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一言不合就爆炸?對(duì)空壓機(jī)多一分了解,就多一道護(hù)身符

   【壓縮機(jī)網(wǎng)空壓機(jī)的爆炸事故,近期在國(guó)內(nèi)企業(yè)曾發(fā)生過(guò)數(shù)起,給企業(yè)造成較大的損失,在國(guó)外也有發(fā)生爆炸事故的統(tǒng)計(jì)。2016年底了,中國(guó)壓縮機(jī)網(wǎng)溫馨提示您:切實(shí)保障空壓機(jī)的安全運(yùn)行,過(guò)一個(gè)平安年。
 
  由于空氣壓縮機(jī)采用壓縮機(jī)油作潤(rùn)滑油,壓縮機(jī)油隨壓縮機(jī)壓氣過(guò)程,沿著整個(gè)排汽通道形成油沉積物,這個(gè)沉積物稱之為積碳。它在一定條件下能發(fā)生自燃,從而導(dǎo)致空氣壓縮機(jī)裝置爆炸。汽缸、汽室、管路、冷卻器和儲(chǔ)氣罐等有積碳的地方都有可能發(fā)生爆炸。
 
  一、空氣壓縮機(jī)爆炸原因分析
 
  壓縮機(jī)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、磨損的金屬粒混合在一起而加重。這些變質(zhì)和加重的壓縮機(jī)油被排出氣缸后,就在排氣通路經(jīng)過(guò)的各個(gè)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(jī)冷卻系統(tǒng)帶走,達(dá)到熱平衡,不會(huì)產(chǎn)生自燃現(xiàn)象。當(dāng)空氣壓縮機(jī)工作壓力或溫度急劇增高,沉積物達(dá)到一定厚度時(shí),將打破散熱平衡而造成沉積物自動(dòng)加熱,在排氣系統(tǒng)內(nèi)達(dá)到自燃,導(dǎo)致空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的爆炸。
 
  誘發(fā)空氣壓縮機(jī)爆炸的主要因素
 
  1) 若壓縮空氣的溫度超過(guò)某一個(gè)極限值時(shí),將會(huì)促成沉積物加速氧化自動(dòng)加熱,以致引起自燃。這個(gè)極限值是個(gè)變值,與沉積物的厚度密切相關(guān)。因此,促發(fā)空氣壓縮機(jī)爆炸的主要因素是空氣壓縮機(jī)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(shuō),如果排氣溫度不增加而沉積物厚度不斷增加,將會(huì)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(shí),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(jī)爆炸的又一因素。一礦空壓機(jī)幾次發(fā)生的釋壓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(diǎn)沉積物厚度大于2mm ,極限自燃溫度在150℃。后風(fēng)包爆炸點(diǎn)的沉積物厚度大于3mm ,極限自燃溫度在115℃。
 
  3) 當(dāng)壓縮空氣的流速降低時(shí),將會(huì)使這里的壓縮空氣溫度升高,對(duì)于多臺(tái)空氣壓縮機(jī)組成的壓風(fēng)系統(tǒng),這種現(xiàn)象z*容易發(fā)生。另外,壓縮空氣流速降低時(shí)也會(huì)使沉積物自燃溫度界限下降。所以,二級(jí)排氣缸至儲(chǔ)氣罐一段是z*敏感地域,冷卻器和儲(chǔ)氣罐z*容易發(fā)生爆炸。如果排氣總管內(nèi)積碳相當(dāng)厚,在空氣壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或進(jìn)行工況調(diào)節(jié)時(shí),這時(shí)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(xiǎn)??諝鈮嚎s機(jī)爆炸的時(shí)間z*容易發(fā)生在礦井負(fù)荷降低的時(shí)間內(nèi)。交接班時(shí)間是空氣壓縮機(jī)爆炸的危險(xiǎn)時(shí)間段。
 
  4) 由于吸入空氣溫度增加后,在壓縮過(guò)程中產(chǎn)生大量過(guò)熱水蒸氣,疏松的沉積物大量吸附過(guò)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(jī)爆炸。
 
  5)在空氣壓縮機(jī)開(kāi)始卸荷的瞬間,二級(jí)吸氣閥動(dòng)作時(shí)間比一級(jí)吸氣閥滯后1.5-2s,仍處在正常工作狀態(tài),造成二級(jí)排氣溫度急劇升高;當(dāng)卸荷終了開(kāi)始恢復(fù)正常工作時(shí),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(jí)排氣溫度可達(dá)250℃。因此,頻繁卸荷也可能促發(fā)空氣壓縮機(jī)爆炸。沉積物在自燃后產(chǎn)生大量的一氧化碳,當(dāng)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(yù)防空壓機(jī)爆炸的措施
 
  1、制度層面上
 
  1.1 加強(qiáng)設(shè)備檢修維護(hù)管理
 
  空壓機(jī)各部件的狀況,要定期驗(yàn)證,要制定完整的大中修計(jì)劃,項(xiàng)目要具體,有驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。尤其是定期清炭工作要有專人負(fù)責(zé)驗(yàn)收。吸氣口不應(yīng)設(shè)在室內(nèi),并保證規(guī)定的吸入量,防止空氣濾清器堵塞而減少進(jìn)氣量,造成排氣溫升高。加強(qiáng)水冷卻,保證冷卻槽進(jìn)出口水溫差不高于10℃,即使夏季時(shí)冷卻槽出口水溫也不得超過(guò)50℃。定期清除壓縮機(jī)內(nèi)部積炭,一般每600h檢查清掃排氣閥,每4000h換新排氣閥。
 
  1.2 加強(qiáng)操作管理
 
  空壓機(jī)可作為危險(xiǎn)源點(diǎn)來(lái)對(duì)待,因此要求操作人員要經(jīng)培訓(xùn)后持證上崗。操作人員在嚴(yán)格按操作規(guī)程操作的同時(shí),要能夠?qū)σ话憧諌簷C(jī)故障進(jìn)行判定和處理。要求操作人員對(duì)空壓機(jī)工作原理、爆炸起因、合理注油、定時(shí)排污、嚴(yán)格執(zhí)行開(kāi)停機(jī)制度等要有明確的認(rèn)識(shí)。
 
  1.3 提高空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控能力
 
  在保證空壓機(jī)空氣冷卻、溫度壓力儀表顯示、安全閥等基本安全設(shè)施的基礎(chǔ)上,還應(yīng)在排氣閥出口管線接連處,裝自動(dòng)溫度報(bào)警器,嚴(yán)格控制溫度不超過(guò)規(guī)定的150℃。
 
  2、實(shí)際操作中,預(yù)防空氣壓縮機(jī)爆炸的主要措施:
 
  2.1 防止產(chǎn)生積碳的措施
 
  嚴(yán)格控制排氣溫度,雙缸不得超過(guò)160℃。
 
  使用閃點(diǎn)不低于215℃,經(jīng)化驗(yàn)合格的壓縮機(jī)油。壓縮機(jī)油不得與其它潤(rùn)滑油混雜存放。
 
  汽缸、吸排氣閥不許使用普通機(jī)械油。
 
  經(jīng)常清洗排氣閥和閥室。
 
  以定期清理排氣管路、冷卻器芯子和后風(fēng)包。
 
  對(duì)每臺(tái)空氣壓縮機(jī)的單位運(yùn)行時(shí)間內(nèi)耗油量進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)對(duì)耗油量異常增加要停機(jī)檢查空壓機(jī)的密封情況。
 
  2.2 濾風(fēng)器、冷卻器和儲(chǔ)氣罐的安全使用
 
  濾風(fēng)器的功能是清除吸入空氣中的灰塵和雜質(zhì)。當(dāng)含有灰塵和雜質(zhì)的空氣被吸入汽缸后,不但會(huì)造成汽缸鏡面和活塞桿的磨損,同時(shí)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(jī)效率降低1% 。
 
  通常在金屬網(wǎng)濾風(fēng)器上浸錠子油,當(dāng)污濁空氣通過(guò)時(shí),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(jī)z*后一級(jí)排氣溫度達(dá)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(fēng)包和管路中將會(huì)形成易燃物,而水蒸氣帶到風(fēng)包和管路中凝結(jié)成水造成水擊,若后風(fēng)包距離空氣壓縮機(jī)較近,溫度不能有效降低,將會(huì)促進(jìn)易燃物的自燃,加劇水沖擊。
 
  所有后冷卻器可有效地保護(hù)風(fēng)包。風(fēng)包主要用來(lái)儲(chǔ)存一定量的壓縮空氣,保持供氣平衡,穩(wěn)定壓力波動(dòng),同時(shí)還可以除去壓縮空氣中的油、水。濾風(fēng)器、冷卻器和儲(chǔ)氣罐累計(jì)運(yùn)行350-400h要進(jìn)行清感洗。
 
  2.3 防止空氣壓縮機(jī)爆炸的主要措施
 
  儲(chǔ)氣罐的容積盡良小。
 
  儲(chǔ)氣罐的安裝應(yīng)當(dāng)避開(kāi)共振點(diǎn)。
 
  使用后冷卻器,使儲(chǔ)氣罐的溫度降知100-110℃,則沉積為自燃就可避免。
 
  空壓機(jī)織儲(chǔ)氣罐間的管路必須避免出現(xiàn)急劇擴(kuò)張、突起部分。
 
  使用合格的潤(rùn)滑油,司機(jī)應(yīng)控制好耗油量。
 
  經(jīng)常清洗油水分離器,排法放油水分離器、儲(chǔ)氣罐、冷卻器中的潤(rùn)滑油。
 
  杜絕汽缸內(nèi)串入機(jī)油。
 
  吸入干凈的冷空氣。
 
  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℃。
 
  使用軟化處理水。無(wú)條件使用軟化水時(shí),要盡量少補(bǔ)充冷卻水,做到冷卻水循環(huán)使用不外流。
 
  堅(jiān)持使用超高溫報(bào)警停機(jī)。
 
  對(duì)濾風(fēng)器、管路、風(fēng)包、冷卻器和管網(wǎng)水垢定期清洗。清洗工序?yàn)?% 苛性鈉浸泡8小時(shí),然后清水沖洗,z*后高溫干燥壓風(fēng)吹干。
 
  定期檢修整定安全保護(hù)裝置,對(duì)一級(jí)排氣安全閥定期卸下進(jìn)行整定效驗(yàn)。
 
  三、典型案例分析
 
  1、案例:某企業(yè)空壓機(jī)車間,一臺(tái)L5.540/8空壓機(jī)發(fā)生爆炸事故。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查統(tǒng)計(jì),空壓機(jī)供氣系統(tǒng)主要損壞形態(tài)有:
 
  空壓車間:空壓機(jī)二級(jí)缸下部缸體、基座爆裂,閥室爆出,后冷卻器爆裂、內(nèi)芯爆出。二級(jí)缸至冷卻器間的補(bǔ)償器爆裂,鑄鐵管道爆裂,且此區(qū)段的油泥、結(jié)焦物等大量存在。廠房墻體上部隔斷墻大部分塌落。
 
  管網(wǎng):從空壓機(jī)車間至用氣戶間約200m,Dg219mm管道三分之二出現(xiàn)接口開(kāi)焊,從支架上墜落地面。管道接口無(wú)坡口,焊縫高度3mm且部分焊肉與管道相熔不足。
 
  2、損壞狀態(tài)分析
 
  從損壞形態(tài)(a)分析,在空壓機(jī)車間內(nèi)為爆炸源點(diǎn)。二級(jí)缸至后冷卻器為爆炸的區(qū)段和破壞形式,所以造成該區(qū)段設(shè)備的嚴(yán)重破損。爆炸沖擊波使廠房墻體強(qiáng)度薄弱的部分,受沖擊損壞塌落。
 
  管網(wǎng)損壞是由于焊縫強(qiáng)度不足,受爆炸氣體沖擊波的波及造成焊口撕裂。另外加上管道在支架上固定不牢,管道多彎曲布置受力不均,造成管道受沖擊后彈起墜落。
 
  3、爆炸起因分析
 
  從現(xiàn)場(chǎng)油污、中冷卻器結(jié)焦物(34mm厚)、閥室(積油嚴(yán)重,局部油泥厚度達(dá)10mm)來(lái)看,說(shuō)明該空壓機(jī)注油器注油量大和定時(shí)排污不及時(shí)、檢修清炭不徹底,造成油泥、結(jié)焦、積炭量大。
 
  空壓機(jī)進(jìn)風(fēng)口設(shè)置于臨近化鐵車間,粉塵量大,易堵塞空氣濾清器,造成進(jìn)氣量小、排氣升溫高。另外,從結(jié)焦物的成分檢查證明有小顆粒狀灰塵,灰塵與潤(rùn)滑油結(jié)合易生成油泥和結(jié)焦等,不利于壓縮空氣冷卻。結(jié)焦物和積炭會(huì)使排氣閥不嚴(yán),產(chǎn)生漏氣造成排氣升溫,因而具有產(chǎn)生高溫的條件。
 
  該空壓機(jī)氣缸潤(rùn)滑采用HS-13號(hào)壓縮機(jī)油,無(wú)油品合格證及化驗(yàn)單。后經(jīng)油品化驗(yàn)該油,機(jī)雜和灰份均超標(biāo),熱氧化安定性指標(biāo)受條件所限沒(méi)有做。該油品與現(xiàn)今LDAB空氣壓縮機(jī)油相比,由于其生成積炭速度快已被淘汰,因而使用老牌號(hào)油品是積炭增多的原因之一。
 
  綜合起來(lái),由于空壓機(jī)氣缸潤(rùn)滑用油管理不規(guī)范,操作、檢修等問(wèn)題,造成空壓機(jī)積炭生成量大、排氣溫度高,在二級(jí)缸排氣閥處產(chǎn)生積炭和火點(diǎn),潤(rùn)滑油在高溫下熱氧化分解加劇,當(dāng)產(chǎn)生的輕質(zhì)炭化氫和游離炭在壓縮空氣中達(dá)到爆炸界限時(shí),而形成爆炸。所以說(shuō)積炭和局部過(guò)熱是產(chǎn)生爆炸的主要起因,運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)異常不及時(shí)也是事故原因之一。
 
  四、結(jié)論
 
  本文對(duì)空壓機(jī)爆炸原因進(jìn)行分析,描述了燃燒爆炸發(fā)生的機(jī)理及預(yù)防措施。這些措施對(duì)于改善空壓機(jī)運(yùn)行工況, 避免空壓機(jī)燃燒爆炸起到相當(dāng)大的作用。

標(biāo)簽: 壓縮機(jī)空壓機(jī)  

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