Безопасная эксплуатация воздушных компрессорных установок: как ее обеспечить

Воздушные компрессоры применяются в различных отраслях, в т. ч. на объектах, которые категорируются как ОПО.

До «регуляторной гильотины» действовали ПБ 03-581-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздуховодов и газопроводов». Но они отменены Постановлением Правительства РФ от 06.08.2020 № 1192. С тех пор требования по безопасной эксплуатации компрессорных установок, в т. ч. воздушных, регламентируются только ФНП отраслевой направленности.

Поэтому для того, чтобы избежать неприятностей при очередной проверке РТН, надо выяснить, какие требования распространяются на эксплуатацию воздушных компрессорных установок, и на основе этих требований разработать производственную инструкцию.

В статье рассмотрим основные правила и рекомендации по безопасной эксплуатации воздушных компрессорных установок, приведем пример производственной инструкции, где должны быть отражены эти требования.

Компрессорная установка  — это…

Компрессорная установка и ее устройство

Компрессорная установка — это система для получения сжатого воздуха с заданными параметрами. Она состоит из компрессора, привода, охладителей воздуха, влагоотделителей, ресивера, трубопроводов, запорной и предохранительной арматуры и оснащается контрольно-измерительными приборами, системами противоаварийной защиты (рис. 1).

Конфигурация компрессорных установок зависит от комплектации, поставляемой заводом-изготовителем, которая может иметь свои особенности.

Рабочие характеристики оборудования (давление, температура, мощность и размер), его тип и исполнение, а также взаимное местоположение составляющих установки зависят от мощности компрессорной установки, свойств перекачиваемой среды и т. п.

Промышленные стационарные компрессорные установки располагаются в отдельном здании или помещении производственного типа, называемом компрессорной установкой или просто компрессорной.

Компрессорные установки, как правило, оснащаются системой программного пуска и остановки компрессора.

Для контроля за режимом работы компрессора на всасывающей и нагнетательной линиях, а также после каждой ступени устанавливаются манометры и термометры.

Для контроля производительности компрессора на всасывающей линии устанавливается расходомерное устройство, а для контроля за работой холодильника — термометр (рис. 2).

Для смазки механизма движения компрессорной установки служит система смазки. Она состоит из маслонасоса (одного или двух), трубопроводов, фильтров, охладителей масла, манометра и термометра, контролирующего режим смазки.

Для некоторых моделей, особенно большой производительности, маслонасос может быть вынесен в отдельный агрегат. Также есть различные схемы предпускового нагнетания масла.

В составе компрессорной установки с водяным охлаждением есть подводящие и отводящие воду трубопроводы, запорные устройства для распределения подводимой воды в рубашки цилиндров и охладители, а также сливные воронки с фонарями для контроля количества охлаждающей воды.

Обычно число сливных трубопроводов равно количеству объектов охлаждения. В некоторых обоснованных случаях вместо воронок предусматриваются смотровые окна.

Важно!

Части компрессорного оборудования, соприкасающиеся с агрессивной средой, должны иметь антикоррозионную защиту или быть изготовленными из коррозионностойких материалов.

Стационарные компрессорные установки могут составлять отдельный технологический процесс, а могут входить в состав специальных участков или цехов для централизованного обслуживания целого производства (производство технологического воздуха и воздуха для обеспечения работы средств автоматики и контрольно-измерительных приборов).

Риски при эксплуатации воздушных компрессоров

Воздушные компрессоры представляют большую опасность, чем газовые, так как в них в результате смешения окислителя (кислорода, входящего в состав перекачиваемой среды) с небольшими количествами опасного вещества (горючих газов), попавших в компрессорную установку с забираемым воздухом или попадающих в результате термического разложения смазочных масел, могут образовываться взрывоопасные смеси. Поэтому воздух забирают из зоны, не содержащей примесей горючих газов и пыли, на высоте не менее 2–3 м от уровня земли и очищают в фильтрах различной конструкции.

При компримировании газа[1] взрывоопасная смесь может образоваться только при относительно высоких концентрациях опасного вещества (в результате аварии на компрессорной установке или близлежащей технологической установке из-за увеличения концентрации опасных веществ в зоне забора воздуха).

Повышение давления сжимаемого газа сверх допустимого значения может привести к разрыву отдельных элементов компрессорной установки. С возрастанием давления снижается также температура вспышки смазочного масла. При сжатии воздуха, если его не охлаждать, температура внутри цилиндра компрессора по мере повышения давления возрастает. При высокой температуре уменьшается вязкость смазочного масла и ускоряется его термическое разложение. При этом выделяются водород, предельные и непредельные легкие углеводороды, в т. ч. ацетилен, которые образуют с воздухом взрывоопасные смеси. При термическом разложении смазочного масла на стенках цилиндра компрессора, клапанных устройствах, промежуточных и конечных холодильников, а также в нагнетательных трубопроводах откладываются твердые продукты разложения (технический углерод (сажа), смолы, кокс, асфальтены), образующие нагар.

Присутствие в сжимаемом газе пыли, окалины и продуктов коррозии резко усиливает образование нагара, увеличивает трение, создает местные перегревы, что может привести к взрыву.

Смазочные масла при высокой температуре частично испаряются, а при излишне обильной смазке распыляются в сжимаемом воздухе в виде мельчайших брызг — тумана, образуя с воздухом взрывоопасные смеси.

Система смазки и смазочные масла

Требованиями безопасности предусмотрена подача масла внутри блоков компрессора под давлением.

Циркуляционная система смазки и промывки компрессоров снабжается фильтрующими устройствами для очистки масла от механических примесей. Для контроля давления масла устанавливаются манометры или датчики давления, а на всех линиях подачи масла в системе смазки цилиндров и сальников — обратные клапаны.

Для смазки цилиндров и сальников воздушных компрессоров применяют масла с температурой вспышки не менее чем на 20 °С выше температуры нагнетаемого газа. Как правило, температура вспышки смазочных масел, применяемых в компрессорных установках, выше 200 °С, а температура их самовоспламенения — не ниже 400 °С.

Система охлаждения предназначена для предотвращения повышения допустимой температуры, следовательно, компрессорные установки снабжают надежной системой воздушного или водяного охлаждения (в зависимости от их производительности и рабочего давления).

Температура сжимаемого воздуха не должна превышать температуру вспышки компрессорного смазочного масла и не должна превышать 160 °С, а в многоступенчатых — 140 °С. При многоступенчатом сжатии предусматриваются выносные холодильники для воздуха после каждой ступени сжатия.

Предохранительные устройства

К предохранительным устройствам, которыми оборудуются воздушные компрессорные установки, относятся предохранительные и обратные клапаны.

Для безопасной работы воздушного компрессора на всех ступенях сжатия устанавливают предохранительные клапаны, которые предназначены для автоматического сброса части воздуха при увеличении давления в системе выше нормы.

Обратные клапаны необходимы для предотвращения изменения направления движения перемещаемой среды.

Контрольно-измерительные приборы

Для обеспечения безаварийной работы компрессорные установки снабжают термометрами, манометрами (рис. 3), расходомерами и т. п., которые должны обеспечивать постоянный контроль за температурой и давлением.