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噴油螺桿空壓機的積碳問題,能夠避免嗎?

  油與壓縮空氣接觸易發生氧化反應,氧化反應的速度隨著溫度、氧的分壓力、起催化劑作用的鐵或氧化鐵的微粒的增加而增加。氧化反應會提高油的黏度,如果油在熱區停留的時間充分,就可能在壓縮機排氣系統形成積碳。這些積碳繼續氧化,而氧化反應產生放熱現象,因此,就存在著自燃的必要條件。實際上,氧化反應產生的熱一方面被積碳層上面的壓縮空氣流冷卻并帶走,同時通過積碳層傳給所處的金屬壁帶走。

  當不能及時帶走氧化反應產生的熱量,積碳層的溫度就升高,在特殊情況下,會達到積碳層自燃的溫度,而產生足夠大的熱量消弱或軟化壓力系統壁上的金屬。雖然不發生真正的爆炸,但這種器壁的突然破裂會被誤認為是爆炸。

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  一、壓力系統著火與爆炸

  1. 噴油潤滑壓縮機

  一般噴油潤滑壓縮機壓力系統的著火事故是由于積碳引起的。選擇潤滑油時,壓縮機和壓力系統都應當是清潔、無積碳的,這樣可減少著火事故。對會產生積碳的壓力系統來說,油的品級是比較重要的,而定期清洗壓力系統也同等重要。以下列出影響積碳形成的幾個因素:

  a) 給油量 供油過度會助長積碳的形成。

  b) 空氣過濾 隨空氣吸入的塵粒使油變稠,并造成油通過排氣系統熱部件的通道時間延長,增加了油氧化反應的時間,因而加速了積碳形成的速度。

  c) 溫度 明顯氧化的起始溫度與使用油的品級和種類有關。水冷壓縮機,推薦采用處理過的或去除礦物質的水,以防水道結垢。公認的起火原因之一是冷卻水中斷,引起排氣溫度急劇升高,超過壓縮機的正常溫度,當熱區內的積碳層又足夠厚時,就可能產生起火。

  排氣閥的損壞也能使排氣溫度升高,引起事故的發生;級壓力比很高的壓縮機,在冷卻不良或潤滑油過量時,會出現“壓燃”現象。在特定的情況下,壓燃引起的缸內爆燃,可變成沿著排氣管道方向的連續爆燃。

  d) 存在催化劑(例如氧化鐵)

  e) 潤滑油的錯選或黏度不合適。

  2. 噴油回轉壓縮機(特別預防)

  經驗證明,良好的設計、潤滑和維護,能使噴油回轉壓縮機避免發生著火事故。但由于油過濾器芯子引起的不正常溫度升高,加速油的氧化,也會產生著火的危險。

  分離器芯子是由化纖材料制成的油分離器,如果芯子和分離器筒體無良好的導電性并可靠接地,則當高溫高壓的油氣混合物進入分離器芯子時,可能發生靜電起火的危險(這是近年來多次發生空壓機自燃現象的一個主要因素)。

  實驗室試驗和現場經驗表明,防止發生油著火危險的三個重要因素為:

  a) 合理的設計;

  b) 選擇恰當的油;

  c) 壓縮機的正確操作與維護,特別重要的有以下幾點:保持低油耗,定期換油,保證油冷卻裝置正常工作。

  二、噴油壓縮機壓力系統的設計原則

  壓縮空氣系統中油的燃燒通常是由于積碳引起的。在壓縮空氣系統中,高溫和氧的高分壓力使油發生氧化反應。一旦油被氧化,將變得更粘稠,形成如淤泥狀的物體,最后在末級轉化成積碳。如果積碳層很厚,就可能發生自燃并引起壓力系統著火,甚至會引起爆炸。

  實踐證明,壓縮機排氣系統熱區的設計對積炭的形成有決定性影響,因為排氣系統的設計決定了油微粒通過熱區需要的時間。壓縮機排氣法蘭或排氣閥的一些潤滑油被霧化成小的微粒,直接隨壓縮空氣被快速送到壓力系統的冷區而不與熱壁相接觸。由于這部分油很快通過熱壓力區,因而實際上不發生氧化作用。較大的油微粒具有較大的質量和慣性,無法被氣流帶走,因此沉積在熱區的壁上,與空氣接觸的時間足夠長,因而發生氧化反應并發生分解。

  三、避免積炭自燃和油爆炸措施

  主要有兩種方法可以把停留在壁面上的油迅速轉移到冷區。通常,應同時利用如下兩個方法,使壓縮空氣系統的熱區保持干凈:

  a) 使部分油氣化。

  b) 把壓力系統內部設計成可借助壓縮空氣的脈動作用及重力作用,促使油沿著壁面向冷區移動。

  空壓機配件網站小編調查表明,如果按照上文要求選擇潤滑油,同時噴油潤滑往復壓縮機的管道及其他元件中壓縮空氣的速度大于8m/s,壓縮機排氣系統就能保持干凈、無沉積物。在這種空氣速度下,任何沉積在垂直壁面上的油都將向上移動。當然,在可能的情況下,氣流應向下流動,這樣重力將有助于油的移動。最佳的后冷卻器結構應是壓縮空氣在管內、冷卻劑在管外。這種布置對于窄管結構的后冷卻器具有良好的壓力脈動阻尼作用。連接壓縮機和后冷卻器的管路長度必須設計成能夠獲得最大的壓力脈動阻尼。為了充分利用上述脈動阻尼現象,每臺壓縮機應有適用的后冷卻器和儲氣罐,同時這種布置也有利于使用和維護。

  總之,壓縮機屬于特種行業設備,其壓力容器的自燃和爆炸。近年來,有多次報到,已引起安全主管部門的高度重視,在當前國家應急管理系統中,對壓縮機不論是制造企業、還是終端用戶,都需要高度重視,務必做到本質安全。


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