切勿触碰空压机及储气罐高压线 严防自燃和爆炸
遵守六条准则 彻底隐患
1、储气罐严禁超压、超温,操作人员应确保储气罐处于正常的工作状态。
2、严禁在储气罐周围或容器上动用明火,禁止使用明火察看容器内部。储气罐处于受压状态时,不得进行任何维修以及对罐体进行锤击和其他物体的冲击。
3、对油润滑压缩机,必须经除油、除水处理,其压缩空气的含油量,水蒸气含量以及固体粒子尺寸和浓度等级,符合GB/T3277-91《一般用压缩空气质量等级》附录A之规定后,方可进入储气罐。
4、鉴于空气压缩机中油和空气接触,一旦温度过高,易产生积炭自燃和油爆炸着火机理(详见GB10892-89),进入储气罐内的压缩空气严禁超过罐体的设计温度。为避免排气温度过高,空气压缩机必须按期检查超温停车装置,定期检查传热表面(过滤器、分离器和冷却器)及清洗。
5、对油润滑压缩机,应定期检查排气口至压缩空气温度为80度处之间的所有管路、容器(储气罐)和配件,任何积炭应有效去除(包括压缩机缸头积炭物)。摘自GB10892-89第23.13条。
6、储气罐与空压机的使用和维修必须严格遵照GB10892-89《固定的空气压缩机规则和操作规程》、JB8542-1997《容积式空气压缩机要求》以及JB8935-1999《工艺流程用压缩机要求》的规定执行。
储气罐使用单位如不按上述使用要求和警告条款贯彻执行,有可能引起储气罐失效和产生爆炸的严重后果,请使用单位切记!
积炭自燃的机理和油爆炸的起因
——摘自GB10892-89附录C
1
油与空气接触易发生氧化反应,氧化反应的速度随着温度、氧的分压力、起催化剂作用的铁或氧化铁的微粒的增加而增加。氧化反应会提高油的粘度,如果油在热区停留的时间充分,就可能在压缩机排气系统形成积炭。这些积炭继续氧化,由于氧化反应产生的放热现象因此就存在着自燃的必要条件。
2
实际上氧化反应产生的热一方面被积炭上面的空气流冷却并带走,另一方面通过积炭传给所处的金属壁带走。当不能及时带走氧化反应产生的热量,积炭层的温度就升高,在特殊情况下,会达到积炭层自燃的温度,而产生足够大的热量消弱或熔化压力系统内的金属,虽然不发生真正的爆炸,但这种器壁的突然损坏会被误认为爆炸。
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研究表明,引起油着火,必须具有一定厚度的积炭层,周围温度要在+150℃和一定的限制热量通过积碳层传导的孔隙度(常称作干燥度)。在这些条件下,当积炭层上面流动的压缩空气过多地减少,引起散热速度降低时就会起火这种情况会在吃饭、休息、换班或当压缩机处在无负荷运行时发生,或者当空气流动情况有变,而积炭层产生的热量使其内部温度高于自燃温度的情况下也会发生着火现象。
4
危险的积炭层临界厚度随每台压缩机空气的压力和温度、沉积物中杂质微粒、沉积物实际位置和压缩机运行条件的不同而改变。因此,积炭层厚度将随压缩机的不同而改变。
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有时,压力系统中的油着火导致油蒸汽或油雾的爆炸,实际上这种情况很少见。这种情况出现必定是空气对所化的油混合比率处在爆炸限的范围之内,并且与自燃的火源相接触。
6
由于引起爆炸所需要的空气对油混合的比率范围是有限制的。氧气过多或易燃物过多都会抑制爆炸,这可能是极少发生爆炸的主要原因,然而必须经常意识到这种危险的存在。
7
解释压缩机初始油爆炸确切原因的参考资料是很少的。但是,以下的解释还是很有可能的,当压缩机无负荷时,因没有空气流过积炭层引起着火。一段时间之后,空气中的氧气不完全燃烧,产生的一氧化碳连同从积炭层中分解或氧化的油和油雾,形成潜在的易燃混合气体。易燃混合气体和油雾流向排气系统下游的冷却器部位,在那里与未燃烧过的空气混合,产生一种易爆的混合气体。在这些条件情况下,当压缩机再次启动排出空气,空气流量突然增加,吹松散了燃烧的炭微粒,并把它送到易爆的区域,就可能发生爆炸。必须注意,即使不发生爆炸,压缩空气也将被不完全燃烧产生的有害气体污染。
8
当润滑油压缩机排气管道的内壁有一层薄的油膜,这种初期爆炸会接二连三发生更猛烈的爆炸。由于初期的爆炸传到排气管道的足够强的冲击波,会从管壁上剥下油膜,并形成一种油雾和空气混合物。如果产生易燃混合物,并且冲击波的温度达到了自燃的温度就会发生第二次爆炸,它加速冲击波达到爆炸速度(超声波),这时会发生管壁脆性破裂,这过程可能会不时沿着压缩机空气管道重复出现,在管道内表面频繁的产生破坏。这种类型的爆炸对于压力系统的破坏是巨大的,并且对于附件的人也是非常危险的。
9
如果严格地按照本标准中的规定尽量减少积炭的形成,油着火或爆炸的危险将能减少到小程度。
如何确定一个工厂的用气量?
确定一个新厂的压缩空气要求的传统方法是将所有用气设备的用气量(m3/min)加起来,再考虑增加一个、泄漏和发展系数。
在一个现有工厂里,你只要作一些简单的测试便可知道压缩空气供给量是否足够。如不能,则可估算出还需增加多少。
举例说明:
一般工业上空气压缩机的输出压力为0.69MPa(G),而送到设备使用点的压力至少0.62MPa。这说明我们所用的典型空气压缩机有0.69MPa(G)的卸载压力和0.62MPa(G)的筒体加载压力或叫系统压力。有了这些数字(或某一系统的卸载和加载值)我们便可确定。
(1)测试法——检查现有空气压缩机气量
定时泵气试验是一种比较容易的检查现有空气压缩机气量或输出的方法,这将有助于判断压缩空气的短缺不是由于机器的磨损或故障所造成的。
下面是进行定时泵气试验的程序:
A.储气罐容积,立方米
B.压缩机储气罐之间管道的容积立方米
C.(A和B)总容积,立方米
D.压缩机全载运行
E.关闭储气罐与工厂空气系统之间的气阀
F.储气罐放气,将压力降至0.48MPa(G)
G.很快关闭放气阀
H.储气罐泵气至0.69MPa(G)所需要的时间(秒)
现在你已有了确定现有压缩机实际气量所需要的数据,公式是:
C=V(P2-P1)60/(T)Pa
公式中:
C=压缩机排气量,m3/min
V=储气罐和管道容积,m3 (C项)
P2=终卸载压力,MPa(A)(H项+Pa)
P1=初压力,MPa(A) (F项+Pa)
Pa=大气压力,MPa(A)(海平面上为0.1MPa)
T= 时间,s
如果试验数据的计算结果与你厂空气压缩机的额定气量接近,你可以较为肯定,你厂空气系统的负荷太高,从而需要增加供气量。
(2)估算法——确定用气量
V=V现有设备用气量+V后处理设备用气量+V泄漏量+V储备量
(3)确定所需的增加压缩空气
根据将系统压力提高到所需要压力的空气量,就能确定需要增加的压缩空气供气量:
需要的m3/min=现有的m3/min(P2/P1)
式中,需要的m3/min=需要的压缩空气供气量
现有的m3/min=现有的压缩空气供气量
P2=需要的系统压力,MPa(A)
P1=现有的系统压力,MPa(A)
需增加的m3/min=需要的m3/min-现有的m3/min
结果就告诉你为满足现有的用气需求所要增加多少气量。建议增加足够的气量以便不仅满足目前的用气要求,还把将来的需求和泄漏因素考虑进去。
(4)系统漏气的影响
供气量不足经常是由于或肯定是由于系统的泄漏,空气系统漏气是损失动力的一个连续根源,所以好应当使其尽量少一些。几个相当于1/4英寸小孔的小漏点,在0.69MPa压力下可能漏掉多至2.8M3的压缩空气,这等于你损失一台18.75Kw的空气压缩机的气量,以电力每度0.4元,每年运行8000小时(三班制)计算,这些漏掉的空气使你白白损失60000元。
大多数工厂都会提供维护人员和零件来堵漏。损坏的工具、阀、填料、接头、滴管和软管应及时检查和修理。
工厂整个系统的泄漏可通过在不供气情况下测定系统压力(在储气筒体上侧)从0.69MPa(G)降到0.62MPa(G)所需要的时间来诊断。利用泵气试验我们就可以算出整个系统的泄漏量:
泄漏量m3/min= V(P2-P1)60/90(Pa)
如漏气率超过整个系统气量的百分之五,就必须堵漏。
(5)选择压缩机的规格
你一旦确定工厂用气的气量(m3/min)和压力(MPa(G))要求,便可选择空气压缩机的规格。
(6)在选择时你可能要考虑的因素包括:
目前的用气量是多少?工厂扩建后的用气量要求是多少?一般来说,用气量的年增长率为10%。是否考虑将来要用特殊的制造工艺和工具?
理想的做法是螺杆式压缩机和离心式压缩机所定的规格应保证在调制和调节控制范围正常工作。
单作用风冷往复式空气压缩机所确定的规格应保证在恒速控制系统的基础上有30~40%的卸载时间。
水冷往复式空气压缩机可以连续工作,但选规格时好考虑有20~25%缓冲或卸载时间。
研究各种型号的空气压缩机性能特点以估算动力成本,从而确定哪一种是满足你厂目前和将来要求要求的佳选择。
工厂漏气严重吗?是否要堵漏计划以便终能减轻压缩空气系统的负荷?
你对所选空气压缩机的运行、维护、安装和性能特点感到满意吗?
在选择空气压缩机及其附加设备(如干燥机和过滤器)你是否已考虑到压缩空气的质量要求?
附加设备对你选择空气压缩机有何影响?
你是否考虑过万一主空气压缩机故障时的备用气量?
各个班次是否需要用同样气量的压缩空气?
所选用的空气压缩机在用气量较低时运转情况怎样?
可能要考虑用一台较小的空气压缩机以便节约能源,避免主空气压缩机过多的循环和磨损。
工厂是否有需加一考虑的不寻常间歇峰值要求载荷?
工作压力(排气压力)的选型:
当用户准备选购空压机时,首先要确定用气端所需要的工作压力,加上1-2 bar的余量,再选择空压机的压力,(该余量是考虑从空压机安装地点到实际用气端管路距离的压力损失,根据距离的长短在1-2 bar之间适当考虑压力余量)。当然,管路通径的大小和转弯点的多少也是影响压力损失的因素,管路通径越大且转弯点越少,则压力损失越小;反之,则压力损失就越大。
因此,当空压机与各用气端管路之间距离太远时,应适当放大主管路的通径。如果环境条件符合空压机的安装要求且工况允许的话,可在用气端就近安装。
容积流量的选型:
① 在选择空压机容积流量时,应先了解所有的用气设备的容积流量,把流量的总数乘以1.2(即放大20%余量);
② 新项目上马可根据设计院提供的流量值进行选型;
③ 向用气设备供应商了解用气设备的容积流量参数进行选型;
④ 空压机站改造可参考原来参数值结合实际用气情况进行选型;
合适的选型,对用户本身和空压机设备都有益处,选型过大浪费,选型过小可能造成空压机长期处于加载状态或用气不够或压力打不上去等弊端。
功率与工作压力、容积流量三者之间的关系
在功率不变的情况下,当转速发生变化时,容积流量和工作压力也相应发生变化;例如:一台22KW的空压机,在制造时确定工作压力为7bar,根据压缩机主机技术曲线计算转速,排气量为3.8 m3/min;当确定工作压力为8bar时,转速必须降低(否则驱动电机会超负荷),这时,排气量为3.6 m3/min;因为,转速降低了,排气也相应减少了,依此类推。
功率的选型是在满足工作压力和容积流量的条件下,供电容量能满足所匹配驱动电机的使用功率即可。
因此,选配空压机的步骤是:先确定工作压力,再定相应容积流量,后是供电容量。
一、螺杆空压机机械故障的处理
1、螺杆空压机工作原理:
螺杆空压机主要部件有:空气过滤器,低压转子,中间冷却器,电子马达,高压转子,后冷却器,传动部件,齿轮箱,调节器控制系统,阀及消音外壳等。
2、常见故障及处理
2.1空气输出温度过高
(1)降低空气输入温度。增加空压机房的通风,在空压机房的房顶加排气罩,用来排除热气,控制室内温度不要过高,特别在炎热的夏季,空压机房的温度不要超过40℃。
(2)降低冷却水的输入温度,冬季水温保持在18℃,夏季水温保持在24℃。
(3)增加冷却水的流量,经测算,冷却水输入温度和输出温度差l5℃,冷却水流量为3.7升/秒。
(4)清理冷却水中的水垢或脏的沉淀物。在冷却水中加入去垢剂疏通冷却水系统。
2.2油温过高
空压机有油温保护设置,油温超过70℃时关机,造成空压机频繁关机。油温过高的原因是油冷却器失效。由于油冷却器内冷却水管路较细,结垢后不易清理,造成油温降不下来。更换一个油冷却器需2800美元。经过研究,我们拆下油冷却器后,在去垢剂中浸泡 ,再用小水泵将带压力的水打入油冷却器中反复冲洗,可将水垢去除。用此方法,我单位空压机没有更换过油冷却器,夏季油温也可控制在60℃以下。
2.3空气过滤器频繁失效
压缩机开始使用时,空气过滤器只能使用一个月就失效。经分析是周围空气环境较脏。为此在空压机空气过滤器上方加上网罩(预过滤器),以延长过滤器的使用时间。
2.4空压机其它要求
(1)夏季空压机房环境温度低于40℃才可正常开机。空压机在安装时,机器之间的间距要大于2.5米,以利于空压机房的散热与通风。
(2)压缩机有 工作压力和一般工作压力两个参考数据,在选择空压机时,应以一般工作压力为参考数据选择空压机。如果以 工作压力选择空压机,易使压缩机长期超负荷运转,烧毁电机。
(3)水冷式空压机对水质要求较高,常见故障都是与水质不好引起冷却系统结垢有关。因此,在安装空压机时一定要安装一套水软化处理装置,可大大减少空压机的故障。
3.双螺杆空压机跳停处理
双螺杆空压机在工作中,出现跳停故障。即工作期间也能正常供风,但有时突然跳停。首先,我们检查电动机部分,没有发现明显问题;再检查压缩机温度自动保护和压力自动调节系统,温控部分正常。经拆检压力调节阀和减荷阀,发现减荷阀内部用于承受压力调节压差的橡胶薄膜损坏,膜上有一小孔。由于橡胶膜损坏,在供风压力变换时,空压机进风口大小不能够及时调整,机组负荷与柴油机功率不匹配,引起柴油机过载保护跳停,更换减荷阀内橡胶薄膜后,故障排除。
开机后立即跳停,偶尔能正常开机,工作一段时间后仍跳停。经检查,润滑油温度和排气压力不高,将温度保护开关暂时短路,跳停现象消失。这表明是温度高引起的跳停,但是感觉不到润滑油散热器散出的热量。排查润滑油路,温度保护开关和温控阀正常,更换了油过滤器滤芯,清洗了散热片,故障依旧。在对止回阀进行解体检查,发现同样是承受润滑油前后压差的橡胶薄膜损坏,更换后故障排除。由此可见:空压机的跳停,往往是由于压力调节系统某个阀失效引起,阀的橡胶密封件、塑料膜片、弹簧等零件易出故障,往往隐蔽性较强,容易给人造成错觉。
二、螺杆空压机的保养:
1、进气空滤芯的维护与保养。
空气滤清器是滤除空气尘埃污物的部件,过滤后的干净空气进入螺杆转子压缩腔压缩。因螺杆机内部间隙只允许15u以内的颗粒滤出。如果空滤芯堵塞破损,大量大于15u的颗粒物进入螺杆机内循环,不仅大大缩短机油滤芯、油细分离芯的使用寿命,还会导致大量颗粒物直接进入轴承腔,加速轴承磨损使转子间隙增大,压缩效率降低,甚至转子枯燥咬死。
空滤芯 每星期保养一次。拧开压盖螺母,取出空滤芯,用0.2-0.4Mpa的压缩空气,从空滤芯内腔向外吹除在空滤芯外表面的尘埃颗粒,用干净的抹布将空滤壳内壁上的赃物擦干净。回装空滤芯,让空滤芯前端部的密封圈要与空滤壳内端面贴合严密。
正常情况下,空滤芯每1000-1500小时更换一次,环境特别恶劣的使用场所, 每500小时更换空气滤芯。
注意:清洁或更换空滤芯时,部件是必须一一合对,严防异物落入进气阀。 平时须经常检查进气伸缩管有无破损、吸扁,伸缩管与空滤进气阀的连接口有无松动、漏气。如发现须及时修复、更换。
2、机油过滤器的更换。
新机 次运行500小时后应更换机油芯,用专用扳手反旋油滤芯取下,新滤芯装上前 加螺杆机油,滤芯密封用双手拧回油滤座,用力拧紧。
建议每1500-2000小时更换新滤芯,换机油时 同时更换油滤芯,在环境恶劣时使用应缩短更换周期。严禁超期限使用机油滤芯。
3、油细分离器的维护更换。
油细分离器是将螺杆润滑油与压缩空气分离的部件,正常运行下,油细分离器的使用寿命在3000小时左右,但在恶劣使用环境下必须缩短空滤芯的保养更换周期,甚至考虑加装前置空气滤清器。
油细分离器在到期或者前后压力差超过0.12Mpa后必须予以更换。
更换方法:拆下油气桶盖上安装的各控制管接头。取出装油气桶盖上伸入油气桶内的回油管,拆出油气桶上盖紧固螺栓。移开油气桶上盖,取出油细分离器。除去粘在上盖板上的石棉垫及污物。装入新的油细分离器,注意上下石棉垫必须加钉订书订,压紧时石棉垫必须摆整齐,否则会引起冲垫。按原样装回上盖板、回油管、各控制管,检查有无泄漏。
4、螺杆机油的保养及更换。
螺杆机油的好坏对喷油螺杆机的性能具有决定性的影响,良好的油品具有抗氧化稳定性好、分离迅速、清泡性佳、高粘度、防腐性能好,因此,必须使用纯正的专用螺杆机油。新机磨合期500小时后进行首次油品更换,以后每运行2000小时更换新油。换油时 同时更换油过滤器。
更换方法:起动压缩机运行5分钟,使油温升至50℃以上,油品粘度下降。停止运行,当油气桶内存有0.1Mpa压力时,打开油气桶底部的放油阀,接上储油罐。慢慢打开放油阀,等润滑油成滴状后关闭放油阀。拧开油滤芯,把各管路里的润滑油同时放尽,换上新油滤芯。打开加油口螺堵,注入新油,使油位在油标刻度线范围内,拧紧加油口螺堵,检查有无渗漏现象。润滑油在使用过程中,发现油位线太低时应及时补充新油,而且必须经常排放冷凝水, 每周排放一次,在高温气候下应2-3天排放一次。润滑油严禁不同品牌混合使用,切忌润滑油超期使用。
5、冷却器的保养。
冷却器散热效果的好坏,直接影响空压机的使用温度。螺杆的冷却器是直立着的,保养的时候就需要用0.4Mpa以上的干燥压缩空气从外往里吹,吹过后再将导风罩内的尘埃、颗粒清理干净,防止再次被风扇吹进冷却器中造成堵塞,引起机器高温。
武汉易天达设备有限公司提示,空压机按操作规程定期更换零件及润滑油,对油路系统及冷却器水路清洗,记录运行参数,对其进行定期分析,找出存在问题的所在,及时检修是非常必要的。