮气透平压缩机由于 机，为中天钢铁输送低压保护氮气。由于受中天钢 铁氮气管网建设进度的影响，该压缩机调试好后没 有投运，中天钢铁旧高炉使用的氮气临时用中天炼 钢的３台活塞空压机（由中天钢铁自行改造成氮压 中天钢铁不具备氮气接受条件而没有投入运行，入 口蝶阀处于关闭状态，放空阀处于开启状态。９：１５ 左右，正在运行的空气增压机由于振动断线而跳 车，引起空压机放空，空分设备停车。操作工按照 事故停车程序进行处理。 由于改造成氮压机的３台活塞空压机未列入事 机）输送供给。于是在空分设备安装时将从冷箱出 来的氮气总管分支一路接到中天钢铁炼钢厂活塞空 压机上，并配一路氮气管道到旧高炉做为保安氮气 用。近几年来，由于设备相互连通而引发的设备、 收稿日期：２００５—０５—２０；修回日期：２００６—０２—１５ 故停车程序里，在ＫＤＯＮ．２００００／１００００型空分设备 停车后，这３台活塞空压机没有停车。操作工按照 作者简介：李占军（１９７０一），男，１９９５年毕业于黑龙江矿业学院煤化工专业，曾任河南煤气集团空分车间副主任、 主任等职务，２００１年调至常州中天钢铁公司制氧厂（后转制为常州中天邦益气体有限公司）工作，任生产厂长（运行经 理）。 ・ ６２ ・ 维普资讯 http://www.cqvip.com
停车事故预案进行停车巡检时，发现９０００ｍ。／ｈ氮 气透平压缩机声音异常。检查发现此机组竟然在运 转，但是在反转，而油系统没有运行，放空阀全 开。打开级间冷却器上的排污阀，发现有严重的抽 吸现象，入口呈负压。 １２月４日上午对氮气透平压缩机点动检查， 发现一级振动值为９６ｆｚｍ，二级振动值为１０３ｆｚｍ， 三级振动值为１０３ｆｚｍ。拆检发现一、二级转子密封 磨损，三级转子密封和轴瓦磨损。 ２事故原因 ２．１管道私自连通 ＫＤＯＮ一２００００／１００００型空分设备工程建设时期， ９０００ｍ ／ｈ氮气透平压缩机设计成一个的体系， 出冷箱氮气直接进入氮气透平压缩机入口。后来考 虑到巾天钢铁高炉的保安氮气的重要性，就在出冷 箱氮气总管卜分出一支管，通过中间连通阀接到中 天钢铁炼钢厂的活塞窄压机上。 又由于受中天钢铁氮气管网施工进度的影响， ９０００ｍ ／ｈ氮气透平 缩机没有及时投运，氮气的 输送主要由中天钢铁厂自行配套改造的３台活塞空 压机来完成。在ＫＤＯＮ一２００００／１００００型空分设备故 障停车停止氮气供应时，这３台活塞空压机并未及 时停乍，强大的抽吸作用将氮气入口管道抽成负 压，此时空气由９０００ｍ ／ｈ氮气透平压缩机放窄管 进入，通过转子到入口，而氮气透平压缩机入口调 节蝶阀关闭不严，使 气按反方向流路通过，而导 致压缩机反转。 ２．２停车阶段未定期开启润滑油系统 压缩机在长期停车阶段应该定期开启润滑油系 统，做一些必要的盘车等设备保养工作。但是由于 该氮气透平压缩机调试好后长期处于停车状态，润 滑油系统没有按照规定投运，使得事故发生时，转 子反转而没有得到有效的润滑。拆检中发现：轴瓦 严重磨损，出现很多划痕，巴氏合金已经脱落，无 法修复。 ２．３入口调节蝶阀关不严 氮气透平压缩饥的入口设计采用凋节蝶阀控 制，代替传统的入【］导叶控制。蝶阀开度在０时为 全关状态，此时仍有一环形间隙的存在，允许少量 气体通过。对于入口管道的这只调节蝶阀，只能做 为调节气量的手段（类似于入口导叶），密封性一 般不是很好，正是这个蝶阀的环形间隙，使得自放 空管进来的空气在入口负压的作用下，通过入口蝶 阀环形间隙形成流路，从而使转子反转。因此，应 在入口管线调节蝶阀前面增加一截止阀，保持良好 的密封性，杜绝事故发生。 ３预防措施 为防止今后发生类似事故，采取了如下措施。 ３．１ 加强调度协调工作 只有完善统一调度，上作才能更加有序。尤其 是在一些开停车或事故停车过程中，调度协调应该 到位，与空分设备相关联的前后工段都应列入到事 故停车预案当中，加强防范。此次事故的发生就是 由于没有统一调度，在ＫＤＯＮ一２００００／１００００型空分 设备事故停车时，停止供应产品氮气，而中天钢铁 炼钢厂的活塞空压机没有及时停车，从而使事故 发生。 ３．２ 改造氮气透平压缩机放空系统 （１）该氮气透平压缩机通过放空实现恒压调 节，放空管接出口在产品止逆阀前，在机器入口为 负压时，外界空气可以通过放空管进入机器使其发 生反转。为避免此类事故发生，可在机器出口与放 空管前设置一密封性能较好的蝶阀，在机器停运时 关闭即可。 （２）改变原设计中的防喘振系统。原设计氮气 透平压缩机为防喘振放空系统（直接放空通大气）。 为了节约产品，减少浪费和污染，将整个系统改造 成为循环密闭系统，同时也保障了入口压力在正压 范围内，使外界空气无法进入。即使是入口氮气管 道为真空负压，也不会使一级与三级之间（机器入 １３和出口之 ）存在压差，使转子反转。 ４结束语 随着企业规模的不断扩大，各系统问相互连 通，增加管道、设备的现象时有发生。如果考虑得 不全面、不具体，会对系统的安全带来诸多隐 患，于是应提高警惕，加强防范。 ・ ６３ ・
