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壓縮機(jī)起火爆炸?可能和潤(rùn)滑有關(guān)系!
標(biāo)簽: 壓縮機(jī)
2023-08-25  閱讀

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  【康沃真空網(wǎng)】一、空氣壓縮機(jī)的潤(rùn)滑

  壓縮機(jī)按潤(rùn)滑方式可分為以下三類:無(wú)油壓縮機(jī),壓縮空氣不與潤(rùn)滑油接觸,例如動(dòng)力式壓縮機(jī)、迷宮壓縮機(jī)、隔膜壓縮機(jī)或帶無(wú)油潤(rùn)滑活塞環(huán)的壓縮機(jī);有油潤(rùn)滑壓縮機(jī),壓縮腔中的運(yùn)動(dòng)件用油潤(rùn)滑,潤(rùn)滑油由專用注油器或由壓縮機(jī)的其他部件供給。

  例如無(wú)十字頭的單作用往復(fù)活塞壓縮機(jī);噴油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī),大量的潤(rùn)滑油噴入壓縮腔,潤(rùn)滑油不僅潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)零部件,同時(shí)也有助于密封并吸收壓縮熱。潤(rùn)滑方式有注油潤(rùn)滑、飛濺潤(rùn)滑等。

  1. 無(wú)油回轉(zhuǎn)和往復(fù)壓縮機(jī)

  所有的無(wú)油壓縮機(jī)幾乎都有油潤(rùn)滑的軸承、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或齒輪傳動(dòng)裝置,用填料函或其他裝置將壓縮機(jī)的潤(rùn)滑部位與壓縮空氣的部位隔開,防止空氣與油彼此接觸。

  在機(jī)器的潤(rùn)滑部位,引起磨損繼而引起損壞的不充分潤(rùn)滑的危險(xiǎn)通常很小。有些高速壓縮機(jī),在啟動(dòng)和停車時(shí)對(duì)潤(rùn)滑來(lái)說(shuō)是危險(xiǎn)期。

  因此,這些機(jī)器常備有安全裝置,在啟動(dòng)和停車操作時(shí)用來(lái)控制油壓。有些機(jī)器采用單獨(dú)的油,即在壓縮機(jī)啟動(dòng)前,先開動(dòng)油泵建立起油壓。

  在有些壓縮機(jī)中,機(jī)器的潤(rùn)滑部位與無(wú)油部位之間的密封件易產(chǎn)生一定程度的磨損,結(jié)果使?jié)櫥吐┻M(jìn)壓縮腔內(nèi),這種泄漏不僅會(huì)使壓縮機(jī)不適合使用,還會(huì)使壓力系統(tǒng)中形成積炭。

  2. 有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)

  正確選擇和使用壓縮機(jī)潤(rùn)滑油,不僅是為滿足正常的潤(rùn)滑要求,同時(shí)也為了在排氣系統(tǒng)中消除積炭和至少少形成積炭。通常采用的潤(rùn)滑油品級(jí)和牌號(hào),應(yīng)是壓縮機(jī)制造廠家推薦的。

  有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)中著火的主要原因是由于積炭的形成,所以最新的發(fā)展方向是直接生產(chǎn)不易變質(zhì)和不易形成沉積物的潤(rùn)滑油。

  油的抗氧化性和暴露在排氣系統(tǒng)熱空氣中的時(shí)間是很重要的兩點(diǎn)??寡趸院玫挠褪强窟x用具有抗氧化作用的基礎(chǔ)油或油中加入在壓縮機(jī)排氣溫度下才具有穩(wěn)定性的抗氧化劑。

  而油暴露的時(shí)間則取決于壓力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形狀和油的黏度。油的黏度越低,越容易沿管子移動(dòng),但也容易產(chǎn)生氣化,所以,重要的是采用具有適當(dāng)蒸餾特性的油。

  如果一種油蒸餾范圍太寬,油中的輕油部分將產(chǎn)生氣化,剩下較重部分,因?yàn)槠漯ざ容^高,在熱區(qū)滯留更長(zhǎng)時(shí)間。

  3. 噴油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)

  噴油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)由于排氣溫度低,一般沒(méi)有積炭的問(wèn)題,但作為循環(huán)油,應(yīng)具有良好的抗氧化作用,以保證一定的壽命

  對(duì)于噴油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)應(yīng)該使用特殊油或具有良好抗乳化的循環(huán)油??寡趸瘎┰谝话愕膲嚎s機(jī)溫度下應(yīng)具有足夠低的揮發(fā)性,使油保持到換油的時(shí)間。

  4. 潤(rùn)滑油的使用

  通常,應(yīng)該使用壓縮機(jī)制造廠推薦的牌號(hào)和品級(jí)的潤(rùn)滑油,如用其它潤(rùn)滑油,則應(yīng)與壓縮機(jī)制造廠商議。

  油的氧化反應(yīng)會(huì)形成自燃溫度低的乙醛,因此具有潛在的危險(xiǎn)。潤(rùn)滑油的分類及在壓縮機(jī)中的典型應(yīng)用按GB/T 7631.9的規(guī)定。

  噴油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的高溫安全開關(guān)應(yīng)設(shè)定為不高于最高排氣溫度+10℃,業(yè)界普遍認(rèn)為規(guī)定應(yīng)不超過(guò)120℃。

  在露天或不熱的機(jī)房?jī)?nèi)運(yùn)行的有油潤(rùn)滑壓縮機(jī),在可能出現(xiàn)的最低環(huán)境溫度時(shí),潤(rùn)滑油計(jì)算黏度應(yīng)不超過(guò)2000mm2/s,并且凝固點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低大約5℃。

  如環(huán)境溫度特別高,須使用黏度等級(jí)高的潤(rùn)滑油。需要特別注意,在可能吸入空氣的情況下應(yīng)確保潤(rùn)滑油無(wú)毒。供油方應(yīng)提供信息,以使用戶能夠評(píng)估與壓縮空氣預(yù)期用途有關(guān)的任何健康危害。空氣中油霧的極限值通常定為 5mg/m3。

  宜選擇滿足潤(rùn)滑要求并且黏度最低的潤(rùn)滑油,該潤(rùn)滑油須適用于最低環(huán)境溫度下啟動(dòng)和最高環(huán)境溫度下運(yùn)行。在特殊情況下,可按一年中不同的季節(jié)使用不同黏度等級(jí)的潤(rùn)滑油。

  二、積炭自燃的機(jī)理和油爆炸的起因

  油與壓縮空氣接觸易發(fā)生氧化反應(yīng),氧化反應(yīng)的速度隨著溫度、氧的分壓力、起催化劑作用的鐵或氧化鐵的微粒的增加而增加。

  氧化反應(yīng)會(huì)提高油的黏度,如果油在熱區(qū)停留的時(shí)間充分,就可能在壓縮機(jī)排氣系統(tǒng)形成積炭。這些積炭繼續(xù)氧化,而氧化反應(yīng)產(chǎn)生放熱現(xiàn)象,因此,就存在著自燃的必要條件。

  實(shí)際上,氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱一方面被積炭層上面的壓縮空氣流冷卻并帶走,同時(shí)通過(guò)積炭層傳給所處的金屬壁帶走。

  當(dāng)不能及時(shí)帶走氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量,積炭層的溫度就升高,在特殊情況下,會(huì)達(dá)到積炭層自燃的溫度,而產(chǎn)生足夠大的熱量消弱或軟化壓力系統(tǒng)壁上的金屬。雖然不發(fā)生真正的爆炸,但這種器壁的突然破裂會(huì)被誤認(rèn)為是爆炸。

  三、壓力系統(tǒng)著火與爆炸

  1. 有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)

  一般有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)壓力系統(tǒng)的著火事故是由于積炭引起的。選擇潤(rùn)滑油時(shí),壓縮機(jī)和壓力系統(tǒng)都應(yīng)當(dāng)是清潔、無(wú)積炭的,這樣可減少著火事故。對(duì)會(huì)產(chǎn)生積炭的壓力系統(tǒng)來(lái)說(shuō),油的品級(jí)是比較重要的,而定期清洗壓力系統(tǒng)也同等重要。

  以下列出影響積炭形成的幾個(gè)因素:

  a)給油量

  供油過(guò)度會(huì)助長(zhǎng)積炭的形成。

  b)空氣過(guò)濾

  隨空氣吸入的塵粒使油變稠,并造成油通過(guò)排氣系統(tǒng)熱部件的通道時(shí)間延長(zhǎng),增加了油氧化反應(yīng)的時(shí)間,因而加速了積炭形成的速度。

  c)溫度

  明顯氧化的起始溫度與使用油的品級(jí)和種類有關(guān)。水冷壓縮機(jī),推薦采用處理過(guò)的或去除礦物質(zhì)的水,以防止水道結(jié)垢。公認(rèn)的起火原因之一是冷卻水中斷,引起排氣溫度急劇升高,超過(guò)壓縮機(jī)的正常溫度,當(dāng)熱區(qū)內(nèi)的積炭層又足夠厚時(shí),就可能產(chǎn)生起火。

  閥的損壞,同樣也能使排氣溫度升高,引起事故的發(fā)生;級(jí)壓力比很高的壓縮機(jī),在冷卻不良或潤(rùn)滑油過(guò)量時(shí),會(huì)出現(xiàn)“壓燃”現(xiàn)象。在特定的情況下,壓燃引起的缸內(nèi)爆燃,可變成沿著排氣管道方向的連續(xù)爆燃。

  d)存在催化劑(例如氧化鐵

  e)潤(rùn)滑油的錯(cuò)選或黏度不合適。

  2. 噴油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)(特別預(yù)防)

  經(jīng)驗(yàn)證明,良好的設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑和維護(hù),能使噴油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)避免發(fā)生著火事故。但由于油過(guò)濾器芯子引起的不正常溫度升高,加速油的氧化,也會(huì)產(chǎn)生著火的危險(xiǎn)。

  對(duì)于分離器芯子是由化纖材料制成的油分離器,如果芯子和分離器筒體無(wú)良好的導(dǎo)電性并可靠接地,則當(dāng)高溫高壓的油氣混合物進(jìn)入分離器芯子時(shí),可能發(fā)生靜電起火的危險(xiǎn)。

  實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)表明,防止發(fā)生油著火危險(xiǎn)的三個(gè)重要因素為:

  a)合理的設(shè)計(jì);

  b)選擇恰當(dāng)?shù)挠停?/p>

  c)壓縮機(jī)的正確操作與維護(hù),特別重要的有以下幾點(diǎn):保持低油耗;定期換油;保證油冷卻裝置正常工作。

  四、有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)壓力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

  壓縮空氣系統(tǒng)中油的燃燒通常是由于積炭引起的。在壓縮空氣系統(tǒng)中,高溫和氧的高分壓力使油發(fā)生氧化反應(yīng)。

  一旦油被氧化,將變得更粘稠,形成如淤泥狀的物體,最后在末級(jí)轉(zhuǎn)化成積炭。如果積炭層很厚,就可能發(fā)生自燃并引起壓力系統(tǒng)著火,甚至?xí)鸨ā?/p>

  實(shí)踐證明,壓縮機(jī)排氣系統(tǒng)熱區(qū)的設(shè)計(jì)對(duì)積炭的形成有決定性影響,因?yàn)榕艢庀到y(tǒng)的設(shè)計(jì)決定了油微粒通過(guò)熱區(qū)需要的時(shí)間。

  壓縮機(jī)排氣法蘭或排氣閥的一些潤(rùn)滑油被霧化成小的微粒,直接隨壓縮空氣被快速送到壓力系統(tǒng)的冷區(qū)而不與熱壁相接觸。

  由于這部分油很快通過(guò)熱壓力區(qū),因而實(shí)際上不發(fā)生氧化作用。較大的油微粒具有較大的質(zhì)量和慣性,無(wú)法被氣流帶走,因此沉積在熱區(qū)的壁上,與空氣接觸的時(shí)間足夠長(zhǎng),因而發(fā)生氧化反應(yīng)并發(fā)生分解。

  主要有兩種方法可以把停留在壁面上的油迅速轉(zhuǎn)移到冷區(qū)。通常,應(yīng)同時(shí)利用如下兩個(gè)方法,使壓縮空氣系統(tǒng)的熱區(qū)保持干凈:

  a)使部分油氣化;

  b)把壓力系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)成可借助壓縮空氣的脈動(dòng)作用及重力作用,促使油沿著壁面向冷區(qū)移動(dòng)。

  調(diào)查表明,如果按照上文要求選擇潤(rùn)滑油,同時(shí)有油潤(rùn)滑往復(fù)壓縮機(jī)的管道及其他元件中壓縮空氣的速度大于8 m/s,壓縮機(jī)排氣系統(tǒng)就能保持干凈、無(wú)沉積物。

  在這種空氣速度下,任何沉積在垂直壁面上的油都將向上移動(dòng)。當(dāng)然,在可能的情況下,氣流應(yīng)向下流動(dòng),這樣重力將有助于油的移動(dòng)。

  最佳的后冷卻器結(jié)構(gòu)應(yīng)是壓縮空氣在管內(nèi)、冷卻劑在管外。這種布置對(duì)于窄管結(jié)構(gòu)的后冷卻器具有良好的壓力脈動(dòng)阻尼作用。

  連接壓縮機(jī)和后冷卻器的管路長(zhǎng)度必須設(shè)計(jì)成能夠獲得最大的壓力脈動(dòng)阻尼。為了充分利用上述脈動(dòng)阻尼現(xiàn)象,每臺(tái)壓縮機(jī)應(yīng)有適用的后冷卻器和儲(chǔ)氣罐,同時(shí)這種布置也有利于使用和維護(hù)。