由于螺桿式空壓機采用壓縮機油作潤滑油，壓縮機油隨壓縮機壓氣過程，沿著整個排汽通道形成油沉積物，這個沉積物稱之為積碳。它在一定條件下能發(fā)生自燃，從而導(dǎo)致空氣壓縮機裝置爆炸。汽缸、汽閥室、管路、冷卻器和儲氣罐等有積碳的地方都有可能發(fā)生爆炸。
1 空氣壓縮機爆炸原因
壓縮機油在氣缸內(nèi)受高溫高壓作用，發(fā)生蒸發(fā)、分餾和氧化形成酸瀝青和其它一些化合物。這些物質(zhì)在缸體內(nèi)形成變質(zhì)的油霧，并和空氣中的灰塵、磨損的金屬粒混合在一起而加重。這些變質(zhì)和加重的壓縮機油被排出氣缸后，就在排氣通路經(jīng)過的各個部位器壁上形成沉積物-積碳。正常情況下，所產(chǎn)生的熱量被空氣壓縮機冷卻系統(tǒng)帶走，達到熱平衡，不會產(chǎn)生自燃現(xiàn)象。當(dāng)空氣壓縮機工作壓力或溫度急劇增高，沉積物達到一定厚度時，將打破散熱平衡而造成沉積物自動加熱，在排氣系統(tǒng)內(nèi)達到自燃，導(dǎo)致空氣壓縮機系統(tǒng)的爆炸。
2 誘發(fā)空氣壓縮機爆炸的主要因素
1)若壓縮空氣的溫度超過某一個極限值時，將會促成沉積物加速氧化自動加熱，以致引起自燃。這個極限值是個變值，與沉積物的厚度密切相關(guān)。因此，促發(fā)空氣壓縮機爆炸的主要因素是空氣壓縮機的溫度。
2)沉積物的厚度直接影響其自燃溫度極限值。也就是說，如果排氣溫度不增加而沉積物厚度不斷增加，將會降低沉積物自燃溫度界限而發(fā)生自燃。沉積物越厚，自燃極限溫度越低;沉積物越薄，自燃極限溫度越高。如沉積物的厚度為1mm時，極限自燃溫度為160℃。因而，沉積物的厚度是促發(fā)空氣壓縮機爆炸的又一因素。一礦空壓機幾次發(fā)生的釋壓閥和后冷卻器爆炸事故，經(jīng)事后分析推算，中間冷卻器爆炸點沉積物厚度大于2mm ，極限自燃溫度在150℃。后風(fēng)包爆炸點的沉積物厚度大于3mm ，極限自燃溫度在115℃。
3)當(dāng)壓縮空氣的流速降低時，將會使這里的壓縮空氣溫度升高，對于多臺空氣壓縮機組成的壓風(fēng)系統(tǒng)，這種現(xiàn)象最容易發(fā)生。另外，壓縮空氣流速降低時也會使沉積物自燃溫度界限下降。所以，二級排氣缸至儲氣罐一段是最敏感地域，冷卻器和儲氣罐最容易發(fā)生爆炸。如果排氣總管內(nèi)積碳相當(dāng)厚，在空氣壓縮機停止運轉(zhuǎn)或進行工況調(diào)節(jié)時，這時的流速突然下降或降至為零，極易發(fā)生沉積物自燃爆炸的危險。空氣壓縮機爆炸的時間最容易發(fā)生在礦井負(fù)荷降低的時間內(nèi)。交接班時間是空氣壓縮機爆炸的危險時間段。
4)由于吸入空氣溫度增加后，在壓縮過程中產(chǎn)生大量過熱水蒸氣，疏松的沉積物大量吸附過熱水蒸氣并散出熱量，使排氣溫度升高而造成沉積物自燃。雨天和霧天也易發(fā)生空氣壓縮機爆炸。
5)在空氣壓縮機開始卸荷的瞬間，二級吸氣閥動作時間比一級吸氣閥滯后1.5-2s，仍處在正常工作狀態(tài)，造成二級排氣溫度急劇升高;當(dāng)卸荷終了開始恢復(fù)正常工作時，被切斷的這段空氣受氣缸與活塞加熱，溫度由常溫升至150℃，吸入高溫、空氣其二級排氣溫度可達250℃。因此，頻繁卸荷也可能促發(fā)空氣壓縮機爆炸。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% 的一氧化碳即可發(fā)生爆炸。
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