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喷油压缩机如何避免积碳的形成

  油与压缩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、起催化剂作用的铁或氧化铁的微粒的增加而增加。氧化反应会提高油的黏度,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,而氧化反应产生放热现象,因此,就存在着自燃的必要条件。实际上,氧化反应产生的热一方面被积碳层上面的压缩空气流冷却并带走,同时通过积碳层传给所处的金属壁带走。

  当不能及时带走氧化反应产生的热量,积碳层的温度就升高,在特殊情况下,会达到积碳层自燃的温度,而产生足够大的热量消弱或软化压力系统壁上的金属。虽然不发生真正的爆炸,但这种器壁的突然破裂会被误认为是爆炸。

  一、压力系统着火与爆炸

  1. 喷油润滑压缩机

  一般喷油润滑压缩机压力系统的着火事故是由于积碳引起的。选择润滑油时,压缩机和压力系统都应当是清洁、无积碳的,这样可减少着火事故。对会产生积碳的压力系统来说,油的品级是比较重要的,而定期清洗压力系统也同等重要。以下列出影响积碳形成的几个因素:

  a)给油量 供油过度会助长积碳的形成。

  b)空气过滤 随空气吸入的尘粒使油变稠,并造成油通过排气系统热部件的通道时间延长,增加了油氧化反应的时间,因而加速了积碳形成的速度。

  c)温度 明显氧化的起始温度与使用油的品级和种类有关。水冷压缩机,推荐采用处理过的或去除矿物质的水,以防水道结垢。公认的起火原因之一是冷却水中断,引起排气温度急剧升高,超过压缩机的正常温度,当热区内的积碳层又足够厚时,就可能产生起火。

  排气阀的损坏也能使排气温度升高,引起事故的发生;级压力比很高的压缩机,在冷却不良或润滑油过量时,会出现“压燃”现象。在特定的情况下,压燃引起的缸内爆燃,可变成沿着排气管道方向的连续爆燃。

  d)存在催化剂(例如氧化铁)

  e)润滑油的错选或黏度不合适。

  2. 喷油回转压缩机(特别预防)

  经验证明,良好的设计、润滑和维护,能使喷油回转压缩机避免发生着火事故。但由于油过滤器芯子引起的不正常温度升高,加速油的氧化,也会产生着火的危险。

  分离器芯子是由化纤材料制成的油分离器,如果芯子和分离器筒体无良好的导电性并可靠接地,则当高温高压的油气混合物进入分离器芯子时,可能发生静电起火的危险(这是近年来多次发生空压机自燃现象的一个主要因素)。

  实验室试验和现场经验表明,防止发生油着火危险的三个重要因素为:

  a)合理的设计;

  b)选择恰当的油;

  C)压缩机的正确操作与维护,特别重要的有以下几点:保持低油耗,定期换油,保证油冷却装置正常工作。

  二、喷油润滑压缩机压力系统的设计原则

  压缩空气系统中油的燃烧通常是由于积碳引起的。在压缩空气系统中,高温和氧的高分压力使油发生氧化反应。一旦油被氧化,将变得更粘稠,形成如淤泥状的物体,最后在末级转化成积碳。如果积碳层很厚,就可能发生自燃并引起压力系统着火,甚至会引起爆炸。

  实践证明,压缩机排气系统热区的设计对积炭的形成有决定性影响,因为排气系统的设计决定了油微粒通过热区需要的时间。压缩机排气法兰或排气阀的一些润滑油被雾化成小的微粒,直接随压缩空气被快速送到压力系统的冷区而不与热壁相接触。由于这部分油很快通过热压力区,因而实际上不发生氧化作用。较大的油微粒具有较大的质量和惯性,无法被气流带走,因此沉积在热区的壁上,与空气接触的时间足够长,因而发生氧化反应并发生分解。

  三、喷油润滑压缩机避免积炭自燃和油爆炸措施方法

  主要有两种方法可以把停留在壁面上的油迅速转移到冷区。通常,应同时利用如下两个方法,使压缩空气系统的热区保持干净:

  a)使部分油气化;

  b)把压力系统内部设计成可借助压缩空气的脉动作用及重力作用,促使油沿着壁面向冷区移动。

  调查表明,如果按照上文要求选择润滑油,同时喷油润滑往复压缩机的管道及其他元件中压缩空气的速度大于8m/s,压缩机排气系统就能保持干净、无沉积物。在这种空气速度下,任何沉积在垂直壁面上的油都将向上移动。当然,在可能的情况下,气流应向下流动,这样重力将有助于油的移动。最佳的后冷却器结构应是压缩空气在管内、冷却剂在管外。这种布置对于窄管结构的后冷却器具有良好的压力脉动阻尼作用。连接压缩机和后冷却器的管路长度必须设计成能够获得最大的压力脉动阻尼。为了充分利用上述脉动阻尼现象,每台压缩机应有适用的后冷却器和储气罐,同时这种布置也有利于使用和维护。

  总之,压缩机属于特种行业设备,其压力容器的自燃和爆炸。近年来,有多次报到,已引起安全主管部门的高度重视,在当前国家应急管理系统中,对压缩机不论是制造企业、还是终端用户,都需要高度重视,务必做到本质安全。



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