
小型移動(dòng)空壓機(jī)由于機(jī)動(dòng)靈活、適應(yīng)性較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。小型移動(dòng)空壓機(jī)具有一定的特殊性,空氣壓縮機(jī)不按特種設(shè)備納入管理、但附屬的空氣罐又是壓力容器。由于小型移動(dòng)空壓機(jī)流動(dòng)性強(qiáng),使用環(huán)境復(fù)雜,管理水平良莠不齊,導(dǎo)致有些小型移動(dòng)式空壓機(jī)發(fā)生爆燃事故。
我國(guó)正規(guī)空壓機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)的產(chǎn)品從設(shè)備本身來(lái)說(shuō)是比較安全的。一些空壓機(jī)之所以發(fā)生爆炸,問(wèn)題大多出現(xiàn)在貯氣罐和排氣總管上,可以基本排除因設(shè)備本身承受不了壓力而爆炸的可能性??諌簷C(jī)爆炸的原因主要是使用和管理上的問(wèn)題。以筆者曾經(jīng)參與過(guò)的一起空壓機(jī)爆燃事故為例:某礦井使用開(kāi)山牌2V—3.5/5D型活塞式移動(dòng)式空壓機(jī),事故發(fā)生時(shí),由于空壓機(jī)爆燃,造成井下鑿巖機(jī)操作工1死1傷,經(jīng)濟(jì)損失巨大。
事故原因分析
空壓機(jī)爆炸事故多為自燃所引起,爆炸源通常在空壓機(jī)至儲(chǔ)氣罐之間的排氣管路上,火源多出現(xiàn)在排氣管氣流速度較低的區(qū)段,引起燃燒和爆炸主要的原因是積碳、潤(rùn)滑油、溫度和安全裝置失效。
空壓機(jī)中使用的潤(rùn)滑油在高溫高壓下產(chǎn)生的碳氧化物與灰塵相混合,沉積在空壓機(jī)的排氣管、貯氣罐、管道彎角等處,即形成積碳。由于排氣管氣流速度較低,積碳較多、溫度也較高;溫度越高,積碳就越快。一般生成積碳的發(fā)熱反應(yīng)是在154℃~250℃的溫度下形成的。其過(guò)程為霧狀或粘在金屬表面的潤(rùn)滑油上,在高溫高壓下,尤其是在有金屬接觸的條件下,迅速被空氣氧化,生成氧化聚合物(膠質(zhì)油泥等),沉積在金屬表面上,繼續(xù)受熱作用,發(fā)生熱分解脫氫反應(yīng),形成氫質(zhì)類(lèi)的積碳,積碳厚度達(dá)到3mm以上時(shí),就會(huì)有自燃的危險(xiǎn)。而且,積碳影響其散熱效率,蓄積熱量而形成火點(diǎn),(當(dāng)溫度達(dá)到350℃以上時(shí),積碳就會(huì)燃燒)。而當(dāng)溫度急劇上升,使含油蒸氣到達(dá)爆炸濃度(即1kg空氣中含有30mg~40mg潤(rùn)滑油蒸氣)時(shí),便由燃燒轉(zhuǎn)為爆炸。
在高溫高壓下,潤(rùn)滑油被氣化、熱分解和蒸發(fā),生成以低分子碳?xì)浠衔餅橹鞯目扇颊魵?,?dāng)溫度到達(dá)自燃點(diǎn)或油蒸氣觸及高溫的積碳被引燃而導(dǎo)致爆炸;潤(rùn)滑油被壓縮達(dá)到飽和時(shí),遇到機(jī)械微粒(如積碳的高硬顆粒)的沖擊,就會(huì)產(chǎn)生火星而引燃、爆炸;潤(rùn)滑油自燃的原因還在于被氧化后,與金屬粉塵氧化混合而降低了著火點(diǎn)。如與鋼鐵金屬粉末作用后生成羧酸鹽類(lèi)的含量達(dá)0.01%~0.1%時(shí),可使油的著火點(diǎn)降低20℃~40℃,當(dāng)壓力為5MPa時(shí),油中含氧化鋁或銅粉的著火點(diǎn)均可降低20℃,如同時(shí)含有氧化鋁和銅粉,著火點(diǎn)則可降低40℃~90℃。另外,積聚在老化油中的過(guò)氧化物,也是容易引起燃燒、爆炸的物質(zhì),有時(shí)壓縮機(jī)空氣溫度不超過(guò)140℃,也會(huì)發(fā)生燃燒與爆炸。
壓縮氣體溫度升高也是促使爆燃、爆炸的一個(gè)重要因素,據(jù)統(tǒng)計(jì),空壓機(jī)的溫度超過(guò)170℃時(shí)有50%會(huì)發(fā)生爆炸;進(jìn)氣量減少10%,則排氣溫度上升20℃;排氣閥積碳引起閥漏氣,也會(huì)造成排氣升溫,如壓縮機(jī)正常排氣溫度130℃,而閥漏氣時(shí)會(huì)達(dá)到270℃高溫,極易發(fā)生爆炸事故;水冷式空壓機(jī)水冷量不足,結(jié)垢嚴(yán)重會(huì)造成壓縮機(jī)空氣冷卻不好,導(dǎo)致溫升偏高。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查及相關(guān)資料分析得出:造成事故的直接原因是空壓機(jī)排氣閥損壞使得排氣閥堵塞,導(dǎo)致空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣壓升高、溫度上升,而空壓機(jī)安全閥及調(diào)壓閥損壞及失效,不能自動(dòng)排放超壓氣體,造成儲(chǔ)氣罐持續(xù)增壓、增溫后,高溫發(fā)熱點(diǎn)燃?jí)|在空壓機(jī)下的枕木和連接儲(chǔ)氣罐的排氣橡膠管,因此產(chǎn)生大量的CO和H2S等氣體,引起人體中毒者窒息死亡或重傷。
防范措施
企業(yè)應(yīng)定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)及潤(rùn)滑,應(yīng)選用殘值小、適宜的黏度、良好的抗熱氧化安定性(即殘?zhí)荚鲋敌∮?%)、燃點(diǎn)高的潤(rùn)滑油,空壓機(jī)潤(rùn)滑油應(yīng)有產(chǎn)品合格證及油品化驗(yàn)單;空壓機(jī)各部件的工作狀況要定期驗(yàn)證,確保完好,定期清除空壓機(jī)內(nèi)部及管路的積碳。
空壓機(jī)應(yīng)作為特種設(shè)備管理,操作人員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)后持證上崗,操作人員在嚴(yán)格按操作規(guī)程操作的同時(shí),應(yīng)能夠?qū)諌簷C(jī)的一般故障進(jìn)行判定和處理,提高空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控能力,保證空壓機(jī)安全裝置靈敏可靠,如壓力表、溫度表顯示必須在空壓機(jī)規(guī)定參數(shù)內(nèi)運(yùn)行,安全閥、調(diào)壓閥必須定期效驗(yàn)。對(duì)額定壓力1MPa以上、容積在2m3以上的空壓機(jī),應(yīng)在排氣閥出口管連接處裝設(shè)自動(dòng)溫度報(bào)警器,嚴(yán)格控制溫度,保持壓力不超過(guò)規(guī)定值。
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