氧氣管道的注意事項(一)
氧氣在冶金行業(yè)的地位非常重要。隨著氧氣煉鋼、高爐富氧等強化冶煉措施的采用,鋼鐵企業(yè)用氧發(fā)展很快,而且氧氣用途廣泛。轉爐頂底吹氧、高爐富氧鼓風、電爐吹氧、鋼壞自動火焰清理以及檢修用氧等。從生產、檢修到基建無時無處不用氧氣,并且冶金行業(yè)用氧條件要求嚴格,用氧不均衡,頻繁大幅度波動,使用制度復雜并要求安全連續(xù)穩(wěn)定供氧。近年來,隨著氧氣用量的增加,用氧大戶都采用氧氣管道輸送,由于管路長,分布廣,再加上急開或速關閥門,造成氧氣管道和閥門燃燒爆炸的事故時有發(fā)生。所以,全面分析氧氣管道存在的隱患、危險,并采取相應的措施是至關重要的。
一、氧氣管道燃燒、爆炸的原理
根據燃燒、爆炸的"三要素"(可燃物、氧化劑、激發(fā)能源)的機理進行分析,氧氣管道本身材質一般是碳鋼或不銹鋼,因含碳,在純氧狀態(tài)下也可燃,而且鐵燃燒時釋放放出大量熱量,溫度上升極快。氧氣管道內輸送的高純高壓氧氣,是極強的氧化劑,純度愈高,壓力愈高,氧化性愈強,愈危險。導致氧氣管道燃燒、爆炸的激發(fā)能源有多種:
(1)閥門在高低壓段之間突然打開時,低壓段氧氣急劇壓縮,由于速度很快,來不及散熱,形成所謂“絕熱壓縮”,局部溫度猛升,成為著火源;有人做一試驗:如在DN200 的氧氣管道中設置一套DN50調節(jié)閥組進行絕熱壓縮試驗,可以推算出當DN200管道的閥門然打開,DN50的調節(jié)閥處于全閉工況時,絕熱壓縮溫度高達637℃;當DN200管道的閥門然打開,DN50的調節(jié)閥處于全開工況時,絕熱壓縮溫度為358℃(按氧氣管道的最高壓力0.3MPa計算)。
(2)啟閉閥門時,閥瓣與閥座的沖擊、擠壓,閥門部件之間的摩擦;
(3)高速運動的物質微粒(如鐵銹、灰塵、焊渣、雜質顆粒等)與管壁的摩擦;
(4)加熱面、火焰、輻射熱等外部高溫;
(5)油脂引燃;
(6)靜電感應、雷擊;
(7)鐵銹、鐵粉的觸媒作用等。
根據制氧行業(yè)多年來所發(fā)生的氧氣管道燃爆事故分析,并通過以上燃燒、爆炸的因素來看,有選材的問題,也有操作、維護的不當,更有設計、安裝質量失控的原因。
二、氧氣管道設計中的安全注意事項
根據冶金行業(yè)的特點,設計氧氣管道時應注意以下幾個方面:
(1) 氧氣管道應架在非燃燒體的支架上,以防止氧氣外泄時點燃支架。
(2) 氧氣管道應可靠接地,接地電阻小于100,氧氣管道的法蘭、螺紋接口兩側應用導線跨接,其跨接電阻小于0.03Ω。
(3)氧氣管道壁溫不應超過70℃,嚴禁明火及油污靠近氧氣管道和閥門。
(4)氧氣管道的彎頭、分岔頭不應與閥門出口直接相連。
(5)氧氣管道與乙炔、氫氣共架時應在其下方。
(6)氧氣管道與油脂及有可能泄漏腐蝕性介質的管道共架時應在其上方。
(7)嚴禁氧氣管道與油脂管道、腐蝕性介質管道、電纜線同溝敷設,并嚴禁氧氣管道地溝與該類管線地溝相通。
(8)廠區(qū)氧氣管道宜架空敷設。如與其他管道、建筑物、電線、道路和鐵路等應有足夠的安全間距
(9)氧氣管道中氧氣最高流速應限定。根據冶金行業(yè)的特點,氧氣管道直徑的確定,要在高峰負荷情況下滿足最高允許流速要求,并留有余地,確保安全。
(10)氧氣管道的管件選用要慎重。氧氣管道的彎頭、分岔頭、異徑管均是容易引起氧氣氣流沖擊和激烈摩擦的地方,如有鐵粉焊渣等,會引起燃燒或爆炸等嚴重事故。因此氧氣管道嚴禁采用折皺彎頭。
(11)氧氣管道應選用專用氧氣閥門,閥門要嚴格脫脂。墊片選用難燃或陽燃材料。
(12)氧氣管道上適當位置應加阻火銅管。
總之,氧氣管道在設計時應根據流量、壓力的要求,計算確定氧氣管徑,選擇合適的管材;進行管道布置時,應以工藝簡單、流程合理、利于吹掃為原則,并盡量減少急彎,選擇合理的彎曲半徑,力求簡化管系,做到通氣順暢。