制氧設(shè)備的安全管理
一、加強安全管理的必要性
制氧生產(chǎn)處于復(fù)雜多變的環(huán)境中，諸多不確定因素制約著安全生產(chǎn)，由于制氧設(shè)備面臨的介質(zhì)（氧、氮、氬壓縮氣體）具有爆炸的危險，氮氣、氧氣在空氣中含量大（分別為78%、21%），氮氣具有窒息性，氧氣具有強氧化性。國家《危險化學(xué)品安全管理條例》中規(guī)定：凡原料產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、最終產(chǎn)品中涉及氣體（壓縮）生產(chǎn)、經(jīng)營、儲存、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的新建、改建項目需實行生產(chǎn)許可證審批制度，進行統(tǒng)一的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、合理布局和嚴格控制。制氧生產(chǎn)中的原料產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、最終產(chǎn)品均屬危險化學(xué)品，因此，制氧設(shè)備的安全管理必須引起足夠重視。安全與環(huán)保是企業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和前提，只有安全生產(chǎn)才能保證投入產(chǎn)出的最優(yōu)化，加強制氧設(shè)備的安全管理，一直是攀枝花鋼鐵集團新鋼釩有限責(zé)任公司能源動力中心（簡稱新鋼釩公司能源動力中心）的首要工作。
1.建立高效、科學(xué)的人性化設(shè)備管理體系
制氧設(shè)備安全管理工作持久、穩(wěn)定開展，才能具備長期安全生產(chǎn)的條件，建立高效、科學(xué)的人性化設(shè)備管理體系，提高員工的責(zé)任感和技術(shù)技能，是搞好設(shè)備安全管理的保障。減少縱向管理層次，強化扁平化的管理理念，建立各司其職、高效有序、科學(xué)務(wù)實的人性化制氧設(shè)備管理體系，實現(xiàn)企業(yè)與員工的共同發(fā)展。通過制度化管理，使員工全面認識企業(yè)與個人的關(guān)系，適度調(diào)整個人期望值，強化現(xiàn)實定位，立足崗位，實現(xiàn)企業(yè)與個人期望的和諧統(tǒng)一。
2.圍繞設(shè)備管理目標(biāo)，創(chuàng)新設(shè)備管理制度
制氧設(shè)備的運行實踐表明，任何小的故障都有可能造成大面積停產(chǎn)。因此，制氧設(shè)備管理制度的制定必須貫徹精細化管理的指導(dǎo)思想，要充分體現(xiàn)專業(yè)化分工管理與專業(yè)化協(xié)作下，專業(yè)化細節(jié)決定精細化管理的思想。建立嚴于國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)內(nèi)部強制性管理制度，在制定的《管理標(biāo)準(zhǔn)及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中，充分發(fā)揮專業(yè)技術(shù)人員、專家在技術(shù)參與及技術(shù)決策中的職能作用，既要強調(diào)可操作性，又能大幅度提高技術(shù)含量，通過實施技術(shù)保安全措施，對管理制度及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)閉環(huán)內(nèi)的運作效果進行持續(xù)性改進，達到全面覆蓋、安全可靠、準(zhǔn)確有序、高效節(jié)能的運行目的。
二、加強設(shè)備管理與維修工作
1.以生產(chǎn)為龍頭，強化運行中的管理
制氧設(shè)備是以確保安全生產(chǎn)為最大原則，要保證設(shè)備不超溫、不超壓和不超流量運行，推廣電纜及電器設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)的運用，提高電器設(shè)備故障的預(yù)知預(yù)測能力，嚴格控制空氣分離裝置中的總含烴量。加強旋轉(zhuǎn)設(shè)備潤滑管理，對大型透平壓縮機的油、液實施在線監(jiān)測技術(shù)，確保設(shè)備潤滑安全可靠、經(jīng)濟高效地運行，保證運行安全。
2.強化狀態(tài)維修，確保安全運行
維修的目的是通過對設(shè)備進行維護與檢修，恢復(fù)、完善和進一步增強設(shè)備功能，避免和減少設(shè)備事故的發(fā)生。實踐證明，制氧設(shè)備并不是檢修越頻繁，設(shè)備故障就會越少，而應(yīng)按設(shè)備運行的實際工況實施狀態(tài)維修（CBM）。
新鋼釩公司能源動力中心，根據(jù)制氧設(shè)備特點及其在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要程度，實施了設(shè)備維修分類管理，制定了相應(yīng)的維修模式及檢查評估方法。根據(jù)實際情況，將制氧設(shè)備分為靜置設(shè)備及旋轉(zhuǎn)設(shè)備，對靜置設(shè)備主要采取定期維修模式，對旋轉(zhuǎn)設(shè)備采取狀態(tài)維修模式，并結(jié)合維修實績及時調(diào)整檢修頻度，對整個系統(tǒng)實施劣化趨勢分析和監(jiān)控。
三、加強靜置設(shè)備的安全管理
1.靜置設(shè)備的工作特點
制氧設(shè)備中包含大量的容器、管道及閥門等靜置設(shè)備，容器多用壓力等級高（≥16.5MPA）和高強度材料（≥540MPA）制成的，容積較大（650M3），工作溫度較低（-196℃），需要在溫差交替變化中運行（-196～30℃），使用工況特殊（與氫接觸，且含觸媒）。靜置設(shè)備的主要失效方式是因介質(zhì)腐蝕，使設(shè)備壁厚減??；在交變運行時（球罐頻繁加壓、卸壓或壓力波動大）產(chǎn)生應(yīng)力疲勞；因低溫收縮，設(shè)備產(chǎn)生應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋等。
2.加強靜置設(shè)備安全管理的措施
加強對靜置設(shè)備的焊接質(zhì)量控制、無損檢測及應(yīng)力應(yīng)變測試等，是實現(xiàn)設(shè)備安全管理的有效措施。應(yīng)力應(yīng)變測試技術(shù)能及時發(fā)現(xiàn)塔內(nèi)深冷容器及管道的異常現(xiàn)象，避免應(yīng)力變形造成的事故。采用先進的焊接技術(shù)，強化焊接工序質(zhì)量管理，擴大無損檢測技術(shù)在焊接工序、轉(zhuǎn)子探傷及設(shè)備沖刷磨損過程中的運用范圍等，都是實現(xiàn)靜置設(shè)備安全管理的重要環(huán)節(jié)和措施。
四、加強旋轉(zhuǎn)設(shè)備的安全管理
1.影響設(shè)備安全運行的主要因素
旋轉(zhuǎn)設(shè)備是制氧設(shè)備中的關(guān)鍵設(shè)備，主要包括壓縮空氣、氧氣、氮氣等大型透平壓縮機。旋轉(zhuǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)速高、安裝及運行精度要求高，加強旋轉(zhuǎn)設(shè)備的安全管理十分重要。大型透平壓縮機的運行精度主要取決于整體部件的精度，特別是轉(zhuǎn)子及齒輪軸組合件的制造質(zhì)量及安裝質(zhì)量。影響轉(zhuǎn)子及齒輪軸組合件制造質(zhì)量的主要因素是部件選材的均勻性，齒輪齒形及齒面的加工精度，轉(zhuǎn)子流道加工精度，轉(zhuǎn)子及齒輪軸組合件的靜、動平衡等。影響安裝質(zhì)量的主要因素是齒輪嚙合間隙，齒面接觸面積，軸承各部間隙及軸系的對中特性等。
2.加強設(shè)備的綜合監(jiān)測
一方面要控制透平壓縮機轉(zhuǎn)子的動、靜平衡，另一方面通過監(jiān)測，確保透平壓縮機的齒輪嚙合間隙、齒面接觸面積、軸承各部間隙以及軸系對中特性等技術(shù)指標(biāo)。大型透平壓縮機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高，保證油液的清潔度、理化指標(biāo)及油楔厚度等非常重要，采用油、液在線綜合監(jiān)測技術(shù)，如油液分析技術(shù)、光譜元素分析、PQ指數(shù)及鐵譜分析、掃描電鏡分析及振動診斷監(jiān)測等，準(zhǔn)確地監(jiān)測出油品基礎(chǔ)油及添加劑理化性能的變化趨勢，及時、有效、直觀地判斷出設(shè)備產(chǎn)生故障的原因及部位，從而預(yù)知設(shè)備劣化趨勢，準(zhǔn)確反映設(shè)備的運行狀態(tài)，隨時掌控設(shè)備的技術(shù)狀況。因此，加強設(shè)備綜合監(jiān)測，是確保旋轉(zhuǎn)設(shè)備安全運行的重要技術(shù)措施。新鋼釩公司能源動力中心在實踐中，大力推廣油液在線綜合監(jiān)測技術(shù)的運用，取得了較好效果。
五、取得的實效
通過強化制氧設(shè)備安全管理和實施技術(shù)保安全措施，新鋼釩公司能源動力中心的制氧設(shè)備實現(xiàn)了安全、節(jié)能和高效地運行。國產(chǎn)空壓機通過實施技術(shù)攻關(guān)，如對吸入空氣潔凈度、冷卻器冷卻效率、齒輪嚙合精度、可傾軸承軸瓦等進行技術(shù)改進和葉輪內(nèi)部流道技術(shù)改造等，空壓機的連續(xù)運行周期由原來的10個月，提高至5個月，既利于公司的生產(chǎn)組織，又為企業(yè)每年節(jié)約維修費用35萬元/臺。
空氣過濾系統(tǒng)通過選用對環(huán)境適應(yīng)強的自潔式過濾技術(shù)，不但提高了過濾精度（≤2ΜM），降低了過濾阻力（0.8～1.2KPA），而且取消了使用吸風(fēng)塔操作的工藝（吸風(fēng)塔屬高危建筑，工作危險大、操作費用高）；用規(guī)整填料上塔代替了篩板上塔，實現(xiàn)了全精餾無氫制氬，取消了制氫站危險源，使上塔阻力降低到原篩板上塔的1/4～1/6，空壓機排壓由0.65MPA下降到0.61MPA，空壓機能耗節(jié)約了5%～7%，如果1臺11500KW的大型空壓機的使用壽命按20年計算的話，僅此一項就可節(jié)約運行成本4000余萬元。
六、結(jié)語
安全管理是制氧設(shè)備管理的永恒課題，應(yīng)從源頭上強化安全管理工作，重視安全管理在設(shè)計中的應(yīng)用。筆者認為，無論從制氧原理或規(guī)模上講，對大型冶金企業(yè)而言，深冷制氧法較電解法和變壓吸附法在經(jīng)濟性及安全性方面，更具有綜合的優(yōu)勢。選擇按三元流動理論設(shè)計制造的，自動化程度高的大型離心式壓縮機（空壓機、氧壓機、氮壓機等），能有效降低流體的流動阻力損失，降低噪聲，提高機組效率。強化制氧設(shè)備安全管理，有利于充分發(fā)揮投資效益，降低生產(chǎn)成本，確保企業(yè)利潤最大化。
制氧生產(chǎn)處于復(fù)雜多變的環(huán)境中，諸多不確定因素制約著安全生產(chǎn)，由于制氧設(shè)備面臨的介質(zhì)（氧、氮、氬壓縮氣體）具有爆炸的危險，氮氣、氧氣在空氣中含量大（分別為78%、21%），氮氣具有窒息性，氧氣具有強氧化性。國家《危險化學(xué)品安全管理條例》中規(guī)定：凡原料產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、最終產(chǎn)品中涉及氣體（壓縮）生產(chǎn)、經(jīng)營、儲存、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的新建、改建項目需實行生產(chǎn)許可證審批制度，進行統(tǒng)一的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、合理布局和嚴格控制。制氧生產(chǎn)中的原料產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、最終產(chǎn)品均屬危險化學(xué)品，因此，制氧設(shè)備的安全管理必須引起足夠重視。安全與環(huán)保是企業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和前提，只有安全生產(chǎn)才能保證投入產(chǎn)出的最優(yōu)化，加強制氧設(shè)備的安全管理，一直是攀枝花鋼鐵集團新鋼釩有限責(zé)任公司能源動力中心（簡稱新鋼釩公司能源動力中心）的首要工作。
1.建立高效、科學(xué)的人性化設(shè)備管理體系
制氧設(shè)備安全管理工作持久、穩(wěn)定開展，才能具備長期安全生產(chǎn)的條件，建立高效、科學(xué)的人性化設(shè)備管理體系，提高員工的責(zé)任感和技術(shù)技能，是搞好設(shè)備安全管理的保障。減少縱向管理層次，強化扁平化的管理理念，建立各司其職、高效有序、科學(xué)務(wù)實的人性化制氧設(shè)備管理體系，實現(xiàn)企業(yè)與員工的共同發(fā)展。通過制度化管理，使員工全面認識企業(yè)與個人的關(guān)系，適度調(diào)整個人期望值，強化現(xiàn)實定位，立足崗位，實現(xiàn)企業(yè)與個人期望的和諧統(tǒng)一。
2.圍繞設(shè)備管理目標(biāo)，創(chuàng)新設(shè)備管理制度
制氧設(shè)備的運行實踐表明，任何小的故障都有可能造成大面積停產(chǎn)。因此，制氧設(shè)備管理制度的制定必須貫徹精細化管理的指導(dǎo)思想，要充分體現(xiàn)專業(yè)化分工管理與專業(yè)化協(xié)作下，專業(yè)化細節(jié)決定精細化管理的思想。建立嚴于國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)內(nèi)部強制性管理制度，在制定的《管理標(biāo)準(zhǔn)及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中，充分發(fā)揮專業(yè)技術(shù)人員、專家在技術(shù)參與及技術(shù)決策中的職能作用，既要強調(diào)可操作性，又能大幅度提高技術(shù)含量，通過實施技術(shù)保安全措施，對管理制度及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)閉環(huán)內(nèi)的運作效果進行持續(xù)性改進，達到全面覆蓋、安全可靠、準(zhǔn)確有序、高效節(jié)能的運行目的。
二、加強設(shè)備管理與維修工作
1.以生產(chǎn)為龍頭，強化運行中的管理
制氧設(shè)備是以確保安全生產(chǎn)為最大原則，要保證設(shè)備不超溫、不超壓和不超流量運行，推廣電纜及電器設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)的運用，提高電器設(shè)備故障的預(yù)知預(yù)測能力，嚴格控制空氣分離裝置中的總含烴量。加強旋轉(zhuǎn)設(shè)備潤滑管理，對大型透平壓縮機的油、液實施在線監(jiān)測技術(shù)，確保設(shè)備潤滑安全可靠、經(jīng)濟高效地運行，保證運行安全。
2.強化狀態(tài)維修，確保安全運行
維修的目的是通過對設(shè)備進行維護與檢修，恢復(fù)、完善和進一步增強設(shè)備功能，避免和減少設(shè)備事故的發(fā)生。實踐證明，制氧設(shè)備并不是檢修越頻繁，設(shè)備故障就會越少，而應(yīng)按設(shè)備運行的實際工況實施狀態(tài)維修（CBM）。
新鋼釩公司能源動力中心，根據(jù)制氧設(shè)備特點及其在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要程度，實施了設(shè)備維修分類管理，制定了相應(yīng)的維修模式及檢查評估方法。根據(jù)實際情況，將制氧設(shè)備分為靜置設(shè)備及旋轉(zhuǎn)設(shè)備，對靜置設(shè)備主要采取定期維修模式，對旋轉(zhuǎn)設(shè)備采取狀態(tài)維修模式，并結(jié)合維修實績及時調(diào)整檢修頻度，對整個系統(tǒng)實施劣化趨勢分析和監(jiān)控。
三、加強靜置設(shè)備的安全管理
1.靜置設(shè)備的工作特點
制氧設(shè)備中包含大量的容器、管道及閥門等靜置設(shè)備，容器多用壓力等級高（≥16.5MPA）和高強度材料（≥540MPA）制成的，容積較大（650M3），工作溫度較低（-196℃），需要在溫差交替變化中運行（-196～30℃），使用工況特殊（與氫接觸，且含觸媒）。靜置設(shè)備的主要失效方式是因介質(zhì)腐蝕，使設(shè)備壁厚減??；在交變運行時（球罐頻繁加壓、卸壓或壓力波動大）產(chǎn)生應(yīng)力疲勞；因低溫收縮，設(shè)備產(chǎn)生應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋等。
2.加強靜置設(shè)備安全管理的措施
加強對靜置設(shè)備的焊接質(zhì)量控制、無損檢測及應(yīng)力應(yīng)變測試等，是實現(xiàn)設(shè)備安全管理的有效措施。應(yīng)力應(yīng)變測試技術(shù)能及時發(fā)現(xiàn)塔內(nèi)深冷容器及管道的異常現(xiàn)象，避免應(yīng)力變形造成的事故。采用先進的焊接技術(shù)，強化焊接工序質(zhì)量管理，擴大無損檢測技術(shù)在焊接工序、轉(zhuǎn)子探傷及設(shè)備沖刷磨損過程中的運用范圍等，都是實現(xiàn)靜置設(shè)備安全管理的重要環(huán)節(jié)和措施。
四、加強旋轉(zhuǎn)設(shè)備的安全管理
1.影響設(shè)備安全運行的主要因素
旋轉(zhuǎn)設(shè)備是制氧設(shè)備中的關(guān)鍵設(shè)備，主要包括壓縮空氣、氧氣、氮氣等大型透平壓縮機。旋轉(zhuǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)速高、安裝及運行精度要求高，加強旋轉(zhuǎn)設(shè)備的安全管理十分重要。大型透平壓縮機的運行精度主要取決于整體部件的精度，特別是轉(zhuǎn)子及齒輪軸組合件的制造質(zhì)量及安裝質(zhì)量。影響轉(zhuǎn)子及齒輪軸組合件制造質(zhì)量的主要因素是部件選材的均勻性，齒輪齒形及齒面的加工精度，轉(zhuǎn)子流道加工精度，轉(zhuǎn)子及齒輪軸組合件的靜、動平衡等。影響安裝質(zhì)量的主要因素是齒輪嚙合間隙，齒面接觸面積，軸承各部間隙及軸系的對中特性等。
2.加強設(shè)備的綜合監(jiān)測
一方面要控制透平壓縮機轉(zhuǎn)子的動、靜平衡，另一方面通過監(jiān)測，確保透平壓縮機的齒輪嚙合間隙、齒面接觸面積、軸承各部間隙以及軸系對中特性等技術(shù)指標(biāo)。大型透平壓縮機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高，保證油液的清潔度、理化指標(biāo)及油楔厚度等非常重要，采用油、液在線綜合監(jiān)測技術(shù)，如油液分析技術(shù)、光譜元素分析、PQ指數(shù)及鐵譜分析、掃描電鏡分析及振動診斷監(jiān)測等，準(zhǔn)確地監(jiān)測出油品基礎(chǔ)油及添加劑理化性能的變化趨勢，及時、有效、直觀地判斷出設(shè)備產(chǎn)生故障的原因及部位，從而預(yù)知設(shè)備劣化趨勢，準(zhǔn)確反映設(shè)備的運行狀態(tài)，隨時掌控設(shè)備的技術(shù)狀況。因此，加強設(shè)備綜合監(jiān)測，是確保旋轉(zhuǎn)設(shè)備安全運行的重要技術(shù)措施。新鋼釩公司能源動力中心在實踐中，大力推廣油液在線綜合監(jiān)測技術(shù)的運用，取得了較好效果。
五、取得的實效
通過強化制氧設(shè)備安全管理和實施技術(shù)保安全措施，新鋼釩公司能源動力中心的制氧設(shè)備實現(xiàn)了安全、節(jié)能和高效地運行。國產(chǎn)空壓機通過實施技術(shù)攻關(guān)，如對吸入空氣潔凈度、冷卻器冷卻效率、齒輪嚙合精度、可傾軸承軸瓦等進行技術(shù)改進和葉輪內(nèi)部流道技術(shù)改造等，空壓機的連續(xù)運行周期由原來的10個月，提高至5個月，既利于公司的生產(chǎn)組織，又為企業(yè)每年節(jié)約維修費用35萬元/臺。
空氣過濾系統(tǒng)通過選用對環(huán)境適應(yīng)強的自潔式過濾技術(shù)，不但提高了過濾精度（≤2ΜM），降低了過濾阻力（0.8～1.2KPA），而且取消了使用吸風(fēng)塔操作的工藝（吸風(fēng)塔屬高危建筑，工作危險大、操作費用高）；用規(guī)整填料上塔代替了篩板上塔，實現(xiàn)了全精餾無氫制氬，取消了制氫站危險源，使上塔阻力降低到原篩板上塔的1/4～1/6，空壓機排壓由0.65MPA下降到0.61MPA，空壓機能耗節(jié)約了5%～7%，如果1臺11500KW的大型空壓機的使用壽命按20年計算的話，僅此一項就可節(jié)約運行成本4000余萬元。
六、結(jié)語
安全管理是制氧設(shè)備管理的永恒課題，應(yīng)從源頭上強化安全管理工作，重視安全管理在設(shè)計中的應(yīng)用。筆者認為，無論從制氧原理或規(guī)模上講，對大型冶金企業(yè)而言，深冷制氧法較電解法和變壓吸附法在經(jīng)濟性及安全性方面，更具有綜合的優(yōu)勢。選擇按三元流動理論設(shè)計制造的，自動化程度高的大型離心式壓縮機（空壓機、氧壓機、氮壓機等），能有效降低流體的流動阻力損失，降低噪聲，提高機組效率。強化制氧設(shè)備安全管理，有利于充分發(fā)揮投資效益，降低生產(chǎn)成本，確保企業(yè)利潤最大化。
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