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空压机管路着火原因分析  

2017-01-08 19:24:45|  分类: 06专业资料 |  标签: |举报 |字号 订阅

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空压机管路着火原因分析

http://www.ecoair.cn/technicaldoc_view.asp?id=32

来源:《压缩机》 发布:艾高 时间:2011-12-16

空压机管路着火的根本原因是排气温度过高。排气温度过高会使压缩机气阀、气缸、活塞和管道积碳增加过快,增加空压机管道内积碳着火的可能。

特别严重的是积碳燃烧能导致压缩机产生燃烧爆炸事故,损坏设备,影响人身安全。空压机发生排气管燃烧事件屡见不鲜(特别是玻璃瓶厂,有些轴承厂过去也经常发生空压机管路着火事件,储气罐的灰漆很快变成白色,且脱落)

压缩机中积碳形成的原因比较复杂,主要是空气压缩机内部润滑系统用油常以雾状形式与高温、高压、高极份的空气和金属催化剂相接触,使润滑油迅速氧化变质。另一方面,润滑油不断蒸发,使较重组分的油残留在活塞顶部、排气阀腔和排气通道中不断受热分解,脱氢聚合。

普通的压缩机润滑油,在气缸表面形成一层油膜,另一些润滑油的分子悬浮存在气缸活塞端面、活塞环槽、排气管、阀门、储气罐及分离器中,在热空气的作用下氧化成为碳化物,这种碳化物逐渐增多就成为积碳,积碳具有可堪性。当积碳积累到一定厚度时,容易引起燃烧和爆炸。有的空压机积碳严重,排气温度很高,压缩机二级阀腔和排气管道有大量压缩机油轻组分挥发的蓝烟,已近燃烧边缘。

清理压缩机积碳已成为压缩机维修的负担,清洗排气管道的积碳就更费事。

GB 10892-98《固定的空气压缩机安全规则和操作规程》附录C积碳自燃的机理和油爆炸的起因(参考件)写道:

C1油与空气接触易发生氧化反应,氧化反应的速度随着温度、氧的分压力、起催化作用的铁或氧化铁微粒的增加而增加。氧化反应会提高油的枯度,如果油在热区停留的时间充分,就可能在压缩机排气系统形成积碳。这些积碳继续氧化,由于氧化反应产生放热现象,因此,就存在着自滋的必要条件。

C2实际上,敏化反应产生的热一方面被积碳层上面的空气流冷却并带走。另一方面通过积碳层传给所处的金属壁带走,当不自能及时带走氧化反应产生的热量,积碳层的温度就会升高。在特殊情况下,达到积碳层自燃的温度,而产生足够大的热量消弱或熔化压力系统内的金属。虽然不发生真正的爆炸,但这种器壁的突然损坏会被误认为是爆炸。

C3研究表明,引起油着火,必须具有一定厚度的积碳层(0.7MPa工作压力时为25mm),周围温度要在+150°和一定的限制热量通过积碳层传导的孔隙度(常称作干燥度)。在这些条件下,当积碳层上面流动的压缩空气过多的减少,引起散热速度降低时就会起火,这种情况会在工人吃饭、休息、换班或当压缩机处在无负荷运行时发生,或者当空气流动情况不变,而积碳层产生的热最使其内部温度高于自堪温度的情况下也会发生着火现象。

C4危险的积碳层临界厚度随每台压缩机空气的压力和温度、沉积物中杂质微粒、沉积物实际位置和压缩机运行条件的不同而改变。因此,积碳层安全厚度将随压缩机的不同而改变。在第23.13条中给出以下推荐数据:

有效工作压力≤1MPa时,最大允许积碳层厚度为3mm

有效工作压力为>1~3MPa时,最大允许积碳层厚度为2mm

有效工作压力≤3MPa时,最大允许积碳层厚度为lmm

对空压机管路着火原因进行详细分析,一般有以下几个原因:

1、气阀漏气

活塞空压机的气阀漏气是常见故障。吸气阀漏气比较容易察觉,而确定哪个排气阀漏气就不那么容易。吸气阀漏气使吸气温度升高:排气阀漏气不仅使吸气温度升高,而且使压缩指数发生变化,导致排气温度剧烈升高。

排气温度升高又导致积碳增加,积碳层变厚,又使排气温度更高。如此恶性循环,导致排气阀较快时间严重积碳。

下图是一家玻璃厂在用的积碳严重的排气阀,看看这个气阀,可以想象排气管道的积碳层有多厚,排气温度有多高。空压机管路着火原因分析 - 烂柯山人 - 烂柯山人

积碳严重的排气阀

使用高质量的气阀,长时间不漏气,排气温度低,可延缓压缩机积碳的形成。

2、压缩机较长时间在关闭减荷阀或减荷阀开启度很小的情况下运行

单级压缩的空压机如果长时间在关闭减荷阀或减荷阀开启度很小的情况下运行,会使吸气压力降低,压缩比增高,排气温度升高。

两级压缩的空压机长时间在关闭减荷阀状态下运行,会使二级压缩比剧烈增加,二级排气温度剧烈升高,出现二级排气腔冒蓝烟的情况。

一般会觉得关小减荷阀是很平常的事情,但应当了解这种情况的弊端、后果和合理处置办法。

3、空压机冷却效果差

现在很多空压机是在冷却效果差或很差的情况下运行,导致空压机2级吸气温度升高。由于气缸冷却效果差,排气阀和排气腔积碳积累速度很快。

不仅是空压机,有些大型化工厂的工艺压缩机也在冷却效果差的情况下运行,造成高耗电和积碳严重现象。

这种情况表现在:冷却水进水温度偏高,水压偏低,回水管径偏小,回水不畅限制了进水量。

空压机冷却效果差是冷却水的冷却能力差,是冷却水进水温度和冷却水流量的综合效果差。

4、压缩机油质量低劣

低价的压缩机油品质低劣,容易极化结焦结碳。有的低劣的压缩机油采用“地沟油”调制,这类油固定碳含量高、闪点低,极易极化成积碳。低劣压缩机油越注得多,积碳积累速度越快。

5、注油量偏大

空压机有一个合适的注油量,可以通过计算得到。注油量偏大,一是积碳速度加快;二是排气管道中会集聚过量的润滑油,容易使积碳层温度升高而着火。

6、排气管路布局不合理

排气管路布局不合理的现象为

1)排气管路存在下沉的U型管,排气夹带的压缩机油会积存在此,引发着火事故;

2)管路中阀门(例如安全阀、止回阀等),接管伸进排气管太多,使排气管出现卡脖现象,积碳会在此形成蜂窝状累积,导致积碳自燃。

《空压机管路着火原因分析及对策》周震贤

排气温度过高可能是造成起火的一个原因。由于长期使用的空压机油在使用中有少量积炭产生,积炭会附着于油路内壁、日积月累形成一层导热慢的隔层,润滑油流经热交换器时不能有效降温,使流经机头的润滑油由于高温粘度下降,导热不良,这样就有一个恶性循环。而且高温也使润滑油在劣化的条件下工作造成螺杆及轴承的磨损,不良润滑也使机头温度进一步升高快,积炭增多,管路的堵塞也造成润滑油供应量的不足,产生不良润滑。

所以说空压机润滑油在高温下的稳定性及其是否积炭是关重要的,它直接影响到设备易损件的寿命和设备的折旧,影响空压机使用过程中的经济性。超温所隐含的危害是巨大的,当温度过高跳机造成生产中断,造成巨大损失。

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