淺析空氣壓縮機站爆炸原因及預(yù)防措施
2023年01月11日 10:50:52
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本文從空氣壓縮機站工作安全角度分析空壓機站爆炸與燃燒的原因及導(dǎo)致燃燒物濃度增加的因素，提出空氣壓縮機站避免火災(zāi)爆炸事故的防范措施。
石油、石化、 礦業(yè)、化工等工業(yè)部門都需要有一定壓力的空氣源，這些空氣源是由空氣壓縮機壓縮氣體建立的(簡稱空壓機站)。通常大家認為空氣是不可燃燒氣體，沒有燃燒爆炸的危險。但是每年幾乎都有空壓機站爆炸的例子。在此淺析空壓機站的爆炸原因，并提出對空壓機站如何避免爆炸提出建議。
1、空壓機站爆炸誘因
燃燒與爆炸有三個必要因素：可燃物、助燃劑、溫度達到燃點。也就是說這三個因素缺少任何一個，都可以有效避免空壓機站的爆炸與燃燒。下面分別就這三個因素來介紹。
1.1 燃燒物
有油潤滑或少油潤滑的壓縮機往往比無油潤滑的發(fā)生爆炸概率，其罪魁禍首就是油。活塞在快速往復(fù)運動的過程快速沖擊、摩擦潤滑油，使?jié)櫥托纬晌⑿☆w粒的油霧，極少部分通過填料函導(dǎo)走，而絕大部分跟隨工藝氣(空氣)進入管道。含有油霧和油蒸氣的空氣在排氣管線中繼續(xù)向前運行。管路中的潤滑油被管道中的鐵銹和積碳吸附，潤滑油逐漸濃度變大沉淀，燃燒爆炸的可能性提高。
使空氣中潤滑油濃度增加的因素:
①一級填料刮油環(huán)性能失效。空氣壓縮機一級填料刮油環(huán)磨損嚴重，或因為其他因素失效，機身側(cè)的潤滑油也會進入氣缸，這就更加劇了危險性，這種情況應(yīng)該特別注意，應(yīng)當定期檢查填料刮油環(huán)并及時更換。另外一級氣缸蓋側(cè)作用時，軸側(cè)為負壓(低于大氣壓)，這是如果填料的密封性不好，機身側(cè)的潤滑油會被吸入到氣缸內(nèi)。
②溫度
隨著溫度的增加，潤滑油蒸汽壓力很快增加，文獻記載：當壓力為6bar，溫度由40℃提高到80℃，油蒸氣的壓力增加40-100倍，當溫度由80℃升到160℃，壓縮機油的蒸汽壓力增加250-500倍，而溫度高于180℃，潤滑油的蒸氣壓力達到爆炸極限。空氣壓縮機如果沒有溫度自動調(diào)節(jié)裝置，一旦冷卻水的冷卻效果下降，或其他因素導(dǎo)致含有潤滑油蒸氣的空氣溫度過高，排氣溫度將升高，短時間內(nèi)達到200℃，達到爆炸極限。
③壓縮機壓縮氣量減少
壓縮機的氣流有波動性，這時通常采用卸荷器作用(使吸氣閥一直打開)，或者采用旁路卸荷來減少氣量。此時注油器正常注油，導(dǎo)致潤滑油蒸汽濃度增加。
④局部油霧濃度過高
油霧的爆炸極限受溫度、壓力、流向、管徑、濃度的相關(guān)因素影響。如果油霧的蒸氣均勻的在管道氣中流動，油霧也不會達到爆炸極限。但是如冷卻器、分離器和不易流動的盲區(qū)、盲管會導(dǎo)致油霧濃度的積攢，這些地方的油霧濃度容易達到爆炸極限。
1.2 助燃劑
，這為爆炸提供了足夠的助燃劑。
1.3 溫度達到燃點
活塞往復(fù)運動產(chǎn)生大量的摩擦熱，和連續(xù)不斷的脈動沖擊。高流速的氣體和容器管道壁的摩擦也會產(chǎn)生高壓靜電，當靜電釋放時可能會產(chǎn)生火花。同時氣體經(jīng)過銳利部分的摩擦可能會產(chǎn)生很多熱量，局部溫度可能瞬間過高。
2、空壓機站燃燒爆炸的防范措施
2.1 選用無油潤滑空壓機
需要購置空壓機站時，盡量使用無油潤滑空壓機，限度減少油霧源。傳統(tǒng)觀念認為無油潤滑空壓機比有油潤滑價格昂貴，但是有油潤滑的空壓機每年要用大量的潤滑油，同時清理冷卻器、分離器等盲區(qū)的工作量巨大，如果忽略清理可能導(dǎo)致爆炸。從上面的物資損耗、人力成本、爆炸危險綜合來看，選擇無油潤滑的空壓機也是合理的。
2.2 空壓機應(yīng)設(shè)置后冷卻器和分離器
有的空壓機站可能考慮成本的原因，沒有設(shè)置后冷卻器和分離器，可能認為壓縮的空氣沒有溫度和油量的限制，也可能認為管路長能起到降溫的作用。但是事實上，較長的管線恰恰造成積碳，容易達到爆炸極限，所以設(shè)置后冷卻器和分離器是必要的。
2.3 注意潤滑油的種類
選擇合適的潤滑油也是必要的。閃點較低的潤滑油比閃點高的潤滑油更穩(wěn)定。(閃點：物質(zhì)在大氣壓下蒸發(fā)成氣的的壓力。)閃點越高的油積碳越多，而閃點越低的物體積碳越少。因此應(yīng)選用閃點低的潤滑油。
2.4 注意選擇耗油量
注油量的選用也是考究的，過多的注油量會產(chǎn)生更多的積碳。壓縮機廠提出的注油量通常比較實際需要的略大，實際的耗油量需要試驗所得。通常認為，注油量減少一半，積碳的數(shù)量將減少數(shù)十倍。注油量控制不好，導(dǎo)致積碳增加，這往往與設(shè)備操作人員對定額耗油量的問題理解不足有關(guān)。另外也應(yīng)盡量減少使用容易積碳的結(jié)構(gòu)，如盲管、盲區(qū)、氣囊、通徑由小突然變大的管件。
2.5 減少燃燒源
為避免靜電，壓縮機設(shè)備應(yīng)接地。壓縮機附屬設(shè)備如閥門等不應(yīng)突然開啟或關(guān)閉，防止產(chǎn)生電火花。避免管道容器等松動，脈動撞擊也可能產(chǎn)生電火花。尤為重要的是，大多壓縮機工藝氣出口都設(shè)有止回閥，應(yīng)盡量避免使用升降式止回閥(重力試)，這種止回閥靠閥瓣自 身重力下降，與閥座撞擊時很容易產(chǎn)生火花，而不斷的撞擊就更危險了。推薦使用氣閥式止回閥，閥片通常用聚四氟乙烯(PEEK)，這種結(jié)構(gòu)沖擊力小，閥片重量輕，不易產(chǎn)生火花。
2.6 合理選用材料
在工藝氣管路中避免使用鋁、銅、鋅等材料，因為鋁、銅、鋅容易形成催化劑，使?jié)櫥图涌煅趸?/span>
作者：于朋、蘇健
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