Los compresores son equipos de energía esenciales en la producción química y petroquímica. Desde una perspectiva energética, los compresores son máquinas que convierten la energía cinética de un motor primario en energía de presión de un gas. Con el avance de la ciencia y la tecnología, la aplicación de energía de presión se está generalizando cada vez más, lo que convierte a los compresores en un equipo esencial en muchos sectores del desarrollo económico nacional. Durante el funcionamiento, los compresores están sujetos a determinadas averías e incluso a accidentes. Este artículo se centra en accidentes pasados por combustión y explosión de compresores, así como en fallas mecánicas de los compresores.
Accidentes por combustión y explosión.
En la producción química y petroquímica, los accidentes por combustión y explosión de compresores son extremadamente peligrosos. No sólo afectan gravemente a la producción segura y estable y causan pérdidas económicas extremadamente graves, sino que también provocan víctimas y daños a los edificios. Por lo tanto, los accidentes por combustión y explosión de compresores han atraído gran atención.
El medio comprimido utilizado en los compresores petroquímicos es principalmente gas inflamable y explosivo, que es extremadamente propenso a sufrir fugas a alta presión. El gas combustible se escapa a través de defectos como juntas de cilindros, válvulas de admisión y escape, bridas, soldaduras y sellos en equipos y tuberías. La fatiga y la fractura de los componentes del compresor pueden provocar que el gas a alta presión se escape a la fábrica. El aire también puede ingresar al sistema del compresor, formando una mezcla explosiva. Si se realiza una operación, mantenimiento o revisión inadecuados, la mezcla de gas inflamable y aire, que alcanza el límite explosivo, puede arder violentamente al entrar en contacto con una fuente de fuego, causando potencialmente una explosión.
En los compresores de oxígeno, si el flujo de oxígeno se mezcla con gases inflamables, grasa, óxido, restos de papel y otras impurezas y objetos metálicos, y el lubricante se interrumpe repentinamente o se suministra de forma insuficiente, se puede provocar un "rechinado en seco" del cilindro, lo que provoca altas temperaturas. Bajo alta presión y alta temperatura, los materiales combustibles en el cilindro reaccionan rápidamente con el oxígeno, provocando una combustión espontánea. La acumulación de calor y el efecto de apoyo de la combustión del oxígeno a alta presión pueden intensificar la combustión y provocar accidentes extremadamente graves por combustión de cilindros y explosiones.
La lubricación de cilindros para compresores petroquímicos y compresores de aire generalmente se realiza con aceite mineral, una sustancia inflamable. Cuando la temperatura del gas aumenta drásticamente, superando el punto de inflamación del lubricante, se produce una oxidación intensa, lo que supone un riesgo de combustión y explosión. Además, las moléculas de lubricante suspendidas, bajo alta temperatura y presión, reaccionan fácilmente con el oxígeno del aire. Esto es particularmente cierto en la película de aceite que se adhiere a las superficies metálicas calientes de las válvulas y tubos de escape, donde la oxidación se exacerba y genera ácidos, asfalto y otros compuestos. Estos compuestos se combinan con el polvo del gas y las partículas metálicas generadas por la fricción mecánica, depositándose como depósitos de carbón en la culata del cilindro, ranuras de los anillos del pistón, válvulas, tubos de escape, tanques de compensación, separadores de agua y aceite y tanques de gasolina.
Los depósitos de carbón son inflamables y pueden arder espontáneamente o incluso explotar en condiciones tales como sobrecalentamiento a alta temperatura, impacto mecánico accidental, choque del flujo de aire, cortocircuitos eléctricos, incendios externos y chispas estáticas. La combustión de depósitos de carbón produce grandes cantidades de CO. Cuando el contenido de CO en el sistema del compresor alcanza entre el 15% y el 75%, puede ocurrir una explosión, liberando una gran cantidad de calor y generando una poderosa onda de choque. Debido al rápido aumento de la presión y la temperatura del gas y a la rápida expansión de los productos de combustión, la onda de choque se propaga a velocidades supersónicas a lo largo de la dirección del flujo del gas comprimido, provocando múltiples explosiones continuas.
Durante el arranque del compresor, el aire en el sistema del compresor no se reemplaza con gas inerte o el reemplazo es incompleto (el contenido de oxígeno excede el 4% o hay impurezas combustibles residuales) antes del arranque; por falta de conocimiento operativo, la válvula de salida y la válvula de derivación del compresor (o máquina de hacer hielo) no se abren, provocando sobrepresión; durante el funcionamiento, la instrumentación del sistema de regulación de gas del compresor falla, provocando que la presión del gas sea demasiado alta, etc., lo que provocará accidentes de combustión y explosión.
