【壓縮機網(wǎng)】空壓機的爆炸事故，近期在國內(nèi)企業(yè)曾發(fā)生過數(shù)起，給企業(yè)造成較大的損失，在國外也有發(fā)生爆炸事故的統(tǒng)計。2016年底了，中國壓縮機網(wǎng)溫馨提示您：切實保障空壓機的安全運行，過一個平安年。

 

　　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

 

　　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?；旌显谝黄鸲又亍＿@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。

 

　　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z*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z*敏感地域，冷卻器和儲氣罐z*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z*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、預防空壓機爆炸的措施

 

　　1、制度層面上

 

　　1.1 加強設備檢修維護管理

 

　　空壓機各部件的狀況，要定期驗證，要制定完整的大中修計劃，項目要具體，有驗收標準。尤其是定期清炭工作要有專人負責驗收。吸氣口不應設在室內(nèi)，并保證規(guī)定的吸入量，防止空氣濾清器堵塞而減少進氣量，造成排氣溫升高。加強水冷卻，保證冷卻槽進出口水溫差不高于10℃，即使夏季時冷卻槽出口水溫也不得超過50℃。定期清除壓縮機內(nèi)部積炭，一般每600h檢查清掃排氣閥，每4000h換新排氣閥。

 

　　1.2 加強操作管理

 

　　空壓機可作為危險源點來對待，因此要求操作人員要經(jīng)培訓后持證上崗。操作人員在嚴格按操作規(guī)程操作的同時，要能夠?qū)σ话憧諌簷C故障進行判定和處理。要求操作人員對空壓機工作原理、爆炸起因、合理注油、定時排污、嚴格執(zhí)行開停機制度等要有明確的認識。

 

　　1.3 提高空壓機運行狀態(tài)的監(jiān)控能力

 

　　在保證空壓機空氣冷卻、溫度壓力儀表顯示、安全閥等基本安全設施的基礎上，還應在排氣閥出口管線接連處，裝自動溫度報警器，嚴格控制溫度不超過規(guī)定的150℃。

 

　　2、實際操作中，預防空氣壓縮機爆炸的主要措施：

 

　　2.1 防止產(chǎn)生積碳的措施

 

　　嚴格控制排氣溫度，雙缸不得超過160℃。

 

　　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。

 

　　汽缸、吸排氣閥不許使用普通機械油。

 

　　經(jīng)常清洗排氣閥和閥室。

 

　　以定期清理排氣管路、冷卻器芯子和后風包。

 

　　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。

 

　　2.2 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z*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。

 

　　2.3 防止空氣壓縮機爆炸的主要措施

 

　　儲氣罐的容積盡良小。

 

　　儲氣罐的安裝應當避開共振點。

 

　　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。

 

　　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。

 

　　使用合格的潤滑油，司機應控制好耗油量。

 

　　經(jīng)常清洗油水分離器，排法放油水分離器、儲氣罐、冷卻器中的潤滑油。

 

　　杜絕汽缸內(nèi)串入機油。

 

　　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。

 

　　堅持使用超高溫報警停機。

 

　　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，z*后高溫干燥壓風吹干。

 

　　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。

 

　　三、典型案例分析

 

　　1、案例：某企業(yè)空壓機車間，一臺L5.540/8空壓機發(fā)生爆炸事故。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查統(tǒng)計，空壓機供氣系統(tǒng)主要損壞形態(tài)有：

 

　　空壓車間：空壓機二級缸下部缸體、基座爆裂，閥室爆出，后冷卻器爆裂、內(nèi)芯爆出。二級缸至冷卻器間的補償器爆裂，鑄鐵管道爆裂，且此區(qū)段的油泥、結焦物等大量存在。廠房墻體上部隔斷墻大部分塌落。

 

　　管網(wǎng)：從空壓機車間至用氣戶間約200m，Dg219mm管道三分之二出現(xiàn)接口開焊，從支架上墜落地面。管道接口無坡口，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，在空壓機車間內(nèi)為爆炸源點。二級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)段設備的嚴重破損。爆炸沖擊波使廠房墻體強度薄弱的部分，受沖擊損壞塌落。

 

　　管網(wǎng)損壞是由于焊縫強度不足，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)場油污、中冷卻器結焦物（34mm厚）、閥室（積油嚴重，局部油泥厚度達10mm）來看，說明該空壓機注油器注油量大和定時排污不及時、檢修清炭不徹底，造成油泥、結焦、積炭量大。

 

　　空壓機進風口設置于臨近化鐵車間，粉塵量大，易堵塞空氣濾清器，造成進氣量小、排氣升溫高。另外，從結焦物的成分檢查證明有小顆粒狀灰塵，灰塵與潤滑油結合易生成油泥和結焦等，不利于壓縮空氣冷卻。結焦物和積炭會使排氣閥不嚴，產(chǎn)生漏氣造成排氣升溫，因而具有產(chǎn)生高溫的條件。

 

　　該空壓機氣缸潤滑采用HS-13號壓縮機油，無油品合格證及化驗單。后經(jīng)油品化驗該油，機雜和灰份均超標，熱氧化安定性指標受條件所限沒有做。該油品與現(xiàn)今LDAB空氣壓縮機油相比，由于其生成積炭速度快已被淘汰，因而使用老牌號油品是積炭增多的原因之一。

 

　　綜合起來，由于空壓機氣缸潤滑用油管理不規(guī)范，操作、檢修等問題，造成空壓機積炭生成量大、排氣溫度高，在二級缸排氣閥處產(chǎn)生積炭和火點，潤滑油在高溫下熱氧化分解加劇，當產(chǎn)生的輕質(zhì)炭化氫和游離炭在壓縮空氣中達到爆炸界限時，而形成爆炸。所以說積炭和局部過熱是產(chǎn)生爆炸的主要起因，運行人員發(fā)現(xiàn)異常不及時也是事故原因之一。

 

　　四、結論

 

　　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。