空氣壓縮機事故分析畢業(yè)論文.doc

空氣壓縮機事故分析摘要：空氣壓縮機是煤礦重要動力設(shè)備之一，其能否安全供氣，不僅僅是保證生產(chǎn)正常進行的問題，而且是關(guān)系到整個礦井安全的大問題?？偨Y(jié)煤礦已經(jīng)發(fā)生的空氣壓縮機供氣系統(tǒng)的事故，應(yīng)用可靠性設(shè)計中的故障樹分析的方法分析原因，提出預(yù)防措施，是非常必要的。將有助于提高礦井運輸系統(tǒng)的安全性，方法簡潔適用。關(guān)鍵詞：空氣壓縮機事故分析故障樹預(yù)防概述空氣壓縮機是煤礦重要動力設(shè)備之一。近年來煤礦推廣錨噴工藝，對壓縮空氣的需求進一步增多。隨著一些老礦井向深部發(fā)展，地面空氣壓縮機站向井下供氣的管路過長，壓力損失過大，因此空氣壓縮機站移到井下的已越來越多。空氣壓縮機能否安全供氣，不僅僅是保證生產(chǎn)建設(shè)正常進行的問題，而且是關(guān)系到整個礦井安全的大問題。因此，總結(jié)煤礦已經(jīng)發(fā)生的空氣壓縮機供氣系統(tǒng)的事故，分析原因，提出預(yù)防措施。是非常必要的。在所調(diào)查的案例中，按事故性質(zhì)和發(fā)生的原因，可分成四類，即與潤滑油有關(guān)的爆炸事故占46.15%；風(fēng)包爆炸事故占11.53%；管道振動引起的爆炸事故占7.69%；機械事故占34.62%。1與潤滑油有關(guān)的供氣系統(tǒng)爆炸事故供氣系統(tǒng)爆炸事故都與潤滑油有關(guān)，就其發(fā)生原因可分為兩類:一類是與積碳有關(guān)的爆炸事故，另一類是與積碳無關(guān)的事故。1.1與積炭有關(guān)的爆炸事故1.1.1原因分析與積碳有關(guān)的空氣壓縮機系統(tǒng)爆炸故障樹如圖1所示。具體原因：壓氣系統(tǒng)爆炸事故+積碳引燃每公斤空氣含CH油霧3040mg+“柴油發(fā)動機”現(xiàn)象潤滑充分溫度高積碳自燃碳厚25mm溫度150積碳厚周圍溫度高空氣流通慢積碳孔隙小溫度350壓縮比高冷卻不靈產(chǎn)生火花+靜電放電機械沖擊硬顆粒沖擊周圍溫度高排氣溫度高冷卻水少溫度高不及時清掃壓縮比高排氣閥漏冷卻不好積碳厚積碳形成塊吸入空氣灰塵多潤滑不好+水垢太厚冷卻水管堵塞空氣中灰塵多濾清效果不好油質(zhì)不好供油過多冷卻水溫度高AA圖1與積碳有關(guān)的壓縮機系統(tǒng)爆炸故障樹1）積碳的形成氣缸、排氣管、閥門、風(fēng)包及分離器中，伴隨氣流的潤滑油，在熱空氣作用下氧化而形成的碳化物。這種碳化物逐漸增多就成為積碳。它是由固態(tài)含氧、碳氫化合物及雜質(zhì)(金屬粉末。碳渣、灰塵)組成。積碳的形成除了與油的質(zhì)量不好、不定期清掃有關(guān)外，還與下列因素有關(guān):(1)給油量過度，會助長積碳的形成；(2)空氣過濾不好，吸入空氣中的塵粒使油變稠，油通過排氣系統(tǒng)的熱部件的時間延長，增加了油氧化的時間，加速形成積碳；(3)高溫會加速氧化作用；(4)存在催化劑(鐵和氧化鐵的微粒等)，也會加速氧化。2)積碳的燃燒積碳是含油達30%的易燃物，當(dāng)溫度達到350度以上時會著火燃燒。產(chǎn)生這樣的高溫，有下面幾種可能：(1)機械沖擊而產(chǎn)生火花；(2)硬顆粒在運動時發(fā)生沖擊，可能產(chǎn)生火花；(3)靜電放電發(fā)生火花；(4)環(huán)境溫度的影響。如矸石自燃產(chǎn)生高溫，經(jīng)過管璧傳導(dǎo)，使管內(nèi)積碳燃燒；(5)由于空氣壓縮機運轉(zhuǎn)不正常。以致排氣溫度過高(350度)；(6)積碳自燃。積碳氧化產(chǎn)生放熱現(xiàn)象。正常時這種熱量被積碳層上面空氣流冷卻。以及通過積碳層傳給所接觸的金屬壁帶走。當(dāng)不能及時帶走氧化所產(chǎn)生的熱量時，積碳層溫度就會升高。在特殊情況下，會達到積碳自燃的溫度。研究表明，積碳自燃，必須達到一定的層厚(在0.7MPa有效壓力下約25mm)，周圍溫度較高(大于150)和積碳層的孔隙度小，當(dāng)積碳層上面流動的壓縮空氣停止或過慢時，就可能引起自燃。當(dāng)司機在吃飯、休息、交接班、星期天或空氣壓縮機處于無負荷運行時，這種情況最易發(fā)生。3）燃燒轉(zhuǎn)為爆炸積碳著火并不一定發(fā)生爆炸，下面就燃燒轉(zhuǎn)為爆炸，作以下兩點分析。(1)積碳燃燒使積碳中的油迅速汽化，當(dāng)產(chǎn)生可燃性碳化氫為主體的氣體在空氣中達到爆炸的濃度(1kg空氣含3040mg)，就能使燃燒轉(zhuǎn)為爆炸。濃度過高或過低都會抑制爆炸，這就是發(fā)生爆炸不多的原因。然而我們必須意識到這種危險的存在。(2)爆炸發(fā)生的部位積碳所引起的爆炸部位并不相同，有在汽缸爆炸的；有在風(fēng)包爆炸的；有在排氣管爆炸的；也有氣缸、風(fēng)包及管路同時爆炸的。氣缸與風(fēng)包離壓縮機近，形成積碳容易，溫度也較高，比鉸易于爆炸，但為什么有的管路在相距100m甚至1200m的地方連續(xù)多處發(fā)生爆炸呢?這與積碳分布有關(guān)系。哪里有積碳，哪里就存在爆炸的可能性。蘇聯(lián)石油工業(yè)安全技術(shù)科學(xué)院為查明空氣壓縮機排氣管中潤滑油形成的積碳分部情況，用12號壓縮機油和11號汽缸油在空壓機上進行了試驗，在距離空壓機5m、10m(分離器)、45m(分離器后)及7Om的排氣管路上進行測量，每種潤滑油都試驗45天，每兩星期測量一次積碳，測量的結(jié)果顯示，積碳可以分布到很遠的地方，而且沿管路是分布不均勻的。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO5388-198l(E)固定的空氣壓縮機安全規(guī)則和操作規(guī)程介紹，當(dāng)有油潤滑空壓機系統(tǒng)排氣管線的內(nèi)壁蒙有一層薄的油膜，由初始爆炸傳到排氣管線的足夠強的沖擊波，其濃度達到爆炸極限，且沖擊波的溫度達到自燃程度時，就會產(chǎn)生第二次爆炸。這種過程可能會不時沿著管線重復(fù)出現(xiàn)，從而造成沿管線接二連三地爆炸，它加速沖擊波達到爆炸速度(超聲波)，這時會發(fā)生管壁脆性破裂。這種類型的爆炸對于管線系統(tǒng)的破壞是巨大的，并且對于附近的人也是危險的。管壁因腐蝕變薄或由積碳燃燒軟化管壁。會經(jīng)受不了正常的壓力而突然破壞。有時會被誤認為爆炸。單級壓縮比很高的情況下空壓機冷卻不良及潤滑油充分時，會出現(xiàn)“柴油發(fā)動機”現(xiàn)象（是指柴油發(fā)動機汽缸內(nèi)的柴油汽化油霧，在高壓縮比的壓縮，產(chǎn)生高溫引燃油霧，在汽缸內(nèi)爆炸的現(xiàn)象），在特定情況下，這種氣缸的“初始爆炸”可變成沿著排氣管道連續(xù)的爆炸。1.1.2預(yù)防措施1）合理選用潤滑油煤礦用往復(fù)式空壓機一般壓力不大于1MPa，所以選用13號壓縮機油為宜。其具體性能，特別是閃點、粘度、抗氧化能力及熱氧化安定性應(yīng)符合規(guī)定。應(yīng)加強壓縮機油的管理，注意保管，防止摻雜混亂，應(yīng)專桶專用，有明顯標(biāo)記，新購進成批壓縮機油時，應(yīng)進行化驗，嚴格驗收。2）潤滑油用量要適當(dāng)不要過量或不足，應(yīng)遵照設(shè)備技術(shù)文件執(zhí)行。3）控制排氣溫度溫度對潤滑油的氧化速度影響很大。從60開始，每升高10，氧化速度提高23倍，因此要嚴格控制排氣溫度，煤礦安全規(guī)程規(guī)定:單缸排氣溫度不得超過攝氏190。雙缸不得超過160。對各級排氣溫度應(yīng)裝設(shè)保護裝置，在超溫時能自動切斷電源。這是最高限制，我們應(yīng)力爭把排氣溫度盡可能地降低。消除排氣過高的原因，一般應(yīng)采取如下措施。(1)防止冷卻器水管壁及氣缸冷卻水腔壁結(jié)垢。首先要合理選擇冷卻水水質(zhì)，凡臟污及帶酸性的水。不能作為冷卻水；凡水中懸浮雜質(zhì)含量或有機物含量大于25mg/l及暫時硬度大于10度時，必須進行軟化處理，方能作為冷卻水。水的軟化處理方法很多。推薦采用六偏磷酸鈉處理。它不但可以防止冷卻水中產(chǎn)生碳酸鹽類的沉淀，而且能清除已結(jié)成的水垢。此外它還具有抗腐性能，但在高溫時這種抗腐性能逐漸消失。對已經(jīng)結(jié)成的水垢，應(yīng)予清除。除六偏磷酸鈉可以處理外，還可用稀鹽酸浸泡方法解決。(2)冷卻水的進出溫差應(yīng)不大于10，不宜過高。出口溫度一般不應(yīng)大于40。并應(yīng)作出記錄。(3）降低管路、風(fēng)包內(nèi)的氣體溫度。煤礦安全規(guī)程第405條規(guī)定，風(fēng)包內(nèi)溫度應(yīng)保持在120以下。要做到這一點，配備后冷卻器是一個很好的方法。它既可分離壓縮空氣中的油水，又可冷卻排出的壓縮空氣。目前還有很多空氣壓縮機沒有后冷卻器，應(yīng)該盡量增設(shè)。(4)加強檢修，改善配件質(zhì)量，以保證氣閥不漏氣，防止氣體循環(huán)壓縮。(5)應(yīng)有排氣溫度測量裝置和記錄，發(fā)現(xiàn)排氣溫度較高時，應(yīng)檢查原因，采取措施，加以解決。4)加設(shè)濾清器灰塵越多越容易積碳，吸入硬顆粒物質(zhì)既易產(chǎn)生火花，還加速機器磨損，因此安設(shè)空壓機站時應(yīng)盡可能選擇周圍環(huán)境清潔地方，如已設(shè)在灰塵較多的地方，應(yīng)加強吸氣過濾，采用油浴式濾清器最好，并應(yīng)勤清洗、勤換油。5)控制積碳量累計運行時間越長，積碳越多，因此要加強清掃，防止積碳層過厚。對于氣缸。氣閥、應(yīng)按照檢修維護規(guī)定，每月清掃一次。風(fēng)包、冷卻器每班至少排放油水一次外，從氣缸排氣口開始，至壓氣溫度高于80這一區(qū)域所有管路、風(fēng)包、后冷卻器、分離器和閥門中的任何積碳均應(yīng)有效地清除。檢查和清掃的周期，應(yīng)使積碳層的厚度不超過3mm(當(dāng)工作壓力1MPa)來確定。6)完善安全保護裝置(1)要有防止超溫、超壓、斷油、斷水保護裝置，并保持靈活、可靠、好使。(2)煤礦安全規(guī)程第405條規(guī)定，在風(fēng)包出口管路上應(yīng)加裝釋壓閥。釋壓閥的口徑不得小于出氣口管的直徑。釋壓閥的作用是當(dāng)空氣壓縮機或風(fēng)包內(nèi)的壓力急劇增大時，迅速釋放風(fēng)包及管路系統(tǒng)內(nèi)的氣體，以緩解高溫高壓氣流的沖擊，保障空氣壓縮機供氣系統(tǒng)的安全，并避免將爆炸性的高壓氣流導(dǎo)至井下(或井下更遠的地方)，造成更嚴重的災(zāi)害。7)淘汰老舊型單缸空壓機對一些老舊型單缸空壓機，由于其壓縮比大，排氣溫度很高，安全裝置不全，很不安全，W型空壓機耗油量大，易積碳，這些老舊型空壓機比功率大，消耗電能多，也不經(jīng)濟，故應(yīng)淘汰，進行設(shè)備更新。8)提高填料箱的密封作用目前，很多空氣壓縮機的填料箱存在密封不好，使曲軸箱內(nèi)的機油漏入氣缸，既使氣缸潤滑油供應(yīng)過量，又降低氣缸潤滑油的質(zhì)量，從而加速形成積碳，因此應(yīng)加強填料箱的維護檢修，或改進填料箱的結(jié)構(gòu)，以提高填料箱的密封性能。2曲軸箱爆炸事故曲軸箱爆炸事故究其原因是與潤滑油有關(guān)，但與積碳無關(guān)。根據(jù)一些文獻介紹，曲軸箱爆炸事故還是不少的。2.1故障原因分析通過檢查分析，氣缸中部、上部及活塞上部，排氣閥及閥室均完好無損，