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造成空壓機爆炸的重要原因

時間：2018-12-07 13:05

空壓機爆炸的報道時有發生，已經引起了人們的高度關注，然而引起空氣壓縮機爆炸的原因仍令很多人感到困惑。大家都認為空氣是一種安全的氣體，因為空氣組分中78%是氮氣，氮氣是不能燃燒的，22%才是氧氣和其它氣體。我們生活在空氣中，感到空氣是那么親切、安全，時刻不能缺少，然而空氣經過壓縮提高壓力，怎么就能發生爆炸燃燒了呢？
　潤滑油是造成爆炸的重要原因
　　眾所周知，燃燒與爆炸的必要條件是：燃燒物、氧化劑（助燃劑）及燃燒源，三個條件中缺少任何一個，都不會發生燃燒或爆炸。
　　導致空壓機燃燒或爆炸的燃燒物是潤滑油。早期的空壓機活塞環、支承環為鑄鐵或銅合金制造，這樣材質的壓縮機都需要往氣缸中注入潤滑油，目的是降低磨擦系數，減少磨擦功耗，降低氣體的溫升。氣缸注潤滑油的空壓機，注入氣缸的潤滑油大部分由活塞以油膜的形式沿氣缸鏡面分布，微小部分的潤滑油通過活塞桿的填料函被導走。絕大部分的潤滑油都會隨壓縮空氣流帶入排氣管線（包括緩沖器、冷卻器、液氣分離器等輔機設備）。
　　近期的空氣壓縮機活塞環、支承環、填料環均采用聚四氟乙烯配方塑料自潤滑材料制造，不需要往氣缸內注入潤滑油（通常稱為無油潤滑壓縮機）。但即使是氣缸不注油的空壓機，當填料部件工作欠佳，尤其是一級氣缸填料部件，機身內的潤滑油將通過填料函進入氣缸，其數量將比注油器的注油量更多的可怕。
　　排氣管線內，在氣體的流動和脈動的作用下（活塞式壓縮機吸排氣是間斷的，故氣流是脈動的）潤滑油繼續向前運動。油層越厚，粘性越小，越容易流動，油膜被氣流撕破，掉落的油滴被空氣流帶走，向管線的遠方移動，這種情況多在有急劇收縮的銳邊處發生。管線內的鐵銹和積碳的存在能夠吸收潤滑油，可以很大程度延緩潤滑油的移動過程，但對油層的加厚和積碳的加劇起了促進作用，增大了爆炸燃燒的可能性。
　　大量的潤滑油進入氣缸，再進入管路，使冷卻器的換熱效果降低，液氣分離器的工作負荷增加，操作工人師傅如果不能及時打開排污閥門，排放油水混合物，管路系統中潤滑油的含量可想而知。二級氣缸進入含有大量氣態，液態的潤滑油，使z*終排氣中含有大量潤滑油。
　　潤滑油進入冷卻器，致使冷卻器的換熱效率降低，換熱效率的降低引起排氣溫度提高，而隨著溫度的增加，又使空氣中潤滑油的濃度增加，因為隨著溫度的增加，潤滑油蒸汽壓力很快增加。文獻記載：當氣體的壓力為6kg/cm?，溫度由40℃提高到80℃，壓縮機油的蒸汽壓力增加40～100倍；溫度由80℃升到160℃，壓縮機油的蒸汽壓力增加到250～500倍；當溫度達到180℃以上時，潤滑油的蒸汽壓力顯然將與爆炸極限相應。二級壓縮的空氣壓縮機（通常空壓機站的空氣壓力多為8kg/cm?，即為二級壓縮的機型）。
　　夏季時，排氣溫度大約在160℃，沒有溫度自動控制裝置的空氣壓縮機，或者溫度自動控制裝置失靈，一旦發生冷卻水壓力下降，甚至停水事故，此時排氣溫度將會迅速上升，很快就會超過200℃，達到潤滑油爆炸極限。
　　由于壓縮空氣使用量的波動性，空氣壓縮機經常采用空轉（壓開吸氣閥閥片）或旁通管路進行排氣量的調節，而此時注油器仍在正常工作供油，因此壓縮空氣中潤滑油的濃度急劇增加。依據文獻②數據，壓縮機空轉潤滑油的濃度增加300-1000倍，這就是壓縮機的爆炸燃燒事故多數發生在機器轉入空轉或滿負荷運轉后突然剎車時的原因。
　　空氣中氧氣的含量體積百分比達到20%以上，這就為潤滑油積碳沉淀物的燃燒爆炸提供了充分的氧化劑。由于氧氣的存在，潤滑油會發生氧化反應，氧氣在烴中比在水中更容易溶解，很容易被油吸收。隨著溫度的升高，氧氣的溶解量逐漸增加，潤滑油的氧化強度與氧氣的濃度成正比，同時潤滑油的氧化速度也與溫度有關。溫度約達到60℃，有積碳沉淀物的潤滑油就已經有明顯的氧化；當溫度為100-150℃時，氧化速度急劇增加，氧化反應是放熱的，本身又成為溫度升高的因素，自燃是z*危險的氧化過程。潤滑油與中性焦油的存在，沉淀物較高的多孔性，這些都加強了氧化過程。
　　壓縮機運轉時，潤滑油的氧化過程越深入，則此油積碳物的存在越危險。較新的潤滑油是深度氧化物形成的根源，同時又是防止沉淀物自燃的保護物，潤滑油的深度氧化物是z*危險的，除去碳化物中的油焦質后，在非燃燒的混合物中，實際上大約50℃左右就要發生自燃。在大氣壓下，引起沉淀物自燃不可逆過程的溫度區開始于250℃～285℃，在壓縮空氣系統中的壓力升高，則上述的區域向更低的溫度側移動，出現自燃的可能性增加，即產生燃燒爆炸的危險性增大。常州空壓機

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