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空气压缩机站爆炸的原因分析

作者:admin 来源:未知 日期:2015-10-06 19:51

润滑油是引起空气压缩机站爆炸的重要原因
众所周知,燃烧与爆炸的必要条件为:燃烧物、氧化剂(助燃剂)及燃烧源,三个条件缺少任何一个,都不会发生燃烧或爆炸。
导致空气压缩机燃烧或爆炸的燃烧物是润滑油。气缸注油润滑的空气压缩机供给气缸的润滑油大部分由活塞以油膜的形式沿气缸镜面分布,微小部分的润滑油通过活塞杆的填料函被导走。绝大部分随压缩机空气流带入排气管线(包括冷却器等辅机设备)。即使是气缸不注油的压缩机(通常称作无油润滑),当填料部件工作状态欠佳,尤其是一级气缸填料部件,机身内的润滑油将带进气缸,其数量将比注油器的注油量更多。排气管内,在气体的流动和脉动的作用下,润滑油继续向前运动。油层越厚,粘性越小,越容易流动,油膜被气流撕破、掉落的油滴被空气流带走,这种情况多在有急剧收缩的锐边处发生。管路中的铁锈和积碳的存在能够吸收润滑油,可很大程度延缓润滑油的移动过程,对油层的加厚和积碳的加剧起到了促进作用,增大了爆炸燃烧的可能性。
大量的润滑油进入气缸,再进入管路,冷却器的换热效果将降低,气液分离器的工作负荷增加,操作工人如不能及时打开排污阀门,排放油水混合物,管路系统中润滑油的含量可想而知,二级气缸将进入含有大量气态、液态润滑油,使最终排气中含有大量润滑油。
润滑油进入冷却器,使冷却器换热效率降低,致使排气温度提高,而随着温度的增加,又使空气中的润滑油的浓度增加,因为随着温度的增加,润滑油蒸汽压力很快增加。文献①记载:当压力为6kg/cm2,温度由40℃提高到80℃,压缩机油的蒸汽压力增加40~100倍,温度由80℃升到160℃,压缩机油的蒸气压力增加到250~500倍,当温度达到180℃以上时,润滑油的蒸汽压力显然将与爆炸极限相应。没有温度自动控制装置的空气压缩机,一旦发生冷却水压力降低,甚至停水事故,排气温度将迅速上升,很快就会超过200℃,达到润滑油爆炸极限。
由于使用压缩空气量的波动性,空气压缩机经常采用空转(压开吸气阀阀片)或旁通管路方式进行排气量调节,而此时注油器仍在正常工作供油,因此压缩空气中润滑油的浓度急剧增加。依据文献②数据,压缩机空转润滑油的浓度增加300~1000倍,这就是压缩机的爆炸事故多数发生在机器转入空转或满负荷运转后突然刹车时的原因。
空气中氧气的体积百分比达到20%以上,为润滑油积碳沉淀物的燃烧爆炸提供了充分的氧化剂。由于氧气的存在,润滑油会发生氧化反应,氧气在烃中比在水中更容易溶解,很容易被油吸收。随着温度的升高,氧气的溶解量逐渐增加。润滑油的氧化强度与氧气的浓度成正比,同时润滑油的氧化速度也与温度有关,温度约达到60℃,有积碳沉淀物的润滑油就已经有明显的氧化。当温度为100~150℃时,氧化速度急剧增加,氧化反应是放热的,本身又成为温度升高的因素,自燃是最危险的氧化反应过程。油与中性焦油的存在,沉淀物较高的多孔性,加强了氧化过程。压缩机运转时,润滑油的氧化过程越深入,则此油积碳沉淀物的存在越危险。较新的润滑油是深度氧化物形成的根源,同时又是防止沉淀物自燃的保护物,润滑油的深度氧化物是最危险的,除去碳化物中的油焦质后,在非燃烧的混合物内,实际上大约50℃左右就要发生自燃。在大气压下,引起沉淀物自燃不可逆过程的温度区开始于250℃~285℃,在压缩空气系统中的压力升高,则上述的区域向更低的温度侧移动,出现自燃的可能性增加。
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