長沙昱霆機電有限公司
Changsha Yuting electromechanical Co., Ltd
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由于空氣壓縮機采用壓縮機油作潤滑油，壓縮機油隨壓縮機壓氣過程，沿著整個排汽通道形成油沉積物，這個沉積物稱之為積碳。它在一定條件下能發(fā)生自燃，從而導致空氣壓縮機裝置爆炸。汽缸、汽閥室、管路、冷卻器和儲氣罐等有積碳的地方都有可能發(fā)生爆炸。
一、空氣壓縮機爆炸原因分析
1 空氣壓縮機爆炸原因
壓 縮機油在氣缸內(nèi)受高溫高壓作用，發(fā)生蒸發(fā)、分餾和氧化形成酸瀝青和其它一些化合物。這些物質(zhì)在缸體內(nèi)形成變質(zhì)的油霧，并和空氣中的灰塵、磨損的金屬�；旌� 在一起而加重。這些變質(zhì)和加重的壓縮機油被排出氣缸后，就在排氣通路經(jīng)過的各個部位器壁上形成沉積物－積碳。正常情況下，所產(chǎn)生的熱量被空氣壓縮機冷卻系 統(tǒng)帶走，達到熱平衡，不會產(chǎn)生自燃現(xiàn)象。當空氣壓縮機工作壓力或溫度急劇增高，沉積物達到一定厚度時，將打破散熱平衡而造成沉積物自動加熱，在排氣系統(tǒng)內(nèi) 達到自燃，導致空氣壓縮機系統(tǒng)的爆炸。
2 誘發(fā)空氣壓縮機爆炸的主要因素
1)若壓縮空氣的溫度超過某一個極限值時，將會促成沉積物加速氧化自動加熱，以致引起自燃。這個極限值是個變值，與沉積物的厚度密切相關。因此，促發(fā)空氣壓縮機爆炸的主要因素是空氣壓縮機的溫度。
2) 沉積物的厚度直接影響其自燃溫度極限值。也就是說，如果排氣溫度不增加而沉積物厚度不斷增加，將會降低沉積物自燃溫度界限而發(fā)生自燃。沉積物越厚，自燃極 限溫度越低；沉積物越薄，自燃極限溫度越高。如沉積物的厚度為1mm時，極限自燃溫度為160℃。因而，沉積物的厚度是促發(fā)空氣壓縮機爆炸的又一因素。一 礦空壓機幾次發(fā)生的釋壓閥和后冷卻器爆炸事故，經(jīng)事后分析推算，中間冷卻器爆炸點沉積物厚度大于2mm ，極限自燃溫度在150℃。后風包爆炸點的沉積物厚度大于3mm ，極限自燃溫度在115℃。
3)當壓縮空氣的流速降低時，將會使這里的壓縮空氣 溫度升高，對于多臺空氣壓縮機組成的壓風系統(tǒng)，這種現(xiàn)象最容易發(fā)生。另外，壓縮空氣流速降低時也會使沉積物自燃溫度界限下降。所以，二級排氣缸至儲氣罐一 段是最敏感地域，冷卻器和儲氣罐最容易發(fā)生爆炸。如果排氣總管內(nèi)積碳相當厚，在空氣壓縮機停止運轉(zhuǎn)或進行工況調(diào)節(jié)時，這時的流速突然下降或降至為零，極易 發(fā)生沉積物自燃爆炸的危險。空氣壓縮機爆炸的時間最容易發(fā)生在礦井負荷降低的時間內(nèi)。交接班時間是空氣壓縮機爆炸的危險時間段。
4)由于吸入空氣溫度增加后，在壓縮過程中產(chǎn)生大量過熱水蒸氣，疏松的沉積物大量吸附過熱水蒸氣并散出熱量，使排氣溫度升高而造成沉積物自燃。雨天和霧天也易發(fā)生空氣壓縮機爆炸。
5) 在空氣壓縮機開始卸荷的瞬間，二級吸氣閥動作時間比一級吸氣閥滯后1.5－2s，仍處在正常工作狀態(tài)，造成二級排氣溫度急劇升高；當卸荷終了開始恢復正常 工作時，被切斷的這段空氣受氣缸與活塞加熱，溫度由常溫升至150℃，吸入高溫、空氣其二級排氣溫度可達250℃。因此，頻繁卸荷也可能促發(fā)空氣壓縮機爆 炸。沉積物在自燃后產(chǎn)生大量的一氧化碳，當壓縮空氣中含有1.5% －7.5% 的一氧化碳即可發(fā)生爆炸。
二、 預防空氣壓縮機爆炸的主要措施
1 防止產(chǎn)生積碳的措施
1)嚴格控制排氣溫度，雙缸不得超過160℃。
2)使用閃點不低于215℃，經(jīng)化驗合格的壓縮機油。壓縮機油不得與其它潤滑油混雜存放。
3)汽缸、吸排氣閥不許使用普通機械油。
4)經(jīng)常清洗排氣閥和閥室。
5)以定期清理排氣管路、冷卻器芯子和后風包。
6)對每臺空氣壓縮機的單位運行時間內(nèi)耗油量進行記錄、統(tǒng)計對耗油量異常增加要停機檢查空壓機的密封情況。
2 濾風器、冷卻器和儲氣罐的安全使用
濾 風器的功能是清除吸入空氣中的灰塵和雜質(zhì)。當含有灰塵和雜質(zhì)的空氣被吸入汽缸后，不但會造成汽缸鏡面和活塞桿的磨損，同時由于汽缸內(nèi)的高溫，雜質(zhì)和油混合 物易粘附在氣閥、汽缸壁和活塞槽中形成積垢，滯死活塞環(huán)。吸入空氣溫度每提高3℃，空氣壓縮機效率降低1% 。通常在金屬網(wǎng)濾風器上浸錠子油，當污濁空氣通過時，灰塵和雜質(zhì)經(jīng)網(wǎng)的阻隔，油的吸附作用使之粘在鐵絲網(wǎng)上。清洗濾網(wǎng)用1%－5% 的苛性鈉溶液煮沸清洗。由于活塞式空氣壓縮機最后一級排氣溫度達140－160℃，在此溫度下壓縮空氣中的油質(zhì)、水分均為氣態(tài)，氣態(tài)的油帶到風包和管路中 將會形成易燃物，而水蒸氣帶到風包和管路中凝結(jié)成水造成水擊，若后風包距離空氣壓縮機較近，溫度不能有效降低，將會促進易燃物的自燃，加劇水沖擊。所有后 冷卻器可有效地保護風包。風包主要用來儲存一定量的壓縮空氣，保持供氣平衡，穩(wěn)定壓力波動，同時還可以除去壓縮空氣中的油、水。濾風器、冷卻器和儲氣罐累 計運行350－400h要進行清感洗。
3 防止空氣壓縮機爆炸的主要措施
1)儲氣罐的容積盡良小。
2)儲氣罐的安裝應當避開共振點。
3)使用后冷卻器，使儲氣罐的溫度降知100－110℃，則沉積為自燃就可避免。
4)空壓機織儲氣罐間的管路必須避免出現(xiàn)急劇擴張、突起部分。
5)使用合格的潤滑油，司機應控制好耗油量。
6)經(jīng)常清洗油水分離器，排法放油水分離器、儲氣罐、冷卻器中的潤滑油。
7)杜絕汽缸內(nèi)串入機油。
8)吸入干凈的冷空氣。
9)冷卻水壓力在0.1－0.15MPa，溫度不高于35℃，入水和回水溫度在6－12℃。
10)使用軟化處理水。無條件使用軟化水時，要盡量少補充冷卻水，做到冷卻水循環(huán)使用不外流。
11)堅持使用超高溫報警停機。
12)對濾風器、管路、風包、冷卻器和管網(wǎng)水垢定期清洗。清洗工序為5% 苛性鈉浸泡8小時，然后清水沖洗，最后高溫干燥壓風吹干。
13)定期檢修整定安全保護裝置，對一級排氣安全閥定期卸下進行整定效驗。
3 總結(jié)
本文對空壓機爆炸原因進行分析，描述了燃燒爆炸發(fā)生的機理及預防措施。這些措施對于改善空壓機運行工況, 避免空壓機燃燒爆炸起到相當大的作用。
