حوادث احتراق وانفجار الضاغط السابقة والحوادث الميكانيكية للضاغط

حوادث الاحتراق والانفجار

في إنتاج المواد الكيميائية والبتروكيماويات، تعتبر حوادث احتراق الضاغط والانفجار خطيرة للغاية. فهي لا تؤثر بشكل خطير على الإنتاج الآمن والمستقر وتتسبب في خسائر اقتصادية خطيرة للغاية فحسب، بل تتسبب أيضًا في وقوع إصابات وأضرار في المباني. ولذلك، فقد اجتذبت حوادث احتراق وانفجار الضاغط اهتمامًا كبيرًا.
إن الوسط المضغوط المستخدم في ضواغط البتروكيماويات هو في الغالب غاز قابل للاشتعال والانفجار، وهو عرضة للغاية للتسرب تحت الضغط العالي. يتسرب الغاز القابل للاحتراق من خلال عيوب مثل مفاصل الأسطوانات، وصمامات السحب والعادم، والشفاه، واللحامات، والأختام الموجودة على المعدات وخطوط الأنابيب. يمكن أن يؤدي إجهاد مكونات الضاغط وكسرها إلى تسرب الغاز عالي الضغط إلى المصنع. يمكن للهواء أيضًا أن يدخل إلى نظام الضاغط ليشكل خليطًا متفجرًا. إذا تم إجراء عملية تشغيل أو صيانة أو إصلاح غير سليم، فإن خليط الغاز القابل للاشتعال والهواء، الذي يصل إلى حد الانفجار، يمكن أن يحترق بعنف عند ملامسته لمصدر النار، مما قد يتسبب في حدوث انفجار.

في ضواغط الأكسجين، إذا تم خلط تدفق الأكسجين مع الغازات القابلة للاشتعال والشحوم والصدأ وقصاصات الورق وغيرها من الشوائب والأشياء المعدنية، وانقطع مادة التشحيم فجأة أو لم يتم إمدادها بشكل كافٍ، فقد يتسبب ذلك في "طحن جاف" للأسطوانة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة. تحت الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية، تتفاعل المواد القابلة للاحتراق الموجودة في الأسطوانة بسرعة مع الأكسجين، مما يسبب الاحتراق التلقائي. يمكن أن يؤدي تراكم الحرارة والتأثير الداعم للاحتراق للأكسجين عالي الضغط إلى تكثيف الاحتراق، مما يؤدي إلى حوادث احتراق وانفجار خطيرة للغاية للأسطوانة.
عادةً ما يتم تشحيم الأسطوانات للضواغط البتروكيماوية وضواغط الهواء باستخدام الزيوت المعدنية، وهي مادة قابلة للاشتعال. عندما ترتفع درجة حرارة الغاز بشكل كبير، متجاوزة نقطة وميض مادة التشحيم، تحدث أكسدة شديدة، مما يشكل خطر الاحتراق والانفجار. علاوة على ذلك، فإن جزيئات التشحيم العالقة، تحت درجة حرارة وضغط مرتفعين، تتفاعل بسهولة مع الأكسجين الموجود في الهواء. وينطبق هذا بشكل خاص على طبقة الزيت الملتصقة بالأسطح المعدنية الساخنة لصمامات العادم وأنابيب العادم، حيث تتفاقم الأكسدة وتولد الأحماض والأسفلت ومركبات أخرى. تتحد هذه المركبات مع الغبار الموجود في الغاز والجزيئات المعدنية الناتجة عن الاحتكاك الميكانيكي، وتترسب على شكل رواسب كربون في رأس الأسطوانة، وأخاديد حلقة المكبس، والصمامات، وأنابيب العادم، وخزانات التدفق، وفواصل الزيت عن الماء، وخزانات الغاز.

رواسب الكربون قابلة للاشتعال ويمكن أن تحترق تلقائيًا أو حتى تنفجر في ظل ظروف مثل ارتفاع درجة الحرارة، والتأثير الميكانيكي العرضي، وصدمة تدفق الهواء، والدوائر الكهربائية القصيرة، والحرائق الخارجية، والشرر الساكن. ينتج عن احتراق رواسب الكربون كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون. عندما يصل محتوى ثاني أكسيد الكربون في نظام الضاغط إلى 15% إلى 75%، يمكن أن يحدث انفجار، مما يؤدي إلى إطلاق كمية كبيرة من الحرارة وتوليد موجة صدمة قوية. بسبب الزيادة السريعة في ضغط الغاز ودرجة الحرارة والتوسع السريع لمنتجات الاحتراق، تنتشر موجة الصدمة بسرعات تفوق سرعة الصوت على طول اتجاه تدفق الغاز المضغوط، مما يسبب انفجارات متعددة ومستمرة.

أثناء بدء تشغيل الضاغط، لا يتم استبدال الهواء الموجود في نظام الضاغط بغاز خامل أو أن الاستبدال غير مكتمل (محتوى الأكسجين يتجاوز 4٪ أو هناك شوائب متبقية قابلة للاحتراق) قبل بدء التشغيل؛ بسبب نقص المعرفة التشغيلية، لا يتم فتح صمام المخرج والصمام الالتفافي للضاغط (أو صانعة الثلج)، مما يسبب الضغط الزائد؛ أثناء التشغيل، تفشل أجهزة نظام تنظيم غاز الضاغط، مما يتسبب في ارتفاع ضغط الغاز بشكل كبير، وما إلى ذلك، مما قد يتسبب في حوادث احتراق وانفجار.