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1、从后冷却器的爆炸谈压缩空气系统装置爆炸原因及预防 2006年7月，南通市某制造厂动力车间一台空气压缩机的二级缸发生爆炸，爆炸前的一个月，江苏省特检院南通分院，对该容器进行了全面检验和耐压试验，检验项目均合格。在事故现场，拆除冷却部件观察，设备内部已被烟熏黑，可见内部发生过燃烧。铝制的散热片下面的一半已熔化，铜质的冷却水管和支承的钢筋也已部分熔化，后冷却器底部堆积了已凝固的熔化金属，残存的散热片上面“油污”(积碳)足有2 mm厚。可以推断，温度达到了油爆的危险温度后，散热片上的油污首先发生燃烧，猛烈的火焰导致容器内件的熔化，大量的熔化金属掉到容器的底部，随着燃烧的加剧，使得容器的壁温不断升高，底
2、部的温度最高，材料强度降低，最终导致下封头温度最高处首先发生爆炸。所幸当时设备附近没人，否则后果不堪设想。 1 爆炸原因分析 1.1 爆炸原因 压力容器爆炸往往不是由于其本体的原因，而是其使用维护不当造成的。可以说空气压缩系统装置爆炸，大多是由于其内部积碳引起的。往复活塞空气压缩机采用压缩机油作润滑剂，压缩机油在气缸内受高温高压作用，发生蒸发、氧化，形成碳化物，并和空气中的粉尘等杂质、活塞环与气缸磨损的金属微粒等混合在一起，从气缸排出后，就吸附在气流路径的各个部件的壁面上，形成油沉积物一积碳。正常情况下，空气压缩机所产生的热量，被冷却系统带走，不会发生自燃现象。当空气压缩机工作压力或温度急剧增
3、高，当积碳达到一定厚度时，热传递的阻力增大，冷却系统不能把系统的热量有效带走，致使沉积物自动加热，在排气系统内自燃，导致温度升高，气体膨胀，系统压力增高，加之温度的升高也使材料强度降低，最终导致空气压缩系统装置爆炸。 1.2 诱发爆炸的主要因素 (1)当压缩空气的温度超过某一极限值时，将会促成沉积物加速氧化自动加热，以致引起自燃。这个极限值是个变值，与沉积物的成份、厚度密切相关。因此，诱发该装置爆炸的主要因素是温度。 (2)沉积物的成份直接影响其自燃温度。也就是说，如果排气温度不增加，而沉积物成份的燃点越低，其自燃点越低，越易发生自燃。这与润滑油的质量、周边环境大气中悬浮物质的成份及导热系数有
4、关，如喷砂、油漆会造成空气状况的恶化。 (3)沉积物的厚度直接影响冷却效果。即如果排气温度不变，而沉积物厚度不断增加，将会降低传热推动力，致使热量难以散发。因此，沉积物的厚度是诱发该装置爆炸的又一因素。 (4)当压缩空气的流速降低时，将会使这里的压缩空气温度升高。如果系统内积碳严重，在空气压缩机停止或进行工况调节时，这时的流速突然下降或降为零，极易发生沉积物自燃爆炸。故空气压缩系统装置爆炸最易发生在工作负荷较低的时段。 (5)由于吸入空气湿度增加后，在压缩过程中产生大量水蒸气，沉积物大量吸附水蒸气并散出热量，使排气温度升高而造成沉积物自燃。雨天、雾天压缩空气系统装置也易发生爆炸。 (6)在空气
5、压缩机开始卸荷的瞬间，二级吸气阀动作时间比一级吸气阀滞后1.52 s，仍处在正常工作状态，造成二级排气温度急剧升高，当卸荷终了开始恢复正常工作时，被切断的这段空气受气缸与活塞加热温度可由常温升至150。因此，频繁卸荷也可能诱发压缩空气系统装置爆炸。 1.3 爆炸的条件 沉积物在自燃后产生大量的一氧化碳当压缩空气中含有1.57.5的一氧化碳时，即可发生爆炸；系统压力增高，超过其材料的屈服极限而发生爆炸；温度增高导致材料的许用应力降低，也会发生爆炸，如内部发生剧烈燃烧，尽管压力未超过材料的屈服极限，高温下材料的许用应力降低，同样可能导致爆炸。 2 预防爆炸的措施 2.1 防止积碳产生 (1)使用润
6、滑油的闪点不得低于215，应对压缩机油按批次化验；压缩机油不得与其它润滑油混放。 (2)气缸、吸排气阀不许使用普通机械油。 (3)经常清洗排气阀和阀室及排气管路、冷却器及其散热片、储气罐等装置，定时排污。 (4)对每台空气压缩机运行期间的单位时间内的耗油量进行记录、统计，对耗油量异常的，要停机检查空压机的密封情况。 2.2 防止爆炸的措施 (1)装置的安装应当避开共振点。 (2)使用后冷却器等冷却装置使温度降至100-110以下，则沉积物的自燃就可避免。 (3)压缩空气管路必须畅通，避免出现急剧扩张、凸起和凹陷。 (4)杜绝气缸内串入机油。 (5)吸入的空气要清洁。 (6)冷却水压力在0.10
7、.15 MPa，温度不高于30，进出水温差控制在612，尽量使用软化处理水。 (7)应使用超温报警停机。 (8)经常清洗压缩空气系统装置，特别是内件。根据具体使用情况确定清洗时间，一般不超过半年。一些重要的内件如冷却器的散热片，累计运行400小时左右应进行清洗。清洗工序为：5的苛性碱溶液浸泡(必要时煮沸)68小时清水冲洗干燥。 (9)定期检修，定期校验安全附件。压缩机的最大容积流量(实际进气量)如超过安全阀泄放量时，应在其系统中加装安全阀。严禁超压、超温、疲劳运行。 (10)使用往复活塞空气压缩机及其它含油量高的压缩空气，必须经除油除水处理，其质量符合GBT1327791一般用压缩空气质量等级附录A之规定。 (11)设备处于受压状态时，不得进行任何维修、锤击及其它冲击。 (12)基于油和空气接触一旦温度过高，易产生油爆的着火机理，压缩空气系统装置，其防火防爆要求应严格按JB593599工艺流程用压缩机安全要求第3.3.2 款执行，以免产生油爆。