從后冷卻器的爆炸談壓縮空氣系統(tǒng)裝置爆炸原因及預(yù)防

1、安全技術(shù)從后冷卻器的爆炸談壓縮空氣系統(tǒng)裝置爆炸原因及預(yù)防 2021年7月，南通市某制造廠動(dòng)力車(chē)間一臺(tái)空氣壓縮機(jī)的二級(jí)缸發(fā)生爆炸，爆炸前的一個(gè)月，江蘇省特檢院南通分院，對(duì)該容器進(jìn)行了全面檢驗(yàn)和耐壓試驗(yàn)，檢驗(yàn)項(xiàng)目均合格。在事故現(xiàn)場(chǎng)，拆除冷卻部件觀看，設(shè)備內(nèi)部已被煙熏黑，可見(jiàn)內(nèi)部發(fā)生過(guò)燃燒。鋁制的散熱片下面的一半已熔化，銅質(zhì)的冷卻水管和支承的鋼筋也已部分熔化，后冷卻器底部積累了已凝固的熔化金屬，殘存的散熱片上面"油污'(積碳)足有2 mm厚?？梢酝茢啵瑴囟冗_(dá)到了油爆的危急溫度后，散熱片上的油污首先發(fā)生燃燒，猛烈的火焰導(dǎo)致容器內(nèi)件的熔化，大量的熔化金屬掉到容器的底部，隨著燃燒的加劇，

2、使得容器的壁溫不斷上升，底部的溫度最高，材料強(qiáng)度降低，最終導(dǎo)致下封頭溫度最高處首先發(fā)生爆炸。所幸當(dāng)時(shí)設(shè)備四周沒(méi)人，否則后果不堪設(shè)想。 1 爆炸緣由分析 1.1 爆炸緣由 壓力容器爆炸往往不是由于其本體的緣由，而是其使用維護(hù)不當(dāng)造成的。可以說(shuō)空氣壓縮系統(tǒng)裝置爆炸，大多是由于其內(nèi)部積碳引起的。往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)采納壓縮機(jī)油作潤(rùn)滑劑，壓縮機(jī)油在氣缸內(nèi)受高溫高壓作用，發(fā)生蒸發(fā)、氧化，形成碳化物，并和空氣中的粉塵等雜質(zhì)、活塞環(huán)與氣缸磨損的金屬微粒等混合在一起，從氣缸排出后，就吸附在氣流路徑的各個(gè)部件的壁面上，形成油沉積物一積碳。正常狀況下，空氣壓縮機(jī)所產(chǎn)生的熱量，被冷卻系統(tǒng)帶走，不會(huì)發(fā)生自燃現(xiàn)象。當(dāng)空氣

3、壓縮機(jī)工作壓力或溫度急劇增高，當(dāng)積碳達(dá)到肯定厚度時(shí)，熱傳遞的阻力增大，冷卻系統(tǒng)不能把系統(tǒng)的熱量有效帶走，致使沉積物自動(dòng)加熱，在排氣系統(tǒng)內(nèi)自燃，導(dǎo)致溫度上升，氣體膨脹，系統(tǒng)壓力增高，加之溫度的上升也使材料強(qiáng)度降低，最終導(dǎo)致空氣壓縮系統(tǒng)裝置爆炸。 1.2 誘發(fā)爆炸的主要因素 (1)當(dāng)壓縮空氣的溫度超過(guò)某一極限值時(shí)，將會(huì)促成沉積物加速氧化自動(dòng)加熱，以致引起自燃。這個(gè)極限值是個(gè)變值，與沉積物的成份、厚度親密相關(guān)。因此，誘發(fā)該裝置爆炸的主要因素是溫度。 (2)沉積物的成份直接影響其自燃溫度。也就是說(shuō)，假如排氣溫度不增加，而沉積物成份的燃點(diǎn)越低，其自燃點(diǎn)越低，越易發(fā)生自燃。這與潤(rùn)滑油的質(zhì)量、周邊環(huán)境大氣中

4、懸浮物質(zhì)的成份及導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，如噴砂、油漆會(huì)造成空氣狀況的惡化。 (3)沉積物的厚度直接影響冷卻效果。即假如排氣溫度不變，而沉積物厚度不斷增加，將會(huì)降低傳熱推動(dòng)力，致使熱量難以散發(fā)。因此，沉積物的厚度是誘發(fā)該裝置爆炸的又一因素。 (4)當(dāng)壓縮空氣的流速降低時(shí)，將會(huì)使這里的壓縮空氣溫度上升。假如系統(tǒng)內(nèi)積碳嚴(yán)峻，在空氣壓縮機(jī)停止或進(jìn)行工況調(diào)整時(shí)，這時(shí)的流速突然下降或降為零，極易發(fā)生沉積物自燃爆炸。故空氣壓縮系統(tǒng)裝置爆炸最易發(fā)生在工作負(fù)荷較低的時(shí)段。 (5)由于吸入空氣濕度增加后，在壓縮過(guò)程中產(chǎn)生大量水蒸氣，沉積物大量吸附水蒸氣并散出熱量，使排氣溫度上升而造成沉積物自燃。雨天、霧天壓縮空氣系統(tǒng)裝置也

5、易發(fā)生爆炸。 (6)在空氣壓縮機(jī)開(kāi)頭卸荷的瞬間，二級(jí)吸氣閥動(dòng)作時(shí)間比一級(jí)吸氣閥滯后1.52 s，仍處在正常工作狀態(tài)，造成二級(jí)排氣溫度急劇上升，當(dāng)卸荷終了開(kāi)頭恢復(fù)正常工作時(shí)，被切斷的這段空氣受氣缸與活塞加熱.溫度可由常溫升至150。因此，頻繁卸荷也可能誘發(fā)壓縮空氣系統(tǒng)裝置爆炸。 1.3 爆炸的條件 沉積物在自燃后產(chǎn)生大量的一氧化碳.當(dāng)壓縮空氣中含有1.5%7.5%的一氧化碳時(shí)，即可發(fā)生爆炸;系統(tǒng)壓力增高，超過(guò)其材料的屈服極限而發(fā)生爆炸;溫度增高導(dǎo)致材料的許用應(yīng)力降低，也會(huì)發(fā)生爆炸，如內(nèi)部發(fā)生猛烈燃燒，盡管壓力未超過(guò)材料的屈服極限，高溫下材料的許用應(yīng)力降低，同樣可能導(dǎo)致爆炸。 2 預(yù)防爆炸的措施

6、2.1 防止積碳產(chǎn)生 (1)使用潤(rùn)滑油的閃點(diǎn)不得低于215，應(yīng)對(duì)壓縮機(jī)油按批次化驗(yàn);壓縮機(jī)油不得與其它潤(rùn)滑油混放。 (2)氣缸、吸排氣閥不許使用一般機(jī)械油。 (3)常常清洗排氣閥和閥室及排氣管路、冷卻器及其散熱片、儲(chǔ)氣罐等裝置，定時(shí)排污。 (4)對(duì)每臺(tái)空氣壓縮機(jī)運(yùn)行期間的單位時(shí)間內(nèi)的耗油量進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)，對(duì)耗油量特別的，要停機(jī)檢查空壓機(jī)的密封狀況。 2.2 防止爆炸的措施 (1)裝置的安裝應(yīng)當(dāng)避開(kāi)共振點(diǎn)。 (2)使用后冷卻器等冷卻裝置使溫度降至100-110以下，則沉積物的自燃就可避開(kāi)。 (3)壓縮空氣管路必需暢通，避開(kāi)消失急劇擴(kuò)張、凸起和凹陷。 (4)杜絕氣缸內(nèi)串入機(jī)油。 (5)吸入的空氣要

7、清潔。 (6)冷卻水壓力在0.10.15 MPa，溫度不高于30，進(jìn)出水溫差掌握在612%，盡量使用軟化處理水。 (7)應(yīng)使用超溫報(bào)警停機(jī)。 (8)常常清洗壓縮空氣系統(tǒng)裝置，特殊是內(nèi)件。依據(jù)詳細(xì)使用狀況確定清洗時(shí)間，一般不超過(guò)半年。一些重要的內(nèi)件如冷卻器的散熱片，累計(jì)運(yùn)行400小時(shí)左右應(yīng)進(jìn)行清洗。清洗工序?yàn)椋?%的苛性堿溶液浸泡(必要時(shí)煮沸)68小時(shí)清水沖洗干燥。 (9)定期檢修，定期校驗(yàn)平安附件。壓縮機(jī)的最大容積流量(實(shí)際進(jìn)氣量)如超過(guò)平安閥泄放量時(shí)，應(yīng)在其系統(tǒng)中加裝平安閥。嚴(yán)禁超壓、超溫、疲憊運(yùn)行。 (10)使用往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)及其它含油量高的壓縮空氣，必需經(jīng)除油除水處理，其質(zhì)量符合GB/T1327791一般用壓縮空氣質(zhì)量等級(jí)附錄A之規(guī)定。 (11)設(shè)備處于受壓狀態(tài)時(shí)，不得進(jìn)行任